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。     

五阳煤矿7806工作面浊漳河下开采技术实践

在对导水裂缝带高度实测数据分析的基础上,得到了综放开采导水裂缝带高度计算经验公式,通过选择合理的防水煤岩柱计算模型,计算了7806工作面河下开采安全煤岩柱尺寸,评价了河下开采的安全性,并对采后河床下沉和淹没范围进行了预测。开采实践证明,工作面实现了河下综放安全开采,地表水体未对井下工作面产生充水影响。     

大平煤矿地表水体下采煤工程实践

为合理解放大平煤矿地表水体下压覆煤炭资源,采用现场实测和数值模拟方法相结合确定了厚煤层综放开采导水裂缝带发育规律,为水体下采煤提供了科学依据.计算了河床下开采所需防水安全煤岩柱尺寸,对比煤层开采条件确定了河下工作面开采上限标高.通过采取完善的水害防治措施,大平煤矿实现了水体下厚煤层综放开采,具有很好的技术经济效益,有效...     

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。     

郭庄煤矿绛河水体下综放安全开采工程实践

郭庄煤矿2309工作面开采面临地表绛河水体的威胁,文中在分析开采工作面水文地质条件的基础上,通过实测与数值模拟研究了综放开采导水裂缝带发育规律,计算了2309工作面水体下综放开采所需防水安全煤岩柱尺寸,评价了水体下开采安全性以及可靠性,并通过制定详细的安全开采技术措施和防治水措施保证了水体下综放安全开采。开采实践表明,工作面涌水未见异常增加,实现了地表水体下综放安全开采。     

厚黄土下综放高强度开采地表沉陷与覆岩破坏实测

为研究厚黄土下厚煤层综放开采地表沉陷和覆岩破坏规律,通过在工作面地表建立岩移观测站和地面钻孔水文勘探,进行了地表沉陷变形实测和覆岩破坏高度钻探测定。总结研究地表岩移观测站实测资料和覆岩破坏探测钻孔水文观测资料,得出厚黄土综放高强度条件下地表沉陷剧烈,曲线较陡,在下沉盆地边缘沉陷变形曲线收敛较慢,最大下沉速度偏大,采动影响范围偏远;覆岩破坏探测结果显示综放覆岩破坏异常发育,导水裂缝带高度与综放采厚近似成正比,裂高采厚比例系数平均为19.75。研究成果为黄土区综放地表开采损害防治和水体下采煤及顶板水害防治提供技术支撑。     

复合水体薄基岩下综放安全开采研究

为研究三元煤矿3301工作面在复合水体(地表水和第四系松散含水层)薄基岩下厚煤层综放开采安全性,采用地质钻探方式确定了第四系底部粘土隔水层的覆存状态,采用数值模拟和现场实测方法研究了薄基岩条件下近第四系松散层底部综放开采顶板覆岩破坏和采动裂缝发育规律。探测结果表明,三采区第四系底部有一层稳定的粘土隔水层,能有效阻隔复合水体下渗和抑制导水裂缝带的上行扩展。数值模拟和实测结果表明导水裂缝带高度发育至第四系底部粘土层底界面。采用顶板水预先探放和留设防塌煤岩柱技术方案在薄基岩条件下实现了地表水体和第四系松散含水层复合水体下综放安全开采。     

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。     

Fully Mechanized Top Coal Caving Mining Analysis in Xiagou Mine Under Jinghe River and Qravei Aquifer

为解决下沟煤矿泾河区域地表泾河和巨厚白垩系砂砾岩含水层双重水体威胁下安全采煤的问题,通过采用统计分析、经验类比的方法,研究了泾河区域覆岩结构特征、覆岩破坏高度及防水安全煤岩柱留设宽度。研究结果表明：下沟煤矿覆岩类型为中硬偏软弱类型,泾河区域选择16倍的裂高采高比预计导水裂缝带的高度,保护层厚度按3倍综放开采高度选取是适宜的。得出防水安全煤岩柱厚度按照19倍采高进行留设,大部分区域能够满足留设防水安全煤岩柱的条件,通过设计合理的开采高度,可以满足泾河区域水体下综放开采。     

