层间滑动构造引起煤层厚度变化特征的研究

陈楼煤矿九煤层厚度变化是层间滑动构造作用伴生的地质现象。总结划分出剪切压薄、滑支切蚀和滑裼穿刺３种不同的变化类型，讨论了层间滑动构造对开采的影响。     

煤层开采厚度变化对上覆松散含水层影响研究

为确保煤矿区地下水资源的可持续利用,采用数值模拟方法研究煤层开采厚度变化对上覆松散含水层的影响。结果表明:对于新近系含水层,在采厚小于6m时,含水层未被疏干,在采厚为6,8,10和12m时,含水层均被疏干,疏干时间分别为300,270,150和120d;对于第四系含水层,在采厚小于10m时,含水层未被疏干,在采厚为10,12m时,含水层均被疏干,疏干时间分别为90,60d。研究成果为煤矿区松散含水层地下水资源保护提供依据。     

突出煤层上保护层开采防突效果研究

土朱煤矿井田内含煤7层,其中:1煤、2煤、3煤、4煤为无突出危险煤层,5煤、6煤、7煤为突出危险煤层。通过合理布置钻孔,观测上保护层开采前、后煤层瓦斯压力变化和围岩应力变化的情况,来分析研究煤层瓦斯压力变化规律和围岩应力变化规律,确定突出煤层上保护层开采的保护范围和保护效果,为矿井开采防突工作提供理论依据和实践指导。     

近距离上保护层开采保护范围研究

通过对数值模拟研究平煤十一矿己二采区己14-15-22090工作面保护层开采的保护范围,在走向和倾向上分别布置两组钻孔测定保护层开采后被保护层的瓦斯参数,根据测压钻孔确定被保护层在理论保护线两侧瓦斯压力分布,通过瓦斯压力确定被保护层保护范围,并结合数值模拟和现场测试,确定保护范围为沿走向的卸压角为56°,沿倾向的卸压角为71.57°,保护层开采后,被保护层的透气性增大了18.44～171.39倍.     

上覆煤层开采对下方巷道的稳定性影响分析

分析了上覆煤层工作面开采过程中产生的支承压力对下方轨道大巷产生的影响.通过理论计算工作面底板最大破坏深度为18.57 m.结合工程地质条件,运用大型数值模拟软件ABAQUS建立三维计算模型对开采过程进行模拟,发现工作面开采会使轨道大巷周边围岩应力提高很多,尤其是顶板范围内的应力水平上升约6 MPa.     

煤层群上保护层开采保护效果现场考察

针对新庄孜矿B组煤多层突出煤层开采过程中,大剥皮式的保护层开采方式造成保护范围逐层减小、可采出量严重损失等问题,根据巷道实际布置情况分别选择3个合适位置施工考察钻孔,对B8煤66208工作面开采过程中,B6煤层倾向和走向方向上的瓦斯压力、瓦斯含量和煤层变形进行现场考察。确定B8煤倾向上部、下部卸压角分别为79°和86°,走向方向卸压角75°,实际卸压角均比理论值大,保护范围也发生了扩界。B8煤层开采后B6煤的透气性系数相比原始煤层透气性系数增加了902倍,瓦斯压力和瓦斯含量分别降至0.22 MPa和2.43 m~3/t,B6煤层消突效果显著。     

石炭井焦煤公司上保护层开采数值模拟研究

根据石炭井焦煤公司上保护层的开采条件,应用FLAC3D数值模拟方法模拟计算了3#煤层先行开采后对其下伏的4#、5#突出煤层的卸压影响程度、保护范围(走向、倾向卸压角)等。研究结果对石炭井焦煤公司进行上保护层开采效果考察工作以及安全开采4#、5#煤层具有重要的理论指导作用。     

