下保护层开采采空区覆岩破坏特征研究

下保护层的开采必然引起采空区上覆岩层的移动和破坏,覆岩的运动为被保护层的卸压提供了空间,也为被保护层的瓦斯解吸和运移提供了通道。采用UDEC软件,模拟保护层开采,得出了采空区上覆岩层的运动规律和破坏特征,对于指导工程实践具有重要意义。     

“十”字形交错采场覆岩破坏规律研究

针对某煤矿4300采区煤层空间交错工作面形成"十"字型采场开采的情况,并根据采区煤层赋存情况,采用模拟软件FlAC3D建立"十"字型采场开采的三维模型,逐步开挖3上煤层工作面,上覆岩层运动稳定后再逐步开挖3下煤层工作面,获得各开采阶段的上覆岩层破坏形态及应力场分布特征,同时分析出3上煤层开采后覆岩运动规律以及3下煤层开采中覆岩运动规律,取得了良好的效果。     

极薄保护层钻采数值模拟和相似材料模拟试验研究及应用

本文采用数值模拟、相似材料模拟试验等方法研究极薄下保护层钻采上覆煤层应力和变形规律,并与崔庙煤矿现场工业试验结论进行对比,验证了数值模拟与相似材料试验的正确性,其可以为极薄煤层首次开采保护层现场应用提供设计指导。     

倾斜薄煤层机采工作面顶板压力的确定

针对倾斜薄煤层开采面临的难题,以某矿开采工作面为背景,运用RFPA2D(Rock Fracture Analysis)软件,分析了工作面沿走向、倾向的覆岩活动规律及工作面上覆岩层位移情况,得出了倾斜薄煤层开采覆岩活动规律和覆岩应力、位移演化规律。通过数值模拟结果获得工作面控顶设计中顶板压力的确定方法,为工作面的控顶设计提供了依据。     

薄煤层保护层开采覆岩裂隙演变数值模拟

在保护层开采时,上覆煤岩体的平衡遭到破坏,产生的破断和裂隙为瓦斯的运移创造了通道,有利于瓦斯的抽采。基于离散单元数值模拟软件UDEC2D,模拟了保护层在不同开采参数时上覆煤岩体应力场和裂隙场的变化。研究结果表明:保护层开采时,被保护层煤岩体发生破断,最大主应力主要集中在开切眼和工作面附近,垂直应力大致呈"M"形分布;在开采保护层过程中,上覆煤岩体裂隙发育经历"产生—发展—闭合稳定"的动态发展规律,工作面附近发育裂隙最充分,大致呈一"梯形",并随工作面推进动态前移;裂隙的发育程度和覆岩物理力学特性及开采参数有直接关系,在进行薄煤层保护层开采时应综合确定开采参数。     

“三软”煤层大采高工作面采场覆岩运动规律数值研究

基于大采高煤层开采后上覆岩层运动、破坏特征和应力特性变化规律,结合潘一矿1521(3)工作面工程地质条件,采用UDEC数值分析软件模拟上覆岩层力学变化与破坏过程,分析了"三软煤层"上覆岩层运动结构特点、运移规律及应力分布情况,并利用工程实测对该模拟结果进行了验证,对我国的大采高开采理论研究作了有益的探索。     

下保护层开采上覆煤岩体卸压效果及保护范围研究

以晋城矿区为工程背景,开采9号煤层作为3号煤层保护层,开展下保护层开采试验.采用数值模拟手段,研究下保护层开采上覆煤岩体卸压效果及被保护层煤体膨胀变形规律,并确定有效保护范围.研究结果表明:保护层工作面开采后,上覆煤岩体出现分区卸压效应,距离工作面垂直距离越远,岩层卸压程度越不明显.被保护层倾向卸压角为63°,走向卸压...     

