浅埋煤层局部充填开采上行裂隙发育高度研究

采用长壁局部柔性充填开采方法是实现浅埋煤层特殊保水开采的有效途径,通过走向长壁局部充填开采的物理相似模拟实验,分析了等间距充填2条带情况下隔水岩组的稳定性规律,得出了在充填体强度、弹性模量不变的情况下,不同的充填间隔宽度和充填宽度直接影响上行裂隙的发育高度,最终影响隔水岩组的稳定性。基于物理相似模拟实验,建立了特殊保水开采区局部充填隔水岩组稳定性力学模型,确定了上行裂隙发育高度计算公式。     

高头窑煤矿河下开采导水裂隙带高度的试验研究

导水裂隙带高度是水下采煤的主要依据,通过相似材料模拟对高头窑煤矿水多湖川河下浅埋煤层开采时导水裂隙带高度进行了研究。结果表明:相似材料试验和"三下"开采规程预测高头窑煤矿煤层开采导水裂隙带高度有一定的差距。随着采高的增加,两者相差越来越大。高头窑煤矿水多湖川采煤时裂采比为15,煤层开采是需要进行采高控制,h≤H/19,以达到控制导水裂隙带高度的目的,实现河下采煤的安全开采。     

薄煤层开采覆岩导水裂隙带高度的确定

某煤矿12下煤层为薄煤层浅部开采,极易受到第四系底部含水层的威胁,为确保安全开采,需要留设合理的防水煤岩柱。矿井利用"井下仰斜钻孔双端堵水器导水裂隙带高度观测技术"对采场导水裂隙带发育高度进行了现场观测。文章对观测结果进行了分析研究和评价,确定了覆岩导水裂隙带发育高度。该成果对于留设合理的防水煤岩柱,保证矿井安全生产具有重要意义。     

浅埋煤层开采覆岩裂隙发育规律的数值模拟

煤层开采引起的覆岩变形移动,造成顶板水突入井下,严重威胁煤矿生产安全。以榆阳矿区某矿一工作面为背景,基于离散单元数值模拟软件UDEC2D,模拟了浅埋煤层开采时上覆岩体中的位移、应力和裂隙的演化规律。研究表明:随着工作面的推进,采空区中部的裂隙部分被压实,裂隙主要富集于开切眼和工作面附近的上覆岩层中,并与裂隙带顶部的裂隙分布区构成了一个类梯形形状区域;工作面推进至140m时,裂隙发育到最大高度94.5m。研究成果为水下安全开采提供了依据。     

近距离煤层开采导水裂隙带发育高度数值模拟研究

为解决邵寨煤矿2号、5号煤层重复采动面临的覆岩破断及两带发育高度问题,以及研究此情形下导水裂隙带演化规律,运用数值模拟计算方法,采用3DEC数值模拟软件,通过对近距离煤层条件下工作面的回采进行模拟实验,获得导水裂隙带的演化趋势,以及工作面回采结束后的两带最终发育高度。模拟结果表明,导水裂隙带高度沿工作面倾向是从零开始逐渐增加的,最终当工作面回采360 m时,导水裂隙带高度增加至100 m,而走向导水裂隙带初始为煤2层采动造成的高度为78 m,随着煤5层的回采导水裂隙带高度保持不变,当工作面回采至220～260 m时向上延伸至100 m,随后继续保持稳定,导水裂隙带最终发育高度为100 m,贯穿了延安组岩层达到安定组岩层但并未到达洛河组含水层,可以保障井下的安全生产。     

多煤层开采不同开采顺序时覆岩裂隙带高度模拟分析

1930煤矿地处艾维尔沟下,属于地表水系开采,水体下开采时裂隙带高度对安全生产意义重大。为研究1930煤矿的4号、5号和6号煤层不同开采顺序条件下的覆岩裂隙带高度,采用UDEC数值模拟的方法进行分析。分别对3个煤层的开采顺序为4号→5号→6号和5号→4号→6号时的覆岩裂隙带高度进行模拟,结果显示:开采顺序为4号→5号→6号时的裂隙带高度为128 m,开采顺序为5号→4号→6号时的裂隙带高度为119 m,裂隙带距离水体距离分别是233 m和242 m。由此得出,不同开采顺序对覆岩裂隙带发育范围产生了影响,但最终裂隙带边缘与水体距离变化不大。     

万利一矿煤层群开采覆岩导水裂隙带高度研究

为了获得万利一矿浅埋煤层群大采高开采条件下的覆岩导水裂隙发育高度,采用理论预计与工程探测相结合的方法开展研究。基于关键层理论研究形成了适用于煤层群开采条件的导水裂隙带高度预计方法,并判断得出,上部3-1煤开采后覆岩导水裂隙将发育至基岩顶界面,后续再次开采下部4-2煤,导水裂隙带顶界高度不再增加;理论预计结果得到了现场钻孔工程探测的验证。钻孔冲洗液漏失、孔内水位变化以及钻孔电视观测结果表明,两煤层重复开采引起的导水裂隙已发育至地表,对应导水裂隙带高度为170m;上下煤层开采的垮落带高度分别为21m和18m,对应垮采比分别为4.2和3.8。研究结果可为类似开采条件下的保水采煤实践提供依据。     

