三台界矿区导水裂隙带发育高度预计与数值模拟

以榆阳区三台界煤矿3#煤层为例,采用理论计算和数值模拟实验2种方法对该煤层导水裂隙带发育规律及最大高度进行研究。结果表明:第一,理论公式计算值和数值模拟实验结果都反映了该矿3#煤层开采产生的导水裂隙带不会对矿区主要含水层产生影响,体现了良好的一致性;第二,数值模拟结果与《三下一上规程》理论计算结果更为接近,说明导水裂隙带最大高度为60 m左右更为可靠。     

大埋深厚煤层开采导水裂隙带发育高度综合确定

导水裂隙带发育规律及其高度测定对矿井防治水和保水开采具有重要意义。以九龙矿2#煤层15249S工作面为研究对象，利用经验公式计算方法、FLAC3D数值模拟和微震监测相结合分析了煤层上覆岩层塑性区破坏变化规律及导水裂隙带发育高度计算，并结合现场钻孔漏液实测数据对上述3种方法得出的结果进行验证。研究结果表明：经验公式预计导水裂隙带高度为103.66 m，数值模拟试验预测导水裂隙带高度为134 m；微震监测结果与现场实测结果分别为130 m和126.84 m，最终综合确定了导水裂隙带高度。该成果可为九龙矿煤层安全开采方案选取提供技术支撑。     

彬长矿区巨厚砂岩含水层下综放开采导水裂隙带高度研究

为了得到彬长矿区巨厚砂岩含水层下综放开采导水裂隙带高度,采用数据分析的方法研究了矿区内17组工作面导水裂隙带高度实测数据,得到了彬长矿区导水裂隙带高度计算的回归公式,并基于彬长矿区雅店矿ZF1403工作面地质条件,采用数值模拟和现场实测的方法对回归公式的适用性进行了验证。结果表明：经验公式与实测数据的结果相差较大,已不能作为彬长矿区导水裂隙带高度计算的参考公式,而回归公式计算结果与数值模拟和现场实测的结果基本吻合,回归公式应用效果良好。在矿区内矿井未实测导水裂隙带高度的情况下,回归公式计算结果可作为矿区内矿井导水裂隙带高度的参考。     

草湾沟煤矿导水裂隙带发育高度预计与数值模拟

以榆神矿区草湾沟煤矿3-1号煤层为例,分别采用理论计算和数值模拟实验对该煤层导水裂隙带发育规律及最大高度进行研究。得出理论公式计算和数值模拟实验的结果具有较好的一致性,3-1号煤层开采产生的导水裂隙带不会对矿区关键含水层产生影响,导水裂隙带最大高度在60 m左右更为可靠。     

司马煤矿薄基岩区导水裂隙带发育规律

为了得出司马煤矿薄基岩区导水裂隙带的发育规律,首先对薄基岩分布特征及岩层力学特性进行了分析,进而利用经验公式计算出了导水裂隙带发育高度,同时运用数值计算软件RFPA2D对煤层开采进行了模拟。结果表明:司马煤矿3#煤层薄基岩总体趋势为一向斜,局部有小的隆起和凹陷,薄基岩厚度变化范围在30~80 m;3#煤层上覆的整个基岩柱的强度大于40 MPa,属于坚硬型;经验公式计算得到司马矿3#煤层薄基岩导水裂隙带发育高度在47.3~83.5 m之间,与数值模拟得到的最大发育高度85 m基本相符。     

某矿3#煤层导水裂隙带发育高度研究

该文综合采用室内预计和现场实测两种方法,对某煤矿3#煤层导水裂隙带高度进行了研究。采用"三下"开采规程中的经验公式计算,得出了覆岩导水裂隙带的预计高度。应用井下仰上孔分段注水测漏法现场实测,得到了03101工作面导水裂隙带的最大发育高度及3#煤层导水裂隙带高度的近似预计公式。     