不同工作面推进速度下上覆岩层运移破坏规律研究

为了实现煤矿安全高效开采,研究了不同工作面推进速度下上覆岩层运移破坏规律。基于煤矿工程概况,采用3DEC数值模拟软件,模拟分析了不同工作面推进速度下上覆岩层垂直位移、顶板的运动矢量、推进速度和上覆岩层应力与位移关系以及不同工作面推进速度下基本顶失稳运动情况。研究为快速推进下采场矿压特征提供了理论支撑。     

薄煤层钻采对岩层移动及地表下沉影响研究

为了验证薄煤层钻机开采方式合理的钻采参数,基于该开采方式的岩层移动及地表下沉影响规律,通过相似试验研究薄煤层钻采方式下岩层移动及地表下沉,得出了在一定的采宽范围内岩层保持相对完整的最佳参数。     

近距离煤层群半煤岩上保护层开采卸压增透效应研究

基于保护层开采是治理低渗透率高瓦斯突出煤层最有效措施,针对薄煤层和极薄煤层保护层的开采,提出了截割软弱底板以增加开采高度的半煤岩保护层工作面开采方法.以中兴煤矿3203保护层工作面为工程背景,通过滑移线场理论分析计算了3203上保护层工作面开采后底板岩体的最大破坏深度,并采用数值模拟方法对半煤岩上保护层开采卸压增透效应...     

上覆坚硬厚顶板煤岩卸压增透数值模拟及应用研究

基于榆树田煤矿上保护层开采时被保护煤层上覆岩层为坚硬厚岩层的实际情况,采用物理实验、数值模拟和现场应用等方法,研究上保护层开采推进时被保护区域的应力变化尤其是垂直应力演化规律和原岩应力区、应力增高区和降低区的演化规律,继而设计保护层开采方案并选定高位定向长钻孔进行瓦斯抽采。结果表明,被保护层上覆的坚硬厚岩层会形成关键层直接影响保护层效果;上保护层开采后被保护层的卸压程度为50%,膨胀变形量为0.391%,被保护层工作面回风瓦斯浓度降低至0.35%。现场应用结果表明,被保护煤层上覆坚硬厚岩层时,采用上保护层开采配合高位定向长钻孔抽采能够取得理想的卸压增透和瓦斯抽采效果。     

薄煤层保护层无煤柱煤与瓦斯共采技术研究

针对沙曲矿北翼高瓦斯近距离煤层群安全高效开采的问题,运用理论分析和现场实测相结合的方法,分析了薄煤层上保护层开采的覆岩裂隙分布与演化、卸压机理及采空区瓦斯运移积聚规律,并结合北翼2#薄煤层22201首采保护层工作面的实际情况,介绍了2#薄煤层上保护层无煤柱巷旁充填技术,确定了留巷墙体埋管瓦斯抽采技术参数。现场试验结果表明,采用2#薄煤层上保护层无煤柱煤与瓦斯共采技术,实现了下邻近高瓦斯煤层群的全面卸压,形成了工作面Y型通风系统,大大减少采空区瓦斯涌入工作面,有利于高瓦斯突出危险性煤层群的安全高效回采。     

近距离煤层采空区下工作面矿压显现规律研究

针对近距离煤层采空区下开采采场矿压控制问题,根据某煤矿地质条件及工作面布置方式,采用物理相似模拟与现场实测相结合的研究方法,总结了近距离煤层上煤层开采完毕后,采空区下工作面回采过程中矿压显现规律,进一步分析了采空区下采场覆岩运动规律;由于上煤层开采造成上覆岩层垮落,老顶岩层完整性受到破坏,采空区下煤层开采时,工作面采场覆岩构成"块体-散体-块体"的复合老顶结构,从而使工作面开采过程中形成"小-大初次来压及周期来压"的矿压显现规律.     

