赵固二矿露头区砂砾含水层下安全煤岩柱留设研究

赵固二矿煤层隐伏露头区域工作面开采受到新近系下层砂砾含水层的威胁,原设计中采用分层开采,工作面产量和效率难以提高,经济效益低。通过对现场实测、FLAC3D数值模拟以及对类似地质条件矿井综放或大采高综采的覆岩破坏规律进行分析,选取较大的垮采比和裂采比预计"两带"高度,并与综放开采"两带"高度经验公式预计进行对比,采用"最小安全厚度"法选取保护层厚度,最终合理确定了防砂和防水安全煤岩柱的高度以及开采厚度。结果表明基岩厚度较薄的区域可只采顶分层,解放大量浅部煤炭资源,提高采出率;基岩较厚的区域变分层开采为一次采全厚大采高开采,有利于矿井实现高产高效安全开采。     

水体下综放开采的安全煤岩柱留设方法研究

为了合理留设水体下特厚煤层综放开采的安全煤岩柱,根据实测资料回归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＂高度的计算公式,提出了水体下综放开采安全煤岩柱保护层的＂有效隔水厚度法＂和＂最小安全厚度法＂的留设方法,分别提出防砂安全煤岩柱、中等富水性水体和强富水性水体防水安全煤岩柱保护层的留设值。在此基础上,完成了水体下综放开采条件下中硬、软弱覆岩的安全煤岩柱的留设方法。     

薄基岩综放工作面安全开采可行性探究

为了探究兴隆庄煤矿巨厚松散层薄基岩综放开采安全可行性问题,以6300工作面为研究对象,通过对研究区第四系主要含隔水层富水性、底粘厚度分布和主采3煤层上覆基岩特征进行系统分析,获得该工作面底粘厚度和基岩高度分布特征,水体采动等级为Ⅱ级,该工作面可按留设防砂煤岩柱进行试采。采用类比分析和数值模拟2种方法分别获得了垮落带最大高度,对综放开采条件下保护层厚度进行了类比分析,计算了开采3煤层最大厚度8.9 m条件下所需最小安全基岩柱高度,反算了基岩柱高度48～49 m范围3煤层限厚开采的量化取值。研究结果为该工作面按防砂煤岩柱类型进行安全开采的可行性试采方案设计提供了重要参考依据。     

赵家寨矿新近系含水层下综放开采安全煤岩柱留设研究

为解决赵家寨矿新近系砂砾石层含水层下安全煤岩柱合理留设问题,对该矿12采区松散层地质和水文条件进行评价,根据评价结果,12采区工作面需要留设防水煤岩柱。结合UDEC软件数值模拟煤层开采时裂缝带发育高度,择优选取综放开采公式预计导水裂缝带高度,采用"最小有效隔水厚度法"选取保护层厚度;最终计算出防水煤岩柱留设高度。研究结果表明:12205工作面需要留设95.42m高防水煤岩柱,12211工作面需要留设112.93m高防水煤岩柱,12201工作面需要留设86.56m高防水煤岩柱。2015年5月12211工作面试采成功,验证了防水煤岩柱留设的安全性。     

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。     

杨村煤矿3煤区域提高开采上限可行性研究

针对杨村煤矿3煤316工作面受到上覆水体的威胁,以杨村煤矿316工作面的地质条件为背景,对316工作面提高开采上限确定防砂煤柱高度进行研究。结合杨村煤矿316工作面相邻工作面的开采经验类比法、经验公式法及数值模拟方法计算结果表明,316工作面综放开采后冒落带高度最大为30.2m,保护层厚度为15.2m,得到316工作面3煤全厚开采时留设的防砂煤岩柱高度为45.4m。而316工作面范围内基岩柱最小厚度约60m,故可得出该工作面可实现安全开采的结论。研究结果可为本工作面及兖州矿区后续类似工作面提高开采上限确定防砂煤柱高度提供主要的参考依据。     

多伦协鑫煤矿1702~(-1)工作面水体下综放开采安全煤岩柱的留设研究

为了实现多伦协鑫煤矿1702-1工作面变综采为综放开采,进一步提高煤炭资源的开采效率,在水文地质补勘、岩土工程试验、覆岩结构分析、"两带"高度实测、相似模拟和数值模拟试验的基础上,讨论了缩小工作面上部安全煤岩柱厚度的可行性。综合分析认为,该工作面可以实现变防水安全煤岩柱为防砂(塌)安全煤岩柱,从而为采煤方法的优化奠定了基础。     

1706~(-1)工作面砂砾含水层下安全煤岩柱的留设

为了实现多伦协鑫煤矿1706-1工作面在水体下安全回采,通过"两带"高度经验公式预计、"两带"高度实测、相似模拟试验以及FLAC3D数值模拟确定工作面的垮采比和裂采比;根据安全煤岩柱的留设要求及基岩厚度,反算出工作面安全回采厚度。结果表明:选取实测值垮采比5.61、裂采比12.21预计工作面覆岩破坏"两带"高度较合理;工作面安全回采厚度分开切眼到分界线区域采放厚度为8.9 m和距停采线480 m的"底砾区"采放厚度为4.7 m 2个区域;预计1706-1工作面最大涌水量27.75 m3/h,正常涌水量25.66 m3/h远小于矿井排水设备的正常排水量,因此,不会造成淹矿井事故,工作面可正常回采。     