曹家滩煤矿首采面导水裂隙带高度研究

煤层开采后,上覆岩层导水裂隙带高度的确定对于顶板水害防治与保水采煤均具有重要的技术指导意义。根据曹家滩煤矿首采工作面开采技术条件与岩石力学参数,采用物理相似模拟试验、经验公式计算和现场实测相结合的方法对导水裂隙带高度进行了研究确定。结果表明:物理模拟试验预测导水裂隙带高度145 m,裂采比24. 2;经验公式预计导水裂隙带高度89. 6 m,裂采比14. 9,与物理模拟试验相差较大;钻孔冲洗液漏失量观测预测导水裂隙带高度分别为136. 10 m和139. 15 m,裂采比22. 68和23. 19。通过综合分析得到,物理相似模拟试验结果与现场实测数据较为接近,现有经验公式已不适用于曹家滩煤矿条件下的导水裂隙带高度确定。     

厚煤层一次采全高导水裂缝带发育高度研究

为了顶板水的防治、采掘工程布置以及防水煤柱留设,需要确定煤层顶板导水裂缝带高度。以斜沟煤矿8#煤层为例,应用数值模拟的方法对厚煤层综采一次采全高顶板导水裂缝带发育高度进行了研究。结果表明,数值模拟结果与现场钻探压水试验实测得到的导水裂缝带发育高度基本一致。综合确定导水裂隙带高度74.8 m,其中冒落带高度为32 m,裂隙带发育高度42.8 m.由此可见,《煤矿防治水规定》中关于导水裂缝带计算的经验公式不适用于斜沟矿,基于实测、模拟结果以及参考全国其他类似矿井实测结果,运用回归分析原理,建立了斜沟煤矿厚煤层综采一次采全高工作面顶板导水裂缝带发育高度计算公式。     

覆岩导水裂隙带发育高度的确定方法与实践

阐述了煤层开采覆岩导水裂隙带高度的确定方法,即物理模拟和数值模拟方法、理论计算和经验公式法、现场实测法。根据某矿煤系岩层情况,结合地质条件和实际情况,选用基于FLAC3D的数值模拟方法,确定了该矿2702工作面的导水裂隙带高度为18.84m。并通过钻孔分段注放水法进行现场实测,得出实测导水裂隙带高度为18.84 m。结果表明,数值模拟得出的裂隙带高度值与现场实测值高度吻合,说明数值模拟用于确定导水裂隙带的高度是简易、可靠、可行的。     

近水平煤层综放开采导水裂隙带高度研究

为了研究近水平煤层综放开采导水裂隙带的高度,利用材料力学导水裂隙的形成机制进行研究,结合理论计算、离散元数值模拟软件UDEC和现场观测三种方法对同忻矿8100工作面导水裂隙分布范围进行计算,结果表明:岩层下沉量的协调性和岩层跨距是裂隙通道形成的决定性因素;分层开采导水裂隙带经验公式不适用于综放开采,而数值模拟是一种有效的计算综放开采导水裂隙带高度的方法。     

张家峁煤矿N15203工作面浅埋煤层导水裂隙带发育特征

张家峁煤矿地处我国西北干旱地区,生态环境脆弱,煤层埋藏浅,煤矿开采过程中导水裂隙带导通上覆含水层,造成地下水位下降,加剧生态环境恶化,同时地下水涌入矿井,威胁矿井安全开采。为详细分析张家峁煤矿浅埋煤层导水裂隙带发育情况,以矿区北翼N15203工作面地质条件为背景,利用理论计算、数值模拟方法对导水裂隙带的发育高度进行了研究,并通过现场钻孔电视成像实测结果验证了理论计算与数值模拟结果的可靠性。研究表明:①数值模拟可展现覆岩破坏的动态变化规律,当工作面推进至60 m和110 m时,覆岩破坏速率明显加快,与关键层理论判断结果一致;②由于黄土层塑性变化较大,对导水裂隙带发育具有一定的抑制作用,导水裂隙带发育至基岩顶界附近,高度约108 m,裂采比约19.64;③通过与现场钻孔电视成像结果对比,数值模拟和关键层理论计算结果与实测数据基本保持一致,能够较准确地预测导水裂隙带高度发育情况。分析结果对于陕北浅埋煤层开采覆岩导水裂隙带后续研究具有一定的参考价值。     