下沟煤矿泾河及砂砾岩含水层下综放开采分析

为解决下沟煤矿泾河区域地表泾河和巨厚白垩系砂砾岩含水层双重水体威胁下安全采煤的问题,通过采用统计分析、经验类比的方法,研究了泾河区域覆岩结构特征、覆岩破坏高度及防水安全煤岩柱留设宽度。研究结果表明:下沟煤矿覆岩类型为中硬偏软弱类型,泾河区域选择16倍的裂高采高比预计导水裂缝带的高度,保护层厚度按3倍综放开采高度选取是适宜的。得出防水安全煤岩柱厚度按照19倍采高进行留设,大部分区域能够满足留设防水安全煤岩柱的条件,通过设计合理的开采高度,可以满足泾河区域水体下综放开采。     

大平煤矿水库下首采面综放开采安全分析

通过大平矿水库下首采工作面不同开采方案的防水煤岩柱计算分析，结合保护层厚度的隔水性、断层、钻孔影响分析以及库外煤层开采的地表沉陷问题分析，论证在库下采用自然分层综放开采是安全可行的。     

五阳煤矿漳河水体下综放开采技术研究

五阳煤矿水体下压煤比较严重,并且严重制约着矿井的生产接续.文中在分析综放开采导水裂缝带发育规律的基础上,计算了7802工作面水体下综放开采所需防水安全煤岩柱尺寸,并通过制定详细的安全开采技术措施和防治水技术措施保证了水体下综放安全开采.研究成果对类似条件压煤开采具有重要的参考借鉴作用.     

三元煤业三采区近水体下安全开采技术研究

根据井田地质、水文地质、采矿条件分析,采用理论研究以及工程类比的方法对开采技术条件下覆岩破坏、三元煤业三采区3#煤层综放一次采全高开采条件下顶板导水裂缝带发育情况、地层覆岩结构进行分析,计算出防砂煤岩柱尺寸、河流保护煤柱,并预计开采所造成的地表塌陷裂缝发育状况,对三元煤业三采区3302、3303工作面水体下安全开采进行技术研究。     

下霍煤矿水体下安全开采可行性研究

为研究下霍煤矿回采工作面在地面田良河下安全开采可行性,通过理论计算及现场实测,确定正常地段导水裂隙带发育高度为70 m,在保护层上、基岩风化带下尚有185.8 m岩柱保持其原始渗透性。通过在2306工作面开采实践,工作面充水以顶板裂隙水为主,河流不会通过地表采动裂缝对井下工作面充水产生直接影响,分析论证了田良河下综放开采是安全可行的。     

综放开采村庄房屋破坏规律与保护技术

为了解决综采放顶煤条件下地表移动剧烈,地表的移动变形值和动态变形值大的问题,在五阳煤矿7511工作面上方建立地表移动观测站,进行地表移动观测,选择了4处试验观测区进行房屋采动破坏观测,系统研究了综采放顶煤条件下村庄房屋破坏规律、村庄建筑物保护技术。结果表明:新建村庄经历了老采空区的残余沉陷变形影响和7511、7512综放工作面开采的采动波及影响,所有房屋没有出现裂缝。利用采空区上方塌陷区附近就近建设抗变形村庄,是合理解决综放开采条件下村庄下采煤的有效途径之一。     

海下综放开采防水安全煤岩柱厚度的确定

针对龙口海域下开采的实际情况,分析了海域扩大区水文地质条件,收集整理国内13个矿区综放开采导水裂缝带高度实测数据,选取采厚、基岩柱厚度、倾角、顶板单轴抗压强度、泥岩比例和覆岩结构6种因素作为导水裂缝带发育高度预测模型的影响因子,建立导水裂缝带高度预测模型,并对不同采厚条件下导水裂缝带高度进行了预测;应用FLAC软件进行了断层条件下覆岩破坏规律的模拟,计算了不同落差、不同倾角的正断层对导水裂缝带发育高度的影响,得出在软弱覆岩类型综采工作面（采厚4.4 m）有正断层（倾角45~65°）、落差小于6.0 m的情况下,导水裂缝带发育高度较之正常地质条件下增大14.4%~22.2%.提出了综合考虑断层和正常条件的防水安全煤岩柱设计,确定在海域放顶煤开采正常覆岩条件下防水安全煤岩柱厚度为55.5 m;受断层影响条件下,防水煤岩柱厚度为62.5 m.     

