堰塞湖下特厚煤层综放开采安全性及采动影响研究

针对彬长矿区火石咀煤矿七采区地表堰塞湖下特厚煤层综放安全开采问题,采用现场实测、工程类比等方法研究分析了特厚煤层综放导水裂缝带发育高度,验算了水体下采煤防水煤岩柱尺寸,并类比开采案例分析了堰塞湖下采煤安全性。采用概率积分法计算了堰塞湖地表沉陷变形,预测了湿陷性黄土开采地表裂缝极限发育深度和采动扰动坡体稳定性。研究结果表明:彬长矿区特厚煤层综放导水裂缝带发育异常剧烈,裂采比达到20倍;堰塞湖下煤层顶板基岩厚度远大于所需安全防水煤岩柱尺寸,采取合理的技术措施可以实现地表水下安全开采;地表沉陷不会使堰塞湖淹没面积大幅增加。目前堰塞体稳定性良好,短期不会出现湖水漫坝情况。预测地裂缝最大发育深度达12.8 m,受地形影响堰塞体及湖底地裂缝发育受到抑制,不会导致堰塞湖水体渗漏。采动影响会扰动地表特别是东侧塬体的稳定性,地表沉陷和地裂缝会对临空坡体的崩落滑坡产生促进作用。     

水库坝体下综放开采安全性研究

水库坝体下特厚煤层开采存在井下安全生产和水库坝体稳定等问题,结合煤炭开采工程对三台子水库下综放开采进行了研究,结果表明:三台子水库下最小采深远大于工作面开采形成的导水裂缝带高度与保护层厚度之和,满足防水煤岩柱留设要求,水库下采煤是安全的;采动影响下坝体在局部可能产生裂缝,但坝体在采动过程中始终具有足够的强度,开采后水库坝体是稳定的,三台子水库坝体下开采是安全的;根据预测坝体最大下沉值为7878mm,坝高7.00m,水库坝体采取加高加固处理措施可正常发挥水库的功能。     

特厚煤层综放开采多次采动影响巷道围岩稳定性研究

针对不连沟煤矿特厚煤层综放开采巷道围岩受采动影响明显的技术难题,运用结构力学理论建立巷道覆岩层结构力学模型,分析巷道在采动影响下围岩的稳定性,得出了上覆岩体在破断后关键块体的下沉解析式。建立了受采动影响巷道三维数值模型,研究巷道围岩的位移变化及塑性区分布,得到了采动影响下巷道围岩的变形和破坏规律。现场实测表明:F6103工作面后方15~25m巷道受到第一次受到采动影响,开采扰动影响变形不大,对巷道围岩稳定性影响较小;F6104工作面后方12.5~30m巷道受到二次采动影响,巷道围岩矿压显现较为剧烈,变形量明显增大。     

厚煤层综放开采工作面对地表公路采动影响预测

兴隆庄煤矿在十采区上方存在S246公路,必须及时掌握煤矿地下开采对其影响情况,由于采取了精准地表沉陷预计和分析,超前分析单个和多个工作面联合影响,并通过精准参数选取与计算,给出工作面超前和滞后影响距离,预计结果评价了煤矿开采对公路的损害程度,为工作面安全顺利开采及公路后期治理提供科学依据。     

厚煤层综放开采采放工艺参数分析

某矿二水平开采13号煤层,其厚度大约在2.90~19.10m之间,矿井拟在13号煤层采用综放开采,这在生产中属于首次,而周围附近矿井尚未有综放开采的先例。本文主要采用理论研究、数值模拟对该矿厚煤层综放开采采放工艺参数相关内容进行了分析,得出在13号煤层采用双轮顺序放煤工艺更为适宜。     

厚煤层综放开采采高效应模拟研究

通过理论分析并运用FLAC3D模拟软件模拟分析了围岩稳定性的采高效应;运用PFC2D离散元模拟软件,模拟分析了顶煤回收率的采高效应。研究表明:随着截煤高度增大,高应力集中区的高度和深度都相应的增加,工作面煤壁靠上位置的煤体位移也随着逐渐增大;明确了顶煤与覆岩在综放开采中的运移形态和规律;随着机采高度的增加,顶煤回收率逐渐升高,但增幅逐渐减小。综合考虑确定机采高度为3 m。     

复合水体下特厚煤层综放开采安全性研究

为解决采空区和地表塌陷积水组成的复合水体下综放开采安全性问题,以灵露煤矿一采区Ⅱ3特厚煤层所面临的由Ⅱ2-1煤层采空积水和地面塌陷积水组成的复合水体下开采为例,采用工程类比和理论分析相结合的方法,计算得出了综放开采覆岩破坏高度以及防水、防砂和防塌安全煤岩柱高度;基于采空区积水区和开采煤层之间的距离与安全煤岩柱高度的差值...     