彬长矿区煤层开采导水裂隙带高度探测及计算

针对彬长矿区煤层开采顶板导水裂隙带发育规律复杂,导致矿井水害影响评价难度大的问题,通过分析典型工作面的涌水情况,对比不同开采参数下工作面涌水差异特征,初步得出不同工作面长度对导水裂隙带的差异性影响;以现场实践为指导,提出“采前背景条件探查、采中水位动态监测、采后综合测试”的煤层开采全过程导水裂隙带高度综合实测方法;基于矿区内大量导水裂隙带高度实测结果,分析得出彬长矿区导水裂隙带发育规律呈现明显的工作面长度控制效应,采长175～240 m时导水裂隙带发育高度较大,采长80～151 m时导水裂隙带高度相对较小,在同一工作面长度控制下,导水裂隙带高度随采高呈非线性增长的规律;根据导水裂隙带高度变化规律,采用非线性回归分析方法,分别拟合出2种开采参数下导水裂隙带高度计算经验公式,并分析了公式的适用范围;采用推导的经验公式对区域内新开采工作面影响白垩系洛河组含水层程度进行分析,结果表明所得经验公式可以较好地评价工作面受洛河组含水层充水的影响程度,与《煤矿防治水手册》推荐的经验公式相比其计算精度明显增加。研究成果可对彬长矿区和周边相似条件矿井导水裂隙带高度的确定提供较好的参考,同时丰富了我国西部侏...     

杭来湾煤矿导水裂隙带发育高度数值模拟研究

杭来湾煤矿近年来由开采活动引起3号煤层上覆岩层发生移动和断裂变形,严重威胁矿井的安全生产。以杭来湾煤矿为研究对象,运用数值模拟软件,对30101综放工作面导水裂隙带发育过程及发育高度进行了模拟研究。模拟结果表明:煤层开采厚度为4.5 m时,导水裂隙带发育高度达到最大值117.5 m。经过与钻孔实测结果、经验公式计算得到的导水裂隙带发育高度进行对比分析,模拟结果与实测情况基本吻合,认为数值模拟方法对煤矿矿井突水预测提供理论基础,也可对煤矿安全生产提供较高的参考价值。     

巨厚古近系含水层下工作面导水裂隙带高度探查

为了确定巨厚古近系含水层下工作面的开采上限、预测涌水量及制定防治水方案,需要针对工作面的导水裂隙带进行现场实测。以红四煤矿HI0503工作面为研究对象,采用经验公式初步确定导水裂隙带发育高度,设计井下探查钻孔的参数。分别用0.5、1.0和1.5 MPa的水压进行压水试验,同时采用钻孔窥视对工作面覆岩中的裂隙发育程度进行观测,最后利用数值模拟对现场实测的结果进行验证。结果表明,压水试验得到HI0503工作面导水裂隙带高度为65.6～67.4 m,采用钻孔窥视法确定导水裂隙带高度为66.5～68.1 m,导水裂隙带高度数值模拟结果为65.29 m,利用3种方法综合确定HI0503工作面导水裂隙带高度为65.29～68.1 m,大于经验公式计算值59.79 m。5-2煤与巨厚古近系含水层的平均距离为95 m,工作面开采后的导水裂隙带不会波及至古近系含水层。通过现场验证,利用井下压水试验、钻孔窥视和数值模拟,综合确定的导水裂隙带高度与实际情况较为吻合,可以作为防治水工作的依据。     

