煤层抗张强度原位测试研究

系统地介绍了煤层抗张强度的原位测试原理及数据处理方法,并对测试成果进行了详细分析,提出了煤层抗张强度的取值方法,为煤矿防隔水煤柱合理留设提供了科学依据。     

老空水防隔水煤（岩）柱留设探讨

在矿井边界进行煤层开采时,所留设的矿井边界防隔水煤岩柱能否抵抗由于老空区积水而逐渐增大的静水压力成为了疑问,针对矿井边界合理煤柱宽度问题,本文探讨了矿井边界防隔水煤岩柱在矿山压力作用下的不同物性状态,结合内应力场理论,分别考虑了老空水从煤层方向和导水裂隙带上限岩柱方向上发生突水的可能,认为留设的煤柱宽度应该既能抵抗老空水从煤层方向突水,也能防止老空水从煤柱上方岩柱侵入另一侧工作面顶板。     

小常矿井二岗山南正断层3号煤层奥陶系岩溶水防隔水煤柱设计

水害是煤矿五大自然灾害之一。在煤层承压开采时遇到的大型断裂构造会大大增加突水的可能性,因此必须留设合理的防隔水煤柱,以确保资源回收的合理性及开采的安全性。文章分析了小常井田的水文地质条件后,通过煤的力学强度实测,合理选择计算参数,计算了防隔水煤柱,且在考虑到回采支撑压力对煤壁的破坏作用后,增加煤柱厚度,并采取导水构造的钻探探测方法,确保了矿井安全。     

断层活化特征及防隔水煤柱合理化留设研究

目前浅部煤炭可采储量开挖殆尽,以井工开采的煤矿正逐渐向深部含煤地层区域延伸,因面临深部“高温、高压、高瓦斯”及复杂地质构造的威胁,井下作业环境变得十分恶劣。虽然通过钻探、物探手段及巷道开挖对煤矿安全生产构成较大影响的深部隐伏断层构造进行探查,但矿井对断层性质及采动影响下断层活化等基础资料掌握程度不足。在设计断层防隔水煤(岩)柱留设尺寸阶段,往往存在断层煤(岩)柱留设过大或过小的问题,造成生产期间煤炭资源可开采量的降低,或诱发断层水害事故。以宿州煤电集团界沟煤矿F6断层为研究对象,从断层的含(导)水性、采动影响下断层活化特征、煤层顶板岩性特征及导水裂隙带发育高度等方面综合分析研究煤层防隔水煤柱宽度留设问题。利用基于有限元理论的COMSOL Multiphysics(CM)数值模拟、理论计算及矿井生产验证等多方法,确定最合理的防隔水煤柱尺寸。研究表明：F6断层在未扰动状态下表现为富水性弱,导水性差,但当工作面继续向再前推进至距断煤交线20 m时断层带附近岩层因受集中应力作用而发生塑性破坏,断层导水性质发生变化。基于以上综合分析最终确定F6断层防隔水煤柱合理留设宽度为36.13 m。研究成果...     

九鑫煤业水文条件复杂区域防隔水煤柱留设研究

防隔水煤柱是煤矿预防发生透水事故的一种重要设施。通过对九鑫煤业水文地质条件进行梳理,依据《煤矿安全规程》和《煤矿防治水细则》,对该矿2号开采煤层水文条件复杂区域防隔水煤柱留设进行研究和设计,详细计算了断层、裂隙带,陷落柱,老空积水区防隔水煤柱留设尺寸,并对两个积水量较大的采空区进行瞬变电磁探测,减少和杜绝恶性突水事故的发生,确保煤矿的安全回采。     

漳村煤矿防隔水煤柱设计计算

针对一些矿井初步设计中留设边界防隔水煤岩柱不合理而引发矿井老空水矿难的现实,探讨了影响矿井间边界防隔水煤岩柱安全稳定性的因素。以漳村煤矿煤柱的留设为例,对矿井边界隔离煤柱进行了相应设计计算,确保了矿井的安全生产。该方法也可用于矿井留设采区、区段隔离煤柱的计算。     