季节性河流下特厚煤层综放开采安全性探讨

山西某矿首采工作面位于季节性河流下,开采特厚煤层。通过现场踏勘、水文地质条件分析、覆岩岩性分析及导水断裂带高度预计等方法,对工作面上方各含水体对工作面开采的影响进行了分析,并确定了防水安全煤岩柱的留设高度,结合矿井充水条件分析,最终确定在水体下该首采工作面可以安全开采。     

漳河水库下厚煤层综放开采技术研究

为保障五阳煤矿7802工作面漳河水库下厚煤层综采放顶煤安全开采,研究综放开采导水裂缝带高度发育规律,探讨了综放采场覆岩结构破坏及采动渗透性间关系,计算了水库下综放开采安全所需防水煤柱高度,制定相应的防治水技术措施。结果表明:中至坚硬覆岩综放开采导水裂缝带发育高度基本与煤层一次采高成正比,比例系数为20.22;煤层顶板基岩厚度大于水库下安全开采所需煤柱高度;监测知井下工作面涌水与地表水体没有水力联系,实现水库下压煤安全开采。     

厚煤层大采高综放开采放煤工艺研究

本文利用实物模型和离散元软件对屯留矿大采高综采工作面的放煤工艺参数进行研究,通过对顶煤损失的分析,确定合理的放煤步距,利用离散元软件进行验证。最终得出,采用单轮顺序放煤,顶煤的放煤效率最好。所做的工作为厚煤层大采高工作面煤的高效率,高质量开采奠定了基础。     

特厚煤层大采高综放开采关键技术

大采高综放是特厚煤层的主要开采方法,但随着割煤和放煤高度的增加,将带来矿压显现剧烈、工作面煤壁片帮严重、顶煤采出率低、瓦斯涌出量大等突出问题。笔者在分析我国煤炭综放开采技术发展历程的基础上,以塔山煤矿8105工作面为工程背景,研究了14~20 m特厚煤层大采高综放工作面顶煤顶板运移规律,成功研发了大采高综放工作面片帮综合防治技术、高效高采出率放煤技术和“低瓦斯赋存,高瓦斯涌出”条件下安全保障等关键技术。井下试验表明：塔山煤矿8105工作面采出率达88.9%,较8104工作面提高5.9%;工作面设备平均开机率达92.1%,2011年累计生产原煤1 084.9万t,首次实现了大采高综放开采全国产技术工作面年产1 000万t的目标。     

淮北难采厚煤层综放高效开采技术

淮北矿区厚煤层储量大,面临"三软"、高瓦斯、突出危险和易自燃等问题。针对开采工艺,矿压规律与围岩控制,瓦斯防治,支架设计与设备配套,以及全煤巷支护技术等进行综合研究,逐步解决了难采厚煤层的技术问题,实现了安全、高产、高效综放开采。     

特厚煤层大采高综放开采关键技术

为研究特厚煤层开采卸压瓦斯储集区动态演化规律,采用3DEC数值模拟软件,分析了采动覆岩应力及位移分布规律,研究了卸压瓦斯储集区演化特征,提出了卸压瓦斯储集区位置判别方法,并在试验工作面高位钻孔瓦斯抽采进行了实践。结果表明：特厚煤层开采后,覆岩垮落带高度49.5 m,裂隙带高度104 m。工作面侧卸压区范围内关键层失稳后,其下方形成卸压瓦斯储集区。卸压瓦斯储集区划分为3类：①关键层处于弯曲下沉带,其下方形成高位储集区;②关键层处于裂隙带,砌体梁下方形成中位储集区;③关键层处于垮落带,悬臂梁下方形成低位储集区。储集区形态及面积与其上方控制关键层状态密切相关,控制关键层破断前,面积持续上升,低位储集区形态呈矩形,中位和高位储集区形态呈半椭圆形,拓展至三维形态呈矩形截面环体和椭圆截面半椭球体;破断后面积快速下降,之后随覆岩来压呈现周期性变化,低位储集区形态呈梯形,中位储集区形态呈三角形,高位储集区形态呈半椭圆形,拓展至三维形态呈矩形截面环体、三角形截面环体和椭圆截面半椭球体。现场将高位钻孔的终孔位置布置在中位储集区范围,进行了抽采验证,单孔最大抽采浓度34.5%,平均抽采浓度16.8%,抽采后上隅角瓦斯体积分数0.55%,瓦斯抽采效果良好,说明据此方法布置高位钻孔具有合理性。

