黄土沟壑区特厚煤层开采地裂缝发育规律研究

黄土沟壑区特厚煤层开采易产生地裂缝,加剧生态环境破坏,危及矿区安全。本文以山西省某矿区104工作面为研究背景,结合现场调查、数值模拟和理论分析等方法,研究了采动地裂缝静态分布特征、动态演化规律及其形成机理。研究表明:地裂缝分为拉伸型、台阶型2种类型与分叉、平行2种组合方式。宽度0～5 cm的裂缝数量占52%,宽度5～10 cm的裂缝数量占28%,宽度10～15 cm的裂缝数量占14%,宽度大于15 cm的裂缝数量占6%,黄土沟壑区采动地裂缝发育程度更强;根据地裂缝分布位置,可以分为动态面内裂缝(工作面内且与开切眼基本平行)及永久边界裂缝(开切眼、停采线及平巷附近)2种类型。动态面内裂缝具有“山峰”活动规律,裂缝宽度呈现“先开后合再稳定”的变化特征,永久边界裂缝宽度呈现“只开不和”的变化特征,裂缝初始宽度与最大宽度满足线性正相关关系;地裂缝的形成是由下至上的动态发育过程,即“采煤—覆岩移动—地表变形—产生地裂缝”。通过构建“井下开采—覆岩移动—地裂缝产生”三维一体模型和地裂缝动态发育模型,定性分析了地裂缝的活动机理。研究成果对黄土沟壑区生态环境修复及采动损害防护具有重要参考价值。     

不同地貌条件下采煤地表裂缝发育规律

陕北煤炭大规模开采形成大量地表裂缝,直接对生态环境影响显著。以陕北典型地貌条件为研究背景,在选定典型工作面的基础上,开展不同采煤地表裂缝的野外地质调查、统计分析研究,对比不同地貌条件下采煤地表裂缝发育特征。研究结果表明,黄土沟壑区与风沙滩地区采煤地裂缝类型一致,均包括边界裂缝和平行裂缝。其中,平行裂缝风沙滩区有明显的充填弥合现象,黄土沟壑区弥合现象不显著。此外,黄土沟壑区平行裂缝展布不均匀,受黄土沟壑地貌影响显著。黄土沟壑区平均裂隙宽度为0.21 m,而风沙滩区更小,平均裂隙宽度为0.10 m。研究成果能够为陕北不同地貌条件采煤塌陷区治理提供关键参数。     

黄土沟壑区沟谷坡度对采动裂缝发育规律的影响

为了研究黄土沟壑区开采时,沟谷坡度对采动引起的滑动型地裂缝发育规律的影响,以神东矿区采矿地质条件为基础,采用UDEC数值模拟软件分析研究了滑动型地裂缝在不同沟谷坡度情况下的裂缝距、裂缝角和坡度关系,得到了不同沟谷坡度下的滑动型地裂缝的裂缝距和裂缝角。结果表明:在黄土沟壑区开采时,滑动型裂缝的裂缝距和裂缝角与沟谷坡度呈二次多项式关系;随着沟谷坡度的增大,裂缝距先增大后减小,裂缝角先减小后增大;对它们的关系式求极限得滑动型裂缝距和裂缝角达到极值时对应的沟谷坡度;滑动型地裂缝对煤矿安全和生态都会造成一定的危害,针对此问题提出了一些治理措施。     

采动地裂缝动态发育规律及治理标准探讨

为了研究西部矿区浅埋煤层开采造成的地裂缝灾害,以神东矿区为研究基地,对大柳塔矿22201,52304工作面开采的地裂缝进行了持续动态监测,研究了采动地裂缝的动态发育规律,建立了采动地裂缝发育深度和宽度、落差之间的定量函数关系模型,在此基础上,提出了采动过程中的临时性地裂缝治理标准和依据。研究表明:随着工作面的推进,采动过程中的临时性裂缝呈现"增大-减小-闭合"的动态规律;地裂缝发育深度与宽度之间存在线性增大的正比例关系,深度与落差之间存在对数关系;为保证安全生产,当"由上到下"扩展的地裂缝与"自下而上"发育的导水裂隙带贯通时,临时性裂缝需要治理,治理标准为导水裂隙带高度与地裂缝深度之和大于煤层埋深,治理依据为裂缝最大安全宽度或最大安全落差。     