基于断层封闭性的导水性评价及防隔水煤柱设计

山东王楼煤矿自建井以来一直受矿井涌水的影响。刘官屯断层贯穿王楼井田中部,该断层附近多个工作面的涌水量居高不下,判断该断层是否导水,进而留设合理宽度的断层防隔水煤岩柱,对防止王楼煤矿断层突水,减小矿井涌水量至关重要。本文以王楼煤矿27309工作面刘官屯断层防隔水煤岩柱留设为例,通过岩性并置图法、SGR断层泥比率法和断面正压力判定法等从侧向和垂向两方面评价断层的封闭性,进而确定断层的导水性。根据评价结果选择合适的公式,计算刘官屯断层防隔水煤岩柱的宽度,并结合以往工作面出水情况综合分析,进而确定刘官屯断层防隔水煤岩柱尺寸。结果表明,27309工作面附近刘官屯断层是导水断层,断层防隔水煤岩柱宽度应为140m。既保证工作面不导水,又能最大限度地回采煤炭资源,对矿井的安全生产具有极其重要的意义。     

布尔台矿近距离煤层开采护巷煤柱留设技术研究

针对神华神东布尔台煤矿中深部2-2煤层与4-2煤层近距离开采时护巷煤柱合理尺寸的留设问题,通过对该矿护巷煤柱载荷和宽度的理论分析、护巷煤柱留设尺寸的数值模拟和现场的实测研究,提出布尔台煤矿近距离开采时煤柱的留设尺寸,保证煤层开采时巷道矿压显现正常,维护量较少,为矿井中深部近距离煤层安全高效开采提供可靠的技术保障。     

综放开采窄煤柱合理尺寸的数值模拟研究

根据赵家寨煤矿11208工作面特定地质条件,通过煤柱强度经验计算公式计算出合理煤柱宽度留设尺寸,运用有限差分方法(数值模拟),研究分析了留设不同煤柱尺寸时相应的应力分布和围岩破坏状态。提出将本工作面的超前采动影响作为影响煤柱宽度的一个重要因素。结合现场实际情况,与理论计算结果相比较,综合分析得出窄煤柱宽度取5 m时,巷道稳定性较好,并能保证工作面采出率;为矿井下一步煤层开采区段煤柱尺寸合理留设提供了依据,对于提高回采率具有一定借鉴意义。     

上河煤矿采煤方法及开采参数研究

通过对上河煤矿已形成房柱式采空区煤柱稳定性评价,得出煤柱稳定性不足,无法维持长期稳定的结论。根据矿井的煤层赋存条件、开采技术水平推荐采用条带刀柱式采煤法并建议将采高增大到6 m;综合周边矿井的开采参数,建议将采宽增大至9 m。通过数值模拟的手段对合理的煤柱留设宽度进行研究,推荐最佳煤柱留设宽度为11 m。     

玉华煤矿综采工作面面间煤柱合理尺寸研究

合理尺寸的煤柱既可以保证巷道的稳定性,也可以提高煤炭的回收率.本文以铜川玉华煤矿为背景,通过应力动态监测、理论推导与工程验证相结合的方法确定区段煤柱合理留设宽度.通过对2410工作面进行应力监测,发现相较于采空区侧煤柱,实体煤的承载能力较高,应力增量较大,在采动影响下应力峰值向深部转移时间晚.为进一步确定煤柱具体留设宽...     

大海则煤矿顶板富水含水层下开采水害防治研究

为了解决顶板富水含水层下开采过程中所面临的水害问题,以侏罗纪煤田榆横北区大海则煤矿为例,通过分析矿井水文地质条件,确定了主要充水水源和充水通道,计算了防隔水煤（岩）柱留设宽（厚）度,并预测了矿井开采2号煤层时的涌水量,提出了相应的防治措施。结果表明:矿井开采2号煤层时,其主要充水水源为煤层顶板侏罗系延安组、直罗组含水层水,主要充水通道为覆岩导水裂隙带。通过计算防隔水煤（岩）柱留设宽（厚）度,分析判断其在现有2号煤层开采条件下,不会受到顶板白垩系洛河组强含水层影响。采用解析法和数值法进行矿井涌水量预测,取其算术平均值作为参考。结合矿井条件和现场实际,提出井下钻探、地球物探、水文地质监测等综合防治措施,通过预防、探查、疏排、监测等手段,共同解决矿井水害问题。     

厚煤层预采顶分层综放工作面区段煤柱合理宽度留设研究

针对厚煤层预采顶分层综放工作面区段煤柱合理宽度留设的问题,以山东金桥煤矿1308工作面为工程背景,运用理论分析、公式计算、数值模拟的方法研究了煤柱的合理宽度范围、应力分布规律、塑性区分布特征,从而确定合理宽度值。研究表明:为确保煤柱中部没有过高应力叠加现象,煤柱宽度应大于21.9 m;煤柱宽度在14~22 m之间时,中部逐渐形成弹性区,两侧采空区在煤柱中应力叠加较强,应力峰值较高,煤柱的稳定性较差;煤柱宽度在22~32 m之间时,煤柱中部有足够弹性区宽度,两侧采空区的应力在煤柱上叠加程度较弱,稳定性高。因此,合理的区段煤柱宽度是22 m。     