采空区上覆煤层开采层间岩层移动变形实验研究

为了安全高效开采采空区上覆煤层,基于其层间岩层移动变形问题的重要性,采用相似模拟实验的方法研究了采空区上覆煤层开采层间岩层相同水平层位与竖直层位岩层的移动变形情况.结果表明,采空区上覆煤层开采使下部煤层开采的原"三带"均向上位扩展,并出现了层间岩层控制层;采空区上覆煤层开采层间岩层出现变形盆地,在控制层以下的岩层出现下沉盆地,而控制层以上的岩层出现分形盆地;同一层位岩层下沉随工作面推进呈现整体移动的偏态性,在移动变形过程中,控制层以上的岩层移动变形呈现连续性的特点,控制层以下的岩层移动变形呈现突变性的特点.     

Modeling and simulation of strata movement for protective seam mining with large interburden

Based on simulated material scale modeling and numerical simulation, the protective seam mining method was conducted at one coal mine. After extracting the No.15 seam, the overlying strata movement and the deformation of the No.9–10 protected seam were studied. The experiment results show that it is feasible to destress the protected seams with large interburden thickness. When the face had advanced 200 m from the setup room, the No.9–10 seam was fully destressed, resulting in easy gas drainage in the destressed zone. Recommendations on mining sequence of multiple seams mining in the same coal areas were made. Supported by Ministry of Education Doctoral Foundation (20070460001) and Natural Science Foundation of Henan Province (0623021400)     

保护层开采上覆煤层变形特性数值模拟

基于岩石破裂损伤理论和有限元计算方法,利用RFPA应用系统模拟分析了保护层开采过程中,被保护层层厚变形规律、煤层水平变形特征和保护层与被保护层之间的相对层间距对被保护层保护效果的影响,认为随着保护层采煤工作面向前推进,被保护层垂直变形呈现 “M”型分布;卸压区煤层水平变形呈现拉抻和挤压状态,增加该区域煤体机械破坏,有利于被保护层次生裂隙的发育;相对层间距对被保护层卸压变形产生较大影响,相对层间距愈大,其变形量减小,不利于煤层离层裂隙和破断裂隙的产生.对数值模拟结果与现场实际测定结果进行对比分析,两者基本吻合.     

上保护层开采遗留煤柱对保护效果的影响北大核心

为研究上保护层开采遗留区段煤柱对被保护层保护效果的影响,以平煤四矿己;-23160联络巷下帮遗留的4 m煤柱及己_(15)-23140、己_(15)-23160、己_(16.17)-23140工作面为研究对象,采用数值模拟和现场实测相结合的方法进行了研究。研究结果表明:煤柱沿z轴负方向被压实,累计最大位移为0.289 m;煤柱两侧煤壁沿x轴移动方向不同,上壁沿x轴负方向,下壁沿x轴正方向,累计位移量分别为0.055 m和0.156 m,己;-23160工作面采掘活动对煤柱位移影响最为显著;遗留煤柱最大残余高度为0.59 m,相比原始煤柱高度降低1.01 m;深部煤体残余瓦斯含量和钻屑量变化趋势一致,最大残余煤层瓦斯含量2.63 m^(3)/t,煤层瓦斯释放率保持在50%以上,最大钻屑量为3.7 kg/m。残余煤柱影响区内煤层瓦斯得到很好地释放且无明显应力集中,保护层开采遗留4 m煤柱能够达到连续的保护效果。     

保护层开采过程中煤岩损伤与瓦斯渗透性的变化研究

针对煤岩体损伤破坏特征,定义了煤岩体结构损伤变量,建立了相应的弹塑性损伤本构方程,并完成了有限元源程序的二次开发,利用此程序对乌兰煤矿双保护层开采实例进行了计算分析,给出了被保护层损伤程度和渗透性系数的变化规律,计算结果表明：7、8号煤层开采后,被保护2、3号煤层出现张拉损伤,煤层应力显著释放,煤岩体的渗透性急剧提高,有利于瓦斯运移和煤层瓦斯抽采,这与工程实际相吻合。     

下保护层开采上覆煤岩体卸压效果及保护范围研究

以晋城矿区为工程背景,开采9号煤层作为3号煤层保护层,开展下保护层开采试验.采用数值模拟手段,研究下保护层开采上覆煤岩体卸压效果及被保护层煤体膨胀变形规律,并确定有效保护范围.研究结果表明:保护层工作面开采后,上覆煤岩体出现分区卸压效应,距离工作面垂直距离越远,岩层卸压程度越不明显.被保护层倾向卸压角为63°,走向卸压...     