鲍店煤矿5303-1工作面安全煤岩柱留设研究

本文通过《规程》预计,类比分析和经验公式计算等手段,对鲍店煤矿5303-1工作面上覆岩层破坏高度和防砂安全煤岩柱尺寸进行了计算,得出了在5303-1工作面在顶分层开采条件下和综放开采条件下保证工作面安全生产的合理参数,并且对工作面提高开采上限提出了一系列的安全措施,对同类型矿井的设计起到一定的参考意义。     

近距离厚煤层组工作面覆岩破坏规律实测研究

为深入研究近距离厚煤层组综放开采覆岩破坏规律,并为合理留设露头区安全煤(岩)柱提供数据依据,指导浅部工作面防治溃水、溃砂等水害事故,以大屯矿区7,8煤近距离厚煤层组工作面为例,在前期上层煤(7煤)覆岩破坏规律观测研究的基础上,近期采用井下“两带”观测仪观测了下层煤(8煤)的“两带”高度发育特征,从而在我国率先全面实测了近距离厚煤层组工作面覆岩破坏规律。结果表明：上层煤的底板破坏范围与下层煤垮落带发育范围有重合区域时,下层煤垮落带高度增大;下层煤综放开采按综合采厚计算的裂采比与以往单一煤层的裂采比较为接近,但按下层煤采厚计算的裂采比高于综放开采单一煤层的裂采比52%。“三下采煤规程”中的“两带”高度预计公式在近距离厚煤层组综放开采条件下应当进一步完善。     

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。     

厚松散层薄基岩煤层开采突水溃砂风险评价

通过对43下20工作面水文地质资料及钻探结果的分析,揭示了第四系厚松散层含、隔水层特征、底部黏土厚度及隔水性以及上覆薄基岩结构特征,建立了厚松散层、薄基岩工作面回采数值模型,计算得出冒落带发育高度为14m,导水裂缝带发育高度33m;确定工作面开采安全煤岩柱类型为"顶板防砂安全煤岩柱",并计算得到防砂安全煤岩柱高度为24.3m。结果表明:导水裂缝带及理论计算煤岩柱高度均小于最薄基岩厚33m,工作面开采厚度为2.5m时不具有突水溃砂风险。     

大平矿特厚煤层综放工作面水下开采安全性评价

为了确保大平矿特厚煤层水库下开采的安全性问题,依据待采工作面的地质条件和其他采区已采工作面的实测数据,构建了该井田范围内的水下开采安全性的判定准则,结合3DEC数值模拟得到的导水裂隙带高度,判定水下开采的安全性。以S2S9综放工作面为例,依据判定准则得到的最小保护层厚度为58.84 m,数值模拟得到的导水裂隙带高度为180.6 m,根据煤层最小埋深和含水层厚度得到防水煤岩柱的高度为552.73 m,与导高之间的差值为372.13 m,大于能够安全隔水的最小保护层厚度58.84 m,而且还大于已采面最大的保护层厚度333.04 m,说明S2S9综放工作面水下开采是安全可行的。     

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...     

杨村煤矿薄基岩区提高综放面开采上限试验研究

通过采用钻孔注（放）水法探测了杨村煤矿综放面采后覆岩采动破坏高度;通过基岩柱厚度探测,探明305工作面浅部顶板基岩柱厚度;采用无线电波坑道透视,查明了工作面内的隐伏小断层及其延展情况。在此基础上,设计了305综放面安全防砂煤柱为30m,并制定了相应试采方案。通过试验取得了3煤综放面提高开采上限试采的成功。     

某工作面安全煤柱类型确定及提高开采上限可行性分析

为了探究杨村煤矿厚松散层薄基岩下提高开采上限问题,以330工作面为研究对象,通过对研究区第四系主要含隔水层富水性、底黏厚度分布和主采3煤层上覆基岩特征进行系统分析,确定该工作面可按防砂安全煤岩柱类型进行留设。同时收集整理分析了相邻兴隆庄和鲍店2煤矿3煤浅部提高开采上限的成果资料,结合杨村煤矿积累的相关经验,采用类比法对330工作面提高开采上限的可行性问题进行系统分析,探讨了3种开采工艺下垮落带高度计算量值和对应的保护层厚度。研究结果为该工作面按防砂煤岩柱类型进行安全开采的可行性试采方案提供了重要参考依据。     

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。     

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。     

董家河煤矿县西河下安全开采多因素分析

综合分析董家河煤矿水文地质条件后,判断出22509工作面开采受到地表县西河和煤层底板奥灰水的威胁;通过分析22509工作面开采后覆岩破坏一般规律,结合地质资料和经验公式,计算出22509工作面“两带”高度,垮落带发育最大高度20.26 m,导水裂缝带发育最大高度79.92 m;结合矿井充水规律,依据“大井法”对22509工作面生产期间的涌水量进行预计,得出最大涌水量为47.7 m³/h;根据工作面防水安全煤岩柱留设要求,推导出防水安全煤岩柱最小高度111.63 m,由于22509工作面范围内基岩柱厚度介于321.40～371.77 m,远大于《规程》要求的防水安全煤岩柱最小尺寸,因此22509工作面满足县西河下5号煤层安全开采的防水安全煤岩柱留设要求,同时提出了22509工作面生产期间需密切关注煤层底板奥灰水,有效指导了22509工作面的安全生产。