区段小煤柱破坏规律及合理尺寸研究

为了防止煤柱冲击地压现象、改善工作环境并提高回采率,采用现场观测法,分析了沿空掘巷小煤柱以及工作面煤体内应力变化、超前支承压力的影响范围,以及小煤柱煤巷变形破坏规律,并通过数值模拟分析了4种不同宽度煤柱的塑性区变化范围．结果表明,煤柱的破坏情况受煤柱宽度影响较大．小煤柱外边缘,即临近上区段采空区部分受回采影响已基本呈塑性状态;内边缘即靠近本区段煤体部分,在距工作面4m左右开始进入塑性破坏状态;煤柱宽度在6～8m之间时中部存在一定范围弹性核．适合崔庄煤矿条件合理区段煤柱宽度应为6～8m．     

采动应力叠加影响下区段煤柱合理宽度研究

针对崔家寨矿5#煤层具体开采条件,根据三维应力状态下煤(岩)体的极限平衡理论,推导煤柱两侧不同采动影响极限平衡区宽度计算公式,得出合理煤柱宽度理论值。继而采用FLAC3D模拟软件分析不同宽度煤柱受力状况及其倾斜方向上的应力场特征。数值模拟与理论计算结果综合对比,确定了适合崔家寨矿5#煤层条件的合理煤柱尺寸为6～7 m。研究结果为复杂应力条件下煤柱宽度的合理留设、巷道围岩稳定性控制等提供了参考。     

厚煤层沿空掘巷工作面煤柱留设研究

针对厚煤层沿空掘巷工作面煤柱留设合理宽度的问题,以沙曲一矿4305工作面为工程背景,采用理论推导、数值模拟以及现场监测等方法研究分析煤柱的合理宽度、不同煤柱宽度下围岩变形特征以及现场监测煤柱应力.研究结果表明,根据极限平衡理论计算煤柱破坏塑性区宽度并结合煤柱稳定条件确定煤柱宽度至少为7.8 m.运用FLAC3D数值模拟...     

高应力软岩缓斜煤层沿空掘巷窄煤柱宽度研究

为研究在高应力软岩条件下窄煤柱留设问题,以曙光矿2~#煤层开采为工程背景,采用理论分析与数值模拟相结合的方法,得出错层位外错式沿空掘巷窄煤柱的确定方法,即从上区段采空区侧向支承应力分布规律、护巷煤柱宽度的理论计算、煤柱垂直应力和煤柱塑性区分布4个方面综合考虑护巷煤柱的宽度。理论计算得出破裂区为3.35 m,塑性区为5.76 m,利用数值模拟得出煤柱合理留设宽度为3.37~5.13 m。通过对不同煤柱宽度下巷道围岩应力分布进行数值分析,结果表明:当煤柱宽度为4 m时,巷道围岩变形小。     

中小煤矿在浅埋薄基岩下开采灾害防治研究

长壁留煤柱采煤法是陕北煤田中小型煤矿在采用单体支柱难以抗御剧烈的动压显现,在采空区留煤柱以支撑顶板防止切落而采用的一种特殊的采煤方法．在有限煤柱群的支撑下,顶板可能形成大面积悬露不垮,最终导致大面积整体垮落,这种大面积垮落的机理不同于坚硬或极坚硬顶板大面积垮落．针对陕北煤田中小煤矿采用的长壁留煤柱开采,其防灾减灾的技术目标是区分两类不同性质的煤柱,即区内煤柱和区域间的隔离煤柱,实现隔离小区域的适时无灾害垮落,防止跨隔离区的大范围垮落．建立防止大型顶板事故的“设计-诊断-监测-识别-对策”体系．     

无煤柱沿空掘巷在薄煤层中的应用

随着煤炭开采技术的发展及锚杆支护技术的推广应用,宽煤柱已逐步被窄煤柱或无煤柱沿空掘巷所取代。文章主要介绍了安泰煤矿无煤柱沿空掘巷时,制作人造帮、合理选择支护方式及参数、加强管理和观测等实践经验,取得了良好的技术经济效益。