松散含水层下提高开采上限的研究与实践

为了解放松散含水层下煤炭资源,缩小防水煤柱,提高开采上限,兖州矿区分别在薄煤层炮采、厚煤层分层综采、整层综放开采、网下综放开采等不同开采方式中进行了提高开采上限的试采,观测研究了第四系下组水位、覆岩破裂高度及其发育规律.结果表明:第四系下组水位逐步降低,富水性逐渐减弱;煤层开采后其覆岩可形成具有一定隔水能力的再生顶板;通过深部开采与浅部开采、厚煤层整层综放开采与重复多层开采比较分析,得到覆岩导水裂缝带高度后者比前者低;厚煤层整层综放开采与网下综放开采其防隔水煤岩柱的保护层厚度可为采高的1.5倍,并给出了厚煤层分层开采、整层综放开采和网下综放开采条件下导水裂缝带发育高度的统计公式.     

厚冲积层下厚煤层分层开采提高开采上限的研究

为合理开发煤炭资源,最大限度地提高资源利用率,以鹿洼煤矿首采扩大区为工程背景,运用理论分析和地质勘探等方法,对第四系黏土层厚度和砂层含水性等水文地质条件进行了研究,确定了含水层类型和水体采动等级．在此基础上,预计了“两带”高度,探讨了安全煤岩柱合理尺寸,使开采上限提高了30 m煤柱,解放呆滞煤量73.7万t．     

近距离煤层群上行开采可行性相似模拟研究

采用相似材料模拟实验方法,对安徽祁南煤矿近距离煤层上行开采的可行性进行了研究。研究表明上行开采可行。     

松散覆岩下提高煤层开采上限技术研究

通过对龙东煤矿第四系底部含水层、隔水层、风氧化带的分析,从岩性、结构和力学性质研究,均有隔水性和抗裂性,确定可以实施提高开采上限,并允许一部分裂隙带波及松散层的弱含水层,可以留设防砂煤岩柱。采取钻孔冲洗液法、井下仰斜钻孔双端堵水器导高观测技术确定两带高度,从而确定开采上限,并通过试采的方法,全面提高龙东煤矿的开采上限。     

第四系松散含水层下薄隔水层提高开采上限技术

山东裕隆矿业集团单家村煤矿通过对六采区3煤提高开采上限的试验研究,在第四系含水松散层下薄基岩综放工作面的开采上限从-250m提高到-180m,实现了安全开采。在原矿井设计70m防水煤柱基础上,通过研究分析与现场勘探,确定留设45m防砂安全煤岩柱,取得了巨大的经济效益,并且为兖州矿区合理确定开采上限提供了科学依据。     

厚煤层提高开采上限试验研究

通过对301综放工作面提高开上限的试验研究,在厚含水砂层下,将兖州矿区水体下综放开采上限提高了38m,在原80m防水煤柱内安全采出煤炭22．3万t,获得了显著的经济效益。     

近距离煤层群上行开采可行性研究与工程应用

在分析近距离煤层群上行开采机理与主要影响因素的基础上，针对传统煤层群上行开采判别方法的局限性，对上位煤层的覆岩状况与上行开采的关系进行了阐述．给出了平顶山四矿近距离薄煤层群和内蒙古酸剌沟煤矿厚煤层群上行开采的工程实例，并确定了上行开采的关键技术措施．理论分析、数值模拟和工程实践证明，上位煤层覆岩岩性及结构对上行开采有影响．研究成果扩大了近距离煤层群上行开采的应用范围，对衰老矿区遗留煤炭资源的回收和特大型现代化新型矿区的开发规划及西部矿区的生态环境保护都具有重要的意义．图1，表3，参9．     

近距离煤层群下煤开采覆岩运动规律研究

针对近距离煤层群开采条件下的某矿6207N工作面和5105N工作面进行了理论分析并结合数值模拟和现场矿压监测结果,研究此类条件下的下煤开采时的覆岩运动规律,对近距离煤层群下煤开采的矿压控制工作具有指导和借鉴意义。     

煤层群分组上行开采相似材料模拟覆岩破坏规律研究

通过计算分析,得出丁家城煤矿1煤层、3煤层理论覆岩破坏形式和高度,再利用实验室的相似材料模拟研究,得到模拟导水裂隙带最终发育高度,结合现场的实测数据,总结出了丁家城煤矿工作面回采期间的直接顶来压步距、老顶初次来压步距、老顶周期来压步距。综合分析分组上行开采覆岩破坏与运动规律,确定了1煤、3煤上行开采的可行性。     

近距离煤层群上行开采相似材料模拟试验研究

基于某矿上行开采的要求,为获得下组煤开采后覆岩破坏高度及裂隙带发育高度,进而研究特定地质条件下近距离煤层群上行开采的可行性,采用物理试验的方法对下组煤开采后覆岩的破坏高度及裂隙带发育高度进行了模拟研究,并分析了受采动影响的顶板矿压显现规律、覆岩破坏特征、围岩应力场及位移场的变化规律.结果表明:覆岩破坏高度约为18.4 m,裂隙带发育高度约为49.3m,上组煤处于下组煤裂隙带的中上部.因而,以上覆岩层“三带”判别法为依据,初步判定采取一定安全措施后该矿上行开采方案可行.     

