上覆岩层冒落带和裂隙带高度的确定

通过观测枣庄、淮南、开滦、峰峰、大屯、大同等矿区,开展了覆岩破坏特征的研究,得出了煤层覆岩的破坏范围形态,以及冒落带和裂隙带高度的计算公式,准确确定冒落带和裂隙带范围,为煤层开采、顶板管理奠定基础。     

采空区上覆岩层垮落带和裂隙带发育高度分析

首先利用经验公式计算出某矿22310采空区上覆岩层垮落带和裂隙带发育高度为6.6~8.8 m和8.8~36.09 m。而后利用高位钻孔测定瓦斯浓度判定裂隙发育的机理,判定采空区上覆岩层垮落带和裂隙带发育高度分别为12.2 m和12.2~20.7 m,与计算值存在一定误差。因此,进行高位钻孔设计时,以理论计算值为依据,参照实际考察值,需将钻孔设计高度大于实际考察垮落带高度值,小于裂隙带理论计算值。在此范围内进行钻孔参数优化设计,可以提高钻孔瓦斯抽放效果。     

采空区上覆岩层“三带”划分理论计算与数值模拟结果对比

为更直观获得采空区上覆岩层三带划分数据,以某矿1262工作面为研究对象,借助FLAC~(3D)软件分析工作面推进过程中上覆岩体竖直方向上位移、应力的动态规律。数值模拟结果表明:采煤面开挖的过程中,工作面上方及采空区中部出现卸压区并且范围不断扩大,采空区中部部分区域出现拉应力,切眼及工作面前方附近出现应力集中区域,应力整体分布呈现出稳定的两头凸起,中部凹陷的马鞍形。同时上覆岩层发生弯曲、沉降的范围逐步扩大,沉降的程度不断加深。由数值模拟得到的上覆岩层三带结果与理论公式计算的结果具有很好的吻合性。     

采空区上覆岩层裂隙发育及瓦斯流动规律分析

针对煤矿采空区上覆岩层裂隙发育,采动裂隙瓦斯流动规律等对合理确定高位钻孔抽采区域的重要性,对采空区上覆岩层的裂隙发育规律和采动裂隙场的瓦斯流动规律进行分析,从采空区覆岩"竖三带"裂隙分布特征、采动裂隙"O"形圈以及U型通风采动裂隙瓦斯流动规律出发,找出采空区对工作面上隅角瓦斯超限影响较大的区域,得出高位钻孔的理论最佳抽采区域大致为工作面后方50 m区域,这个区域的覆岩裂隙发育情况是高位钻孔层位优化设计的关键,为高位钻孔抽采参数优化提供了理论基础。     

特厚煤层综放开采上覆岩层导水裂隙带高度研究

针对老虎台矿区复杂地质条件和特厚煤层综放开采方法,应用数值模拟方法对综放开采诱发的导水裂隙带高度进行了研究。根据所得的应力结果确定了导水裂隙带高度并对其演变规律进行分析。应用现场钻孔注水实验结果对其进行验证,结果基本一致,从而可以确定所得上覆岩体导水裂隙带范围和高度的合理性,可用以指导后续开采的设计和安全防护。     

深部采煤工作面上覆岩层裂隙带发育高度研究

根据唐口煤矿深部采煤工作面地质及回采技术特点,建立了UDEC数值计算模型,对工作面覆岩的应力、位移、塑形变形区等参量展开了系统研究。模拟结果显示,在1307工作面回采影响下,导水裂缝发育高度达到48.1 m,冒落带高度为14.6 m。     

导水裂隙带发育高度研究

以鹤壁煤业集团公司八矿井田11033工作面为例，在工作面上方地表沿煤层走向和倾向布置两条观测线，施工7个水文钻孔，根据钻孔中水位变化、冲洗液消耗量大小及岩芯破碎程度综合分析，确定了深埋近露头煤层开采后导水裂隙带发育高度和分布形态。导水裂隙带发育的最大高度是由工作面煤层顶板特有的岩性组合及岩石物理力学性质决定的。这一观测成果直观准确，为八矿井田乃至鹤壁煤田二1煤层露头防水煤柱留设提供了直接依据。     

贵州大河边煤矿上覆岩层导水裂隙带的发育高度和分布形态研究

大河边煤矿的3#煤层开采引起上覆移动变形破坏,含水层的水渗入到130101工作面,不仅严重破坏矿区的生态环境,而且威胁到矿井的安全生产问题。为进一步研究上覆岩层破坏导水裂隙带的发育高度和分布形态,保护水资源,提高煤炭资源回收率,保障矿井安全生产,通过应用传统经验计算公式和数值模拟计算相结合的研究方法,给出导水裂隙带分布形态和最大高度,最后通过工程实际测量方法验证其可行性,该方法对保护矿区生态环境具有重要的科学研究意义和应用价值。     

采空区上覆岩层破坏高度的预测

煤矿开采后采空区上覆岩层由上而下依次形成垮落带、裂缝带和弯曲下沉带。采用井下钻孔的方法对大佛寺煤矿采空区上覆岩层现场观测,得出了垮落带和裂缝带的发育高度,并理论推算出了其发展规律的二次预测模型。预测结果表明:从距回风巷10m的位置处起,垮落带开始发育,其最大高度距煤层顶板约为0～1.3m,裂缝带最大高度距离煤层顶板27.6m,该模型的获取为大佛寺40106工作面煤的自燃防治及高抽巷瓦斯抽放提供了重要的理论依据。     