薄基岩浅埋煤层覆岩活动规律的数值模拟研究

为研究薄基岩浅埋煤层开采过程中工作面上覆岩层的变形破坏规律,利用RFPA软件对神东矿区某工作面煤层顶板破坏进行数值分析,显现了上覆岩层在工作面推进过程中的破坏过程,得出了薄基岩浅埋煤层上覆岩层在开采过程中的活动特点。     

上行开采上覆煤岩变形破坏规律研究

以朱仙庄矿Ⅱ5采区为研究对象,采用相似模拟和数值模拟研究方法,研究了下保护层10#煤开采时上覆岩层变形破坏规律。研究结果表明,覆岩呈梯形破坏演化特征,向前和向上渐进式发展,离层发育高度随工作面推进距离增大呈间断跳跃式增加特征;采空区上方15~60 m横向裂隙较发育,竖向裂隙明显减少,上覆岩层垮落角约为60°。     

厚煤层综放工作面覆岩运移规律研究

针对厚煤层综放工作面覆岩突然性断裂垮落导致动力灾害的问题,根据煤岩层赋存条件和开采布局,考虑工作面顶板裂隙分布规律和开采扰动影响,采用现场勘察、岩石力学实验、数值计算等分析方法,综合分析厚煤层综放工作面覆岩运移活动规律。结果表明:受重力作用,覆岩垮落自采空区中心向四周均匀发展,岩层在拉伸应力作用下拉伸应力区呈U形破坏分布;随着掘进深度与层位的延伸,工作面顶板破坏区相互铰接形成稳定结构,阻碍了顶板运动;工作面来压步距较大,覆岩垮落冲击矿压载荷量级较大,工作面中上部区域覆岩运移量大于下部区域。     

煤层群开采条件下的保护层卸压效应研究

随着工作面的推进,煤层群开采后将引起上覆岩层的变形、冒落及下伏岩层的移动、膨胀,使开采空间周围原有应力平衡状态受到破坏,引起应力的重新分布,从而在顶、底板中产生不同的应力应变场,进而对顶、底板岩层产生不同的破坏,而使被保护层产生了不同的卸压效应,同时通过FLAC3D软件对煤层群开采过程中上覆及下伏岩层的应力变化规律及移动变形规律进行了研究。     

下保护层钻采上覆煤层变化的数值分析

 为了实现突出煤层的安全高效开采,研究极薄煤层保护层开采逐渐成为我国防治煤与瓦斯突出重要的的研究课题。本文以郑煤集团崔庙煤矿11011工作面地质条件为依据,采用数值模拟的研究方法对钻采下保护层过程中上覆二1煤层的应力变化规律、下沉移动规律和膨胀变形量变化规律进行研究。研究表明：随着保护层工作面的推进,被保护煤层变形呈现压缩、快速膨胀、膨胀变形减小到稳定的变化规律;保护范围内某点膨胀量变化的几何特征为“S”型;数值分析结果和现场试验结果基本吻合。     

钻采极薄保护层上覆煤层渗透率演化规律研究

通过数值分析方法及现场工业试验等手段,对钻采近距离极薄保护层上覆煤层渗透率变化规律进行研究,得出钻采极薄下保护层上覆煤岩层渗透率分布特征、被保护煤层渗透变化规律等。研究成果对极薄保护层开采及卸压瓦斯抽采参数优化等具有一定的指导意义。     

固体废弃物胶结充填开采上覆岩层移动影响分析

通过建立计算机数值模型模拟固体废弃物胶结充填开采上覆岩层移动规律,观测不同工作面推进距离上覆岩层移动特征,对比长壁开采与充填开采关键层移动,分析充填开采关键层运动与上覆岩层移动特征。由于采空区被矸石和粉煤灰等材料所充填,充填工作面矿压显现和上覆岩层移动规律与一般垮落法管理顶板明显不同。研究表明：胶结充填开采工作面周期来压步距大,来压强度不明显;关键岩层弯曲下沉,不会出现岩层破断现象。上覆岩层移动范围明显减小,对地表变形能有效控制。