蹬空上提面矿压显现规律的数值模拟研究

提高工作面回采上限是节约煤炭资源的重要途径之一。针对既蹬空又提高上限的工作面,回采前需研究其矿压显现规律。通过FLAC3D数值模拟能很好地分析蹬空、上提对工作面回采的影响。数值计算结果表明:蹬空上提段超前支承压力峰值较蹬空非上提段大,蹬空上提对工作面顶板下沉量的影响较蹬空非上提大。     

近距离煤层群上行开采薄煤层覆岩移动规律研究

为了安全有效的上行开采遗弃的煤炭资源,根据汾西张家庄煤矿煤层赋存条件及开采现状,通过理论分析及UDEC离散元数值软件模拟研究了10#煤层、9#薄煤层分别开采时上覆岩层破坏和移动规律。对比分析了泥岩和石灰岩2种典型岩性结构覆岩运动变形规律。通过监测煤层开采过程中覆岩随开挖时步位移变化,得出泥岩岩性结构覆岩开采稳定时间要短于石灰岩岩性结构覆岩,与现场情况一致。     

石炭系上组煤层开采与上覆侏罗系煤层开采相互间影响程度分析

对塔山煤矿改扩建投产后,开采石炭系上组煤层时与开采上覆侏罗系煤层矿井间相互影响程度进行了分析,以期对其它煤矿开采起到参考借鉴。     

巨厚松散含水层压煤开采上限研究

针对国内许多矿区存在巨厚松散含水层的地质特点,分析了矿井提高开采上限的影响因素,分析了松散层水压的作用机理,提出了在较大水压条件下顶板保护层厚度的留设方法,为条件类似的矿井提高采煤上限提供了理论依据。     

近距离煤层群采空区下回采巷道合理布置研究

近距离煤层群下行开采中,上位煤层开后造成下位煤层采场围岩力学环境发生改变,回采巷道的合理布置是下位煤层安全高效开采的关键。因此,本文以甘沟煤矿为工程背景,采用理论分析、数值计算、现场实测等手段,对上位煤层开采后,残留煤柱对底板影响进行分析。研究结果表明:利用滑移线理论确定B4-2号煤层开采后对底板影响的最大深度为18.7 m,选取内错式布置,内错距不小于6.03 m;采用UDEC数值模拟软件对B4-2煤层的残留煤柱下方底板应力分布规律分析,得到煤柱影响下的底板应力演化特征,煤层开采后残留煤柱造成底板破坏深度达20 m左右,理论部分计算符合;通过对不同内错距下塑性区域分布进行分析,得到内错距为15 m时,对下位煤层的影响最小。     

近距离突出煤层群上保护层开采瓦斯治理技术

结合青东煤矿上保护层开采条件,采用FLAC3D软件模拟了上保护层开采底板卸压规律。研究结果表明:被保护煤层卸压瓦斯涌出率为30.0%～36.5%;上保护层开采后被保护煤层原始地应力由10.5～10.8 MPa降低为1.0～1.5 MPa;被保护煤层初始卸压位置为工作面回采至40～50m。根据研究结果制定了顶板岩巷穿层钻孔、顺层预抽、顶板高抽巷、上隅角埋管及上保护层回风巷下向穿层增裂钻孔的立体瓦斯治理技术。工程应用表明,卸压瓦斯占工作面瓦斯涌出总量的86.8%,被保护煤层瓦斯涌出率为30.4%,被保护煤层初始卸压位置为工作面回采至40 m位置。     

大倾角煤层长壁开采覆岩空间活动规律研究

针对大倾角煤层长壁开采覆岩变形、破坏和运移规律复杂,对工作面安全开采影响大等问题,采用现场实测、数值模拟和相似材料模拟,研究总结了大倾角煤层长壁开采直接顶、基本顶和高位岩层空间的变形、破坏和运移规律。结果表明:大倾角煤层走向长壁机械化开采过程中,沿倾斜方向采场顶板低位岩层与高位岩层均呈现出非对称力学特征,且破坏运移呈现出时序性和不均衡性。沿工作面倾斜方向中、上部区域内"三带"特征明显,且层位较高,而下部则顶板岩层没有明显的"三带"特征或"三带"形成的层位较低且不完整;多区段、多煤层开采时,上覆岩层影响程度远大于单一煤层,且具有一定冲击性。