不同岩层组合对导水裂隙带发育高度的影响

导水裂隙带发育高度是矿山研究的重要内容,从不同岩性岩层破坏特征出发,结合岩层承载能力及变形能力分析,提出了1种预计导水裂隙带高度的理论分析力学模型,并以此模型进一步分析了不同岩性岩层组合对导水裂隙带发育高度的影响。再结合数值分析软件RFPA模拟了不同岩性岩层组合下覆岩裂隙动态发育,取得与理论分析一致的结论。     

软岩矿井采空区下综采工作面参数优化设计研究

以灵东煤矿软岩采空区下Ⅱ₃煤层开采为背景,选取工作面长度、区段煤柱宽度、采高等3个因素进行正交试验设计,通过FLAC^_3D数值软件模拟不同因素组合下工作面覆岩的破坏情况,分析每个因素对工作面覆岩破坏的影响程度。试验结果表明,各个因素对Ⅱ₃煤层工作面顶板破坏高度影响显著性次序依次为：采高>工作面长度>区段煤柱宽度。根据对数值模拟结果的分析,结合各因素对导水裂缝带高度影响曲线,遵循煤矿安全高效生产的基本原则,确定Ⅱ₃煤层工作面合理尺寸组合为工作面长度为250m,区段煤柱宽度为25m,采高为5m,并与中硬岩层的模拟结果进行对比,体现出软弱岩层在模拟中的破坏程度。     

基于MATLAB多元非线性特厚煤层导水裂隙带高度预计

为解决特厚煤层待采工作面导水裂隙带运用现有规程条件难以计算的问题,依据导水裂隙带与各主要影响因素之间的关系,结合正交试验法,构建不同影响因素下的工作面组合方案,利用3DEC软件模拟分析各工作面开采后的最大导水裂隙带高度,将其计算结果运用MATLAB软件进行多元非线性回归拟合,得到特厚煤层综放工作面导水裂隙带高度的计算模型。以大平矿已采工作面导水裂隙带高度监测数据为例,研究结果表明:计算模型预计结果与实测结果的最大相对误差为6.47%,最小相对误差为0%,平均误差为2.93%,误差结果较小,计算模型可用于特厚煤层待采工作面导水裂隙带高度的预计。     

某铁矿南西西挂帮矿采空区处理方案分析

某铁矿南西西挂帮矿采用无底柱分段崩落法已开采至2 092m水平,分段高度12m。2 092~2 068m中段采准工程掘进中逐步发现采空区。本文介绍分析了该分段采空区处理的方案,以期在以后遇到类似的工程时供同行参考。     

老采空区地基稳定性模拟分析

利用FLAC2D有限差分程序对老采空区上方地表新建建筑物载荷作用下的地基稳定性进行了模拟分析.研究结果表明,该方法是可行的.为老采空区上方新建建筑物地基稳定性的评价提供了一种新的分析方法.     

东大煤矿采空区瓦斯抽放设计与应用

为治理采空区瓦斯涌出量过多导致回采工作面瓦斯浓度超限问题,对东大煤矿14151工作面采空区瓦斯抽放钻孔参数进行设计。随着工作面的推进,在采空区会形成冒落拱,在冒落拱附近裂隙较为发育,高位钻孔布置层位应在冒落带上方,裂隙带中下部位,每个钻场布置8个抽采钻孔,钻场间距取60 m。通过设计合理钻孔参数可以有效地提高瓦斯抽采效果。     

大采高综采工作面采空区顶板处理的实践

介绍大同煤矿集团公司四老沟矿14#层404盘区8402大采高综采工作面人工强制深孔爆破处理采空区顶板的技术，并对其效果进行了分析。     

倾斜长壁工作面综放开采覆岩“两带”发育高度研究

以淮北某矿倾斜长壁综放开采工作面为研究对象,在分析覆岩岩性特征的基础上,采用经验公式估算、数值模拟及深基点位移法对覆岩采动裂隙的发育高度进行研究。结果表明:基于关键层理论导水裂隙带高度预测方法、FLAC^3D数值模拟与深基点位移监测结果基本一致,而经验公式仅考虑采厚、岩性2种因素影响,预测两带发育高度存在一定的局限性,839工作面开采后,冒落带发育高度23.12~27.24 m,裂隙带发育高度91.88~102.08 m,裂采比为14.4~16.0。研究结果为839工作面瓦斯抽采设计、露头防(隔)水煤岩柱留设提供科学依据。     

高头窑煤矿河下开采导水裂隙带高度的试验研究

导水裂隙带高度是水下采煤的主要依据,通过相似材料模拟对高头窑煤矿水多湖川河下浅埋煤层开采时导水裂隙带高度进行了研究。结果表明:相似材料试验和"三下"开采规程预测高头窑煤矿煤层开采导水裂隙带高度有一定的差距。随着采高的增加,两者相差越来越大。高头窑煤矿水多湖川采煤时裂采比为15,煤层开采是需要进行采高控制,h≤H/19,以达到控制导水裂隙带高度的目的,实现河下采煤的安全开采。     

近水平煤层综放面导水裂缝带最大高度分析及其研究

在近水平煤层条件下,利用离散元模拟的方法,分析了综放采场上覆岩层的运动特征,根据覆岩位移及应力变化规律,确定了覆岩的导水裂缝带高度.通过现场实测验证表明,数值模拟所得的裂缝带高度与实测结果相吻合,说明利用数值模拟的方法确定综放面覆岩导水裂缝带高度是可行的.     

冒落带高度探测方法研究

利用全景摄像系统,通过井下分段注水试验,探测开采余吾煤业工作面冒落带高度情况,并利用相似模拟和数值模拟对冒落带高度发育情况进行了模拟。研究结果表明:上覆岩层冒落带的高度在28.6～31.0m,对所有结果综合进行拟合,得其拟合曲线为:y=-0.085 88x2+5.82x±6.1。