顶板砂岩水下煤层开采覆岩导水裂隙带发育高度研究

导水裂隙带发育高度是顶板砂岩水下实施安全采煤的重要技术参数之一。以新集矿区某综采工作面为工程背景,针对工作面回采后采动裂隙导通上覆砂岩含水层易发生突水事故的问题,在分析覆岩岩性特征的基础上,采用经验公式估算、基于关键层位置覆岩导水裂隙带高度预测方法、数值模拟及井下仰孔分段注水法对覆岩导水裂隙带发育高度进行研究。结果表明,基于关键层理论导水裂隙带高度预测方法、FLAC3D数值模拟与井下仰孔分段注水试验结果基本一致,而经验公式预测导水裂隙带发育高度数值较小,存在一定的局限性。工作面回采后,导水裂隙带发育高度最大为57.6 m,裂采比为15.2,且发育形态呈“马鞍型”。 研究结果可为工作面顶板水害治理提供地质依据。     

基于充实率控制的导水裂隙带发育高度研究

为了研究固体充填采煤充实率对导水裂隙带高度的控制作用,分析了固体充填采煤覆岩移动变形特征,借助等价采高理论套用经验公式对固体充填采煤不同充实率条件下导水裂隙带高度进行预计。运用数值模拟软件UDEC对不同充实率条件下导水裂隙带高度进行模拟,建立了固体充填采煤导水裂隙带高度预计的新方法,其结果与经验公式预计的结果相吻合。工业性试验表明:当煤层采高为3.5m、采空区充实率为85%时,导水裂隙带发育高度在10m左右,实测与预计结果基本一致。     

导水裂隙带高度确定方法研究

为满足淮南矿区厚松散层下浅部煤层安全开采合理确定开采上限的需要,本研究通过经验公式法与回归分析得到的公式进行对比,获得符合本矿区地质条件和采煤方法的导水裂隙带发育规律及导水裂隙发育高度的预测公式。并与物理探测法和数值模拟法得到的结果进行比较分析,最终确定最合理的导水裂隙带高度。     

凌志达矿15~#煤层采动覆层导水裂隙带高度研究

山西凌志达15~#煤层平均采高为4 m,为研究该煤层上覆岩层导水裂隙带发育高度,以15101工作面为研究对象,通过现场钻孔窥视,对该工作面的3个钻孔进行观测,得出的裂采比分别为14.7、16.4、14.1;同时选取经验公式对导水裂隙带高度进行计算,得出的裂采比的范围在12.5～17.2;最后采用FlAC~(3D)数值模拟软件得到的结果与前2种方法进行对比分析,三者结果基本吻合。因此,确定该工作面导水裂隙带高度范围在50.84～68.64 m。该研究结果对该矿今后防治水工作具有指导意义。     

灵新煤矿导水裂隙带发育高度数值模拟研究

煤矿的开采利用给国民经济发展带来巨大的收益,但也引发了许多环境地质问题,特别在煤层开采过程中,煤层上覆基岩变形破坏形成的裂隙通道极易发生矿井涌(突)水事故,时刻威胁着井下工人的生命安全。本文以灵新煤矿051505工作面为研究对象,利用Flac3D数值模拟软件,对14号主采煤层上覆基岩导水裂隙带高度进行了模拟研究。模拟结果表明:当煤层开采厚度为2.5 m时,导水裂隙带发育最大高度为59.5 m。同时选取经验公式法对导水裂隙带高度进行了计算。最终通过钻孔实测法得到的结果与前两种方法对比分析,数值模拟结果与钻孔实测结果基本吻合,认为数值模拟方法能够高效、简单、合理达到预测导水裂隙带高度的目的,也为同类矿井安全、绿色生产提供一定的借鉴。     

煤层开采后覆岩导水裂隙带高度的模拟研究

某矿为安全开采煤炭资源,采用经验公式预计和计算机数值模拟方法,按规划设计开采煤层厚度分别研究了单独开采16#煤、17#煤后覆岩导水裂隙带高度,采用经验公式计算为36.1m和29.7 m;采用计算机模拟方法计算为37.1 m、26.9m。研究了按规划设计开采煤层厚度将16#煤、17#煤全采后覆岩导水裂隙带高度为41.7 m。