保德煤矿冲沟地形下综放开采地表沉陷规律研究

针对保德煤矿综放开采易导致冲沟地形坡体裂缝异常发育甚至滑坡的现象，本文采用现场实测及数值模拟方法，研究了冲沟地形下高强度开采地表沉陷规律。研究结果表明：实测保德煤矿81306综放工作面采后的地表最大下沉量为3 158 mm,下沉系数为0.53,采动影响范围190 m,计算得出基岩裂缝角为83°,移动角为78°,边界角为68°,其开采扰动影响程度及范围比传统条件有明显增大。模拟研究发现，当冲沟地形处于开采边界的正上方时，其引起的开采沉陷会异常增大，主要原因是井下采动导致上覆沟谷坡体出现一定的滑动现象。基于此，本文针对性地提出了塌陷裂缝的治理措施，研究结果为冲沟地形建筑物下开采边界的合理选择及类似条件下的沉陷控制提供借鉴。     

综放开采覆岩“两带”高度的计算公式及适用性分析

当前所依据的《三下采煤规程》中没有预计综放开采工作面覆岩破坏高度的经验公式,为了合理留设特厚煤层综放开采工作面露头区安全保护煤岩柱,有必要建立适用于综放开采工作面覆岩导水裂缝带和垮落带高度计算的经验公式。依据项目的实测"两带"成果,并且收集了40余个"两带"孔的综放开采工作面不同硬度类型覆岩的"两带"高度数据,采用数理统计回归分析的方法,得出了适用于综放开采工作面中硬、软弱覆岩条件下的"两带"高度计算的经验公式,并进行了实用性分析。研究成果对含水层下特厚煤层综放开采工作面浅部安全开采和保护煤岩柱的合理留设有指导意义和实用价值。     

程庄煤矿9305工作面水体下安全开采可行性研究

程庄煤矿范围内地表河流较为发育,水体下压煤情况较为严重,对矿井的正常生产衔接造成很大影响,对水体下采煤涉及的顶板覆岩开采的破环规律、顶板隔水层厚度、最大导水裂隙带理论发育高度、地表裂缝预计发育深度以及防水安全煤岩柱留设等关键技术进行了分析研究,为程庄煤矿9035工作面水体下采煤的安全合理性提供科学依据,研究成果对程庄煤矿条件类似矿井水体下采煤具有借鉴作用。     

厚松散层薄基岩下采动裂隙发育规律及应用

为研究厚松散含水层薄基岩下厚煤层综放开采的安全性,从黏土采动隔水性和近第四系底部导水裂缝带发育特征两个方面进行了讨论。以潞安矿区三元煤矿为例,通过对开采区域第四系松散层的不同深度进行取样和实验室试验分析,得到了特定地质条件下黏土的物理力学特性和水理特性。通过选取合理的黏土隔水层采动失稳判据,评价分析了第四系底部厚黏土隔水层综放高强度开采后隔水性能的变化状态。采用数值模拟和现场实测方法研究了厚松散层薄基岩条件下近第四系底部覆岩破坏和采动裂缝发育规律。研究表明:①三采区第四系松散层黏土随着埋深增大,其力学性能呈增大趋势,埋深超过130 m时,黏土的液性指数甚至降至0以下,深埋黏土具有良好的原生隔水性能;②黏土采动隔水性评价结果表明,区内第四系底部黏土采动后仍然具有良好的隔水能力,能很好地抑制导水裂缝带上行扩展;③近第四系底部开采导水裂缝带高度仅发育至第四系底部黏土。实例分析表明:三元煤矿3301工作面在顶板基岩厚度仅为36～55 m、煤层厚度7 m的情况下,实现了地表水体和第四系松散含水层水体下的综放安全开采,为类似水体下采煤实践提供了有益参考。