风沙区采煤沉陷地裂缝对土地的小尺度破坏特征

为研究风沙区采煤沉陷地裂缝对土地的小尺度破坏特征,基于单一开采单元的小尺度层面,利用GPS测定采煤沉陷地裂缝分布范围,通过全站仪测定研究区水平拉伸变形,在对动态地裂缝实时动态宽度统计的基础上,分析水平拉伸变形与动态地裂缝宽度的关系;将边缘裂缝不同测点落差值与相应沉陷预计值进行对比;基于此,指出动态地裂缝短期内将对土地造成严重破坏,而边缘裂缝对土地破坏的时间较长,需重点治理。     

黄土沟谷下不同位置开采对地裂缝的影响研究

黄土沟壑区开采时,沟谷中心与工作面的相对位置对滑动型地裂缝有显著的影响。采用UDEC软件模拟了沟谷中心位于工作面不同位置时引起的滑动型地裂缝的裂缝距、裂缝角。研究结果表明:采动引起的滑动型裂缝距与工作面相对位置呈明显的线性关系;随着沟谷中心向工作面中心移动,左侧坡体裂缝发育越来越显著,裂缝距由负变为正且呈增大趋势;并对它们的关系式求极值得到裂缝发育位置的沟谷中心位置临界值,并针对地裂缝提出一些治理措施。     

基于UDEC数值模拟的滑动型地裂缝发育规律

为了研究西部黄土沟壑矿区煤炭资源开采引起的滑动型地裂缝发育规律,首先给出了滑动型地裂缝的定义和基本特征,提出了滑动型裂缝距和裂缝角的概念;采用UDEC数值模拟软件,分别建立了滑动型地裂缝动态发育模型、沟谷坡度模型、沟谷位置模型,分析了开采引起滑动型裂缝的动态发育规律,研究了滑动型地裂缝发育位置与沟谷之间的关系,并以大柳塔煤矿52304工作面为例,验证了模型的可靠性。研究表明：① 滑动型地裂缝的发育分为累积期、形成期、动态发展期、稳定期4个阶段;② 滑动型地裂缝发育位置与沟谷之间的关系模型为：滑动型裂缝角与沟谷坡度之间存在二次多项式关系,与沟谷位置之间存在线性关系;③ 工程实例表明,裂缝角的计算值与实测值之间的最大相对误差为3.4%,使用该模型进行滑动型地裂缝发育位置进行预测是可行的。     

风积沙区采煤沉陷地裂缝分布特征与发生发育规律

煤炭开发可能加剧对生态脆弱区环境的损伤,风积沙区地下煤炭开采对地表环境的影响主要是沉陷地裂缝,且目前的研究缺乏对地裂缝从发育到湮灭全过程的研究,笔者通过井上下相结合的空间坐标控制体系和自主研发的动态地裂缝监测方法,对补连塔12406综采工作面地裂缝进行持续动态监测,提出了边缘裂缝的分布规律和动态裂缝的发生发育规律及其与地质采矿条件之间的关系。研究表明:①动态裂缝超前于当前工作面向前发展,裂缝超前距与工作面日进尺量呈现明显的线性正相关,平均的裂缝超前距为10.359 m,超前裂缝角为近似垂直角;②高强度开采动态地裂缝的两侧无明显落差,裂缝的宽度值在采动过程中有显著的周期性变化,呈"M"型双峰波形,且第1个峰值明显大于第2个峰值,峰值比为1.4~3.8;裂缝发育周期T包含两个时长近似相等的"开裂—闭合"过程,约为18 d,在此基础上,结合地质采矿条件,建立了T的通用函数模型,表明动态地裂缝具有快速闭合的自修复特征,不需要人工修复;③边缘裂缝以"带状"、"O"形圈的形态分布在工作面开采边界的内侧,裂缝带宽为46~50 m,裂缝带整体向内收缩,临近工作面采动会减轻原有地裂缝的影响,减轻约40%,开采结束后边缘裂缝仍然存在,是主要地表环境损伤区和重点人工修复区域。     