     

特厚煤层综放开采工作面合理采放比数值模拟研究

采放比作为综放开采工作面重要参数,对顶煤的破碎影响程度较大,直接影响到工作面高效回采。鉴于此,以塔山矿二盘区3~#_-5煤层8209工作面地质条件为背景,对煤壁前方支承压力与顶煤破坏情况之间的关系进行分析,结合顶煤破坏机理和现场实际,采用数值模拟方法对不同采放比下顶煤的支承压力分布情况、破坏范围以及工作面煤壁的稳定状态进行分析研究,进而确定塔山矿8209工作面合理的机采高度为3.5 m,采放比为1∶2.22。     

积水采空区下厚煤层综放开采技术

应用煤层开采覆岩破坏理论,从煤层与上覆采空区空间关系出发,研究综放开采的可行性和安全开采技术方案。分析了新疆库车某矿1005工作面地质采矿条件,类比国内类似条件综放开采实测资料预计其覆岩破坏高度,研究厚煤层综放开采对覆岩含水层尤其是积水采空区的影响,评价积水采空区下综放开采的可靠性,提出"物探探查、钻探验证、疏干再采"的技术方案,最终实现该工作面的安全开采。     

低透气性厚煤层综放开采瓦斯抽采关键技术

针对彬长矿区下沟煤矿侏罗纪4#煤层厚度大、透气性差,本煤层预抽效果不佳,综放开采瓦斯涌出量大等难题,综合采取"本煤层扇形钻孔+平行钻孔"采前预抽和边采边抽,专用瓦斯抽放巷抽采采空区瓦斯等技术,上隅角瓦斯浓度稳定在0.35%左右,回风顺槽瓦斯浓度稳定在0.3%左右,风排瓦斯量为3.5 m3/min,工作面瓦斯抽采取得了明显效果,保证了工作面安全回采。     

水库下厚煤层综放开采的透水危险性的地质分析

为了评判水库下厚煤层综放开采采动裂隙是否相互连通并波及水体,以大平矿区井田范围内钻孔揭露的地层资料及工作面布置方式为基础,采用弹性理论获得了采动地表裂缝深度为 6.59 m,以大平矿区水库范围外的导水裂隙带高度实测数据作为预测接近样本,选取导水裂隙带高度的可测影响因素,结合主观的层次分析法和客观的熵值法对指标权重值进行综合确定,通过Matlab编程获得水库范围内各工作面采动后钻孔位置处的导水裂隙带高度的预测值及各影响因素的权重,同时采用Surfer软件的克里金插值法获得了地表裂缝和导水裂隙带之间的覆岩厚度及各组分岩性的厚度等值线,并进行了透水安全评估。     

矿区铁路下厚煤层综放开采技术

兖州矿业（集团）公司联隆庄煤矿针对综放开采地表移动变形剧烈的特点，在矿区铁路下的开采过程中，依据工作面对铁路的采动影响预计情况，分析制定了采前和采动过程中地面铁路维修的各种技术措施，采用了快速观测铁路变形的测量方法，保证了井下的正常开采和矿区铁路的安全畅通。迄今为止，该矿采用综放开采方法已经安全回采了4个矿区铁路下采煤工作面。取得了较大的经济效益和社会效益。     

中国厚煤层综放开采技术

经过近２０年的探索,中国的厚煤层综合机械化放顶煤开采技术已经成为厚煤层实现高产高效的有效方法,１９９７年综放工作面的最高年产量达到４１０万吨。中国在综放技术的许多方面取得了成功经验。从综放开采矿压显现特点,改善顶煤冒放性技术,等７个方面介绍了具有中国特色的厚煤层综放开采。