煤厚变异区开采冲击地压发生的力学机制

针对地质构造区域煤层开采容易发生冲击地压的情况,建立了煤岩组合体力学模型,研究了煤厚变化对超前支承压力分布特征和能量演化规律的影响,揭示了煤厚变异区煤层开采冲击地压发生的力学机制。研究表明:煤厚变薄区的原岩应力比变厚区大,煤厚减小率或岩煤弹性模量比越大,应力变化梯度越大;工作面由厚向薄回采,超前支承压力呈"双峰值"分布,而工作面由薄向厚回采,超前支承压力呈"单峰值"分布;冲击地压发生时,工作面由厚向薄回采,第2峰值应力区内形成高能区会阻碍能量向煤壁深部传递,产生的冲击能量将主要向巷道或工作面临空面释放,而工作面由薄向厚回采,冲击能量可向煤壁深部转移,冲击影响范围小。现场案例分析及工程实践表明,工作面由薄向厚回采更有利于防冲。     

煤层群开采保护层厚度设计优化数值模拟研究

保护层开采是效果明显的安全措施,能够有效预防煤层群开采过程中瓦斯事故。以屯兰煤矿为工程背景,采用数值模拟分析手段,分析7号煤层作为保护层时,开采厚度分别为0.8 m和1.5 m时,被保护煤层应力、位移变化特征,以及在保护层开采过程中煤层内部应力集中程度、泄压范围和煤层膨胀变形程范围,通过多个因素综合对比分析,最终确定最佳保护层开采厚度,相关研究对邻近煤矿保护层开采具有借鉴意义。     

薄煤层开采软弱煤岩体巷道变形特征与稳定控制

针对百色矿区薄煤层开采条件下半煤岩巷道大变形及难控制等问题开展了一系列研究工作。首先,在巷道工程资料与数据的基础上,开展了薄煤层回采巷道工程地质特征的分析,发现薄煤层巷道围岩地质构造普遍较为复杂,岩体完整性差;现场监测了回采巷道围岩的变形全过程,分析了掘巷影响阶段、掘巷影响稳定阶段和工作面回采期阶段等时期的围岩工程行为及变形特征。然后,根据所收集的岩样和自制的煤岩组合体试样,分别进行了点载荷强度和不同高度比的煤岩组合体力学强度试验,结果表明,此类岩石力学强度较低,煤体与岩体破坏呈不均匀性。最后,在现有的理论基础上,分析了半煤岩巷道的滑移机制,推导了煤岩体层间滑移与巷道围岩失稳的本构方程,根据锚索的挤压承载和锚杆抗剪作用机理等阐明了软弱半煤岩巷道控制原理和支护要点,提出了以"顶板预应力长锚索+帮高刚度桁架锚索"为主体的"锚、网、索、梁"整体支护技术。支护试验表明:所提出的支护技术对于半煤岩巷道的控制效果较好,围岩变形在可控范围之内。     

煤炭开采对矿区环境的影响及保护对策

对煤炭开采和利用过程中对矿区环境影响进行了分析 ,在此基础上提出了保护矿区生态环境的基本对策     

综放开采防水煤岩柱保护层的“有效隔水厚度”留设方法

提出了“有效隔水厚度”的概念和保护层内隔水岩层折算有效隔水厚度的方法，建议了水体下综放开采时保护层的“有效隔水厚度”留设标准和评价方法.