黄土沟壑区特厚煤层开采地表裂缝发育规律研究

黄土沟壑区煤炭大规模开采诱发的地表裂缝加剧了区域生态环境的损伤.以内蒙古大饭铺煤矿６１２０２工作面为研究对象,探究工作面开采导致的地表裂缝的产生机理、发育特征和展布规律,结果表明:(１)在开切眼周围容易产生沿边缘分布的拉伸裂缝和在中心区域呈 O 形分布的沉降坑;工作面中部区域散布着随工作面走向推进的弧形裂缝以及边缘区的拉伸裂缝,停采线范围附近地表裂缝主要以 C 形分布的张开式拉伸裂缝为主;(２)工作面整体以宽度为１０~３０cm 的裂缝为主,大多数裂缝的落差在 ５~２０cm 之间;(３)工作面采动过程中顶板裂隙不断发育贯通地表产生地裂缝,随着工作面的推进,裂缝宽度增加到最大值后开始减小直至趋于闭合;(４)沿工作面倾向方向,在地表沉陷区周边形成环状裂缝分布区,边缘区域裂缝不断发育,在工作面推进位置前方裂缝呈现“发育—闭合”的趋势.研究成果对西部黄土沟壑矿区煤炭开采与区域环境保护协同发展具有重要意义.     

浅埋煤层高强度开采区地裂缝发育特征——以陕西榆神府矿区为例

通过遥感解译结合实地调查,对榆神府矿区采煤损害进行了分析研究,结果表明：自1993年以来,榆神府矿区塌陷区面积共94.47 km2,地面沉陷区95处,地裂缝1 802条（组）;地裂缝在地表的展布具有明显的分带性,黄土沟壑区高强度开采区,地裂缝密集,地表破坏严重;风积沙地区,高强度采煤地裂缝密集,部分地裂缝自然弥合,地表表象不明显;开采强度对本区地裂缝的发育起决定性作用。本区地裂缝主要分布在石圪台-大柳塔、大昌汗-老高川、榆家梁、锦界、柠条塔煤矿北翼以及大砭窑、麻黄梁一带,均为煤炭高强度开采区。     

凤凰山铜矿浮选过程的节能降耗实践

随着凤凰山铜矿开采年限的延长，井一供矿不足的问题日益突出，导致选矿长期负荷不足，能耗过高，为此，对浮选工序的设备配置进行了改造，改造后不仅简化了生产过程，而且年 ８４万ｋＷ．ｈ，年创综合经济效益３５万元以上。     

近年浮选进展

通过浮选相关文献量的分布比较,从数量上描绘了浮选近5年的发展的概貌。重点评述了浮选以下几方面的发展：浮选设备（浮选机、浮选柱和磁力浮选设备）、浮选新药剂（捕收剂、起泡剂和调整剂）、泡沫中分选（粗粒浮选新方法）、载体浮选、无捕收剂浮选、物理作用（外加电场、磁化、超声波等）与浮选、生物浮选（生物捕收剂和调整剂）、浮选泡沫图象、硫化矿和铝土矿浮选等。此外,简述了国内近年浮选工业实践的进展。     

中国非金属矿物材料进展

从纳米非金属矿物材料、石油天然气开发用非金属矿物材料、环境非金属矿物材料以及功能非金属矿物材料等方面评述了中国近几年非金属矿物材料最新研究进展,展望了非金属矿物材料发展趋势。     

小煤矿安全生产管理要作好"五个到位"

安全生产是煤矿企业求效益、谋生存发展的基本要求,是煤矿管理工作永恒的主题.煤矿企业属高危行业,许多小型煤矿水文地质条件复杂,煤层变化大,围岩破碎,瓦斯涌出量大,灾害多发,加上小煤窑无秩序开采,大面积采空区储积着大量的积水,给小煤矿安全生产管理工作带来极大的难度.     

CAD在煤矿制图中的线型问题探究

AutoCAD作为一款功能强大、绘图精度高的计算机辅助设计绘图软件,已被广泛地运用于煤矿制图中。不过AutoCAD并不是专门为煤矿制图设计的绘图软件,导致在实际的应用过程中会出现一些问题,其中线型问题特别突出。在AutoCAD的线型库中只有很少的标准线型,并不能满足煤矿制图对于线型的需求。文章将对AutoCAD在煤矿制图中的线性问题进行分析与探讨,拟通过自定义线型的使用方法进行说明以及实际操作步骤,从而提高煤矿制图人员的工作效率,同时对线型自定义实际操作过程中出现的部分问题进行归纳总结。     

2004年中国超细粉碎机的进展

介绍了国内各媒体在2004年发表的各种粉体制备的粉碎机,并对这些粉碎机提出今后研发方面的看法.     

煤田测井在新疆金三角东部井田勘探中的应用

煤田地球物理测井是煤田地质勘探中不可或缺的重要勘探手段。本文就综合利用测井资料对地层划分、煤层对比等相关问题进行了阐述。