充填开采覆岩导水裂隙带高度预测

为了更加准确地预测某矿充填开采覆岩导水裂隙带的发育高度,以某矿实际地质开采条件为依据,通过公式计算、实地测量、相似材料模拟及数值模拟类比分析对其导水裂隙带进行预测。得出结果:本矿区顶分层垮落法管理顶板,底分层充填开采,可以用等效采高法按软弱岩层计算预测导水裂隙带发育高度。     

综合机械化矸石充填开采导水裂隙带发育高度研究

对不同试样的矸石充填材料进行压实测试,得出了应力-应变曲线及最佳配比方案,根据等价采高模型理论,计算了某试验矿井矸石充填开采时的导水裂隙带发育高度,提出了给矸石充填体施加一初始压实力可以极大地提高其抗压性能,进而有效地减小覆岩裂隙的发育高度,并采用数值模拟研究了不同压实性能的充填材料的导水裂隙带发育高度情况。研究结果表明,优化充填材料配比,增加初始压实力和提高采空区充填率都可以有效地减小导水裂隙带发育高度。     

水体下开采导水裂隙带发育高度模拟与实测

以色连煤矿河床下煤层开采为工程背景,采用理论计算、数值模拟和现场实测相结合的方法,对2_(-2)上煤层覆岩导水裂隙带发育高度进行研究。观测及模拟结果表明,色连煤矿2-2上煤覆岩导水裂隙带最大发育高度73 m,为矿井防治水和保水采煤提供设计依据。     

大采高技术与大采高液压支架的开发研究

介绍国内外大采高技术发展概况和年产6.0Mt大采高综采成套装备研制,分析影响大采高液压支架稳定性和适应性的因素,提出保证大采高工作面支架稳定性措施,探讨7m煤层一次采全高技术和装备的可行性。     

基于EH-4大地电磁法探测导水裂缝带发育高度

在导水裂缝带发育高度探测研究上,针对传统观测技术工程量大、观测期长等问题,在分析传统观测技术及其适用条件基础上,研究采用地面物探技术EH-4大地电磁法,通过探测地下岩层视电阻率及其变化,较快捷地测定了泰安煤矿6103工作面开采覆岩视电阻率变化特征,确定了该工作面导水裂缝带最大发育高度为63．4m,马鞍形平底高度为58．9m。实践证明采用EH-4大地电磁法能有效探测煤层采后导水裂缝带发育形态及其发育高度。     

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。     

综采一次采全高顶板导水裂缝带发育高度研究

为防治顶板水、 防水煤柱留设而需合理确定顶板 “三带冶 高度。 以西山镇城底矿8煤为研究对象, 采用井下仰孔注水测渗漏法和瞬变电磁法实测导水裂缝带高度, 运用FLAC3D软件对上覆岩层的冒落、 岩移规律进行了数值模拟。 结果表明： 数值模拟与现场实测得到的导水裂缝带基本一致, 综合确定导水裂缝带高57. 58 m, 其中冒落带高16.32 m, 裂缝带高41. 26 m, 说明 《煤矿安全规程》 中有关导水裂缝带统计经验公式不适用于中厚煤层综采一次采全高开采条件。     

深井大采高工作面覆岩破坏过程数值模拟研究

以唐口煤矿1305工作面为工程背景,采用RFPA2D数值模拟软件,对埋深1 000 m,采高5.5 m条件下大采高工作面覆岩破坏过程进行了反演,得到了深井大采高条件下上覆岩层运动的主应力、位移矢量变化规律以及声发射特征,为类似工程地质条件下工作面的安全开采和支护设计提供了理论依据。     

基于稳定性分析的矿区公路路基高度计算

为解决公路下采煤时,不同开采方式的采空区上覆岩层导水裂缝带的发育高度和矿区公路路基高度直接影响煤矿安全生产和路基稳定的问题。针对目前矿区公路路基高度确定尚无系统的确定方法,通过对不同开采方式的采空区上覆岩层导水裂缝带发育高度的分析,结合路基稳定性评价标准,利用材料力学和弹性力学的相关理论,提出了一套矿区公路在不同开采方式下路基高度的确定方法:即采用路基稳定性评价标准,通过力学平衡分析方法计算矿区公路的影响深度,保证采空区上覆岩层导水裂缝带的发育高度与矿区公路的影响深度没有重叠部分,进而间接确定矿区公路的路基高度。     

大采高大倾角仰采的相似模拟实验研究

利用相似材料模拟的实验研究手段,针对段王煤矿090502工作面仰采问题,开展了大倾角大采高仰斜开采工作面矿压特征研究。实验获得了大倾角大采高仰采矿压显现规律、上覆岩层三带分布规律和仰采工作面前方支承压力分布规律。     

大采高综放开采顶煤运移规律的数值模拟研究

采用FALC3D软件模拟研究了塔山煤矿8105工作面在不同采高、不同支护强度下顶煤水平、垂直位移与距煤壁距离间的变化规律。模拟结果表明采高加大顶煤始动点前移、位移量增加,有利于顶煤的破碎;加大支架支护强度对下位顶煤位移量影响较大,有利于下位顶煤的破碎。