相似材料模拟在上行开采防治水中的应用

为了准确判断在上行开采期间下部煤层的主要充水水源,需要对下部煤层回采产生的导水裂缝带发育高度进行预测。在对矿井水文地质条件分析的基础上,利用相似材料模拟实验对下部煤层的导水裂缝带发育高度进行了预测,并结合煤层和含水层的空间关系,分析了下部煤层的主要水害威胁。结果表明:下部煤层的导水裂缝带仅能够波及到其顶板含水层,上部煤层顶板含水层对其未构成水害威胁,并制订了相应的防治水措施。通过分析,利用相似材料模拟对下部煤层的导水裂缝带发育高度进行预测,其成果可以作为上行开采条件下开展防治水工作的依据。     

相似材料模拟在上行开采防治水中的应用北大核心

为了准确判断在上行开采期间下部煤层的主要充水水源,需要对下部煤层回采产生的导水裂缝带发育高度进行预测。在对矿井水文地质条件分析的基础上,利用相似材料模拟实验对下部煤层的导水裂缝带发育高度进行了预测,并结合煤层和含水层的空间关系,分析了下部煤层的主要水害威胁。结果表明:下部煤层的导水裂缝带仅能够波及到其顶板含水层,上部煤层顶板含水层对其未构成水害威胁,并制订了相应的防治水措施。通过分析,利用相似材料模拟对下部煤层的导水裂缝带发育高度进行预测,其成果可以作为上行开采条件下开展防治水工作的依据。     

近距离煤层上行综合机械化开采实践

通过对231采区3—2煤层上部可采煤层受采动影响的探、掘、采实践,积累了掘进、回采期间煤层顶底板的管理经验,通过实施了钻孔探查和巷道探查,检查煤层底板下覆采空区的充实程度、采动影响、下沉变形量及采动裂隙情况、顶板离层状态等,形成巷道支护及回采顶板管理、通风管理等成型经验,修改了以往柱厚采厚比大于7．5方可上行开采的经验数值,安全、顺利地完成了231采区3—3煤层N3路的近距离累煤层上行综合机械化开采。     

杨庄煤矿7600北翼采区上行开采技术可行性判定

肥城矿业集团杨庄煤矿为确保七层煤上行开采的可靠性,以7600北翼采区为对象进行了上行开采可行性技术研究,利用"三带"判别法、比值判别法、围岩平衡法等进行了技术判定,并从采煤方法及采净程度、上下煤层回采时间间隔等方面进行了分析,确保了七层煤的安全开采,取得了良好的效果。     

上行开采条件下多煤层开采覆岩破坏规律研究

为了定量研究上行开采条件下单一煤层和多煤层开采的覆岩破坏规律,利用FLAC3D数值模拟软件,分别对麦垛山煤矿仅开采6煤和先开采6煤后开采2煤两种情况下覆岩破坏规律进行了研究,结果表明:仅开采6煤时,弯曲下沉带主要发育在地表以下491.02 m,导水裂缝带发育高度为51.70 m,地表下沉值为94.00 mm;先开采6煤后开采2煤时,弯曲下沉带主要发育在地表以下380.00 m,6煤导水裂缝带发育高度为59.00 m,地表下沉值为375.00 mm。上行开采对于下部煤层6煤导水裂缝带发育高度影响不大,由于上部煤层2煤导水裂缝带的发育,导致弯曲下沉带范围缩小,地表下沉值由于上部煤层2煤的开采而显著增大。     

基于数值模拟的矿井上行开采防治水技术

在矿井上行开采过程中,为了准确掌握下部煤层回采对其顶板含水层及上部煤层顶板含水层的影响,进而有针对性的采取防治水措施。在对矿井水文地质条件分析的基础上,利用FLAC3D软件建立了三维数值模型,对下部煤层回采的"两带"发育范围进行了预测,并分析了复合含水层对下部煤层回采的威胁程度。结果表明:下部煤层的"两带"发育最大高度小于2个煤层的间距,仅受到其顶板含水层的影响,上部煤层顶板含水层对其未构成水害威胁,进而确定了需要开展的防治水工作。通过分析,基于数值模拟的下部煤层"两带"发育范围预测可以作为上行开采条件下制定防治水措施的依据。     

郭屯煤矿近距离煤层上行开采可行性研究

为了研究郭屯煤矿首采区3下煤层已采区域上部3上煤层在不同层间距下的上行开采问题,基于煤层赋存条件和开采现状,通过理论公式得出垮落带和裂隙带高度,进而模拟并分析了不同层间距下3下煤层开采后3上煤层的变形和破坏特征。结果表明:层间距大于15m时,下部采动对3上煤层影响较小;层间距为10~15m时,3上煤层大部分受破坏,只有局部可采;层间距小于10m时,3上煤层整体性遭到严重破坏并发生台阶错动,无法进行上行开采。通过"两带"高度观测,得出垮采比和裂采比分别为5.65和16.52,与理论分析和数值模拟结果相近,进一步验证了3上煤层上行开采可行性。     

采煤方法选择及上行开采技术分析

晋杨煤矿9、10号煤层采煤方法为一次采全高采煤法,采用全部跨落法管理顶板。上行开采技术分析采用三种方法,即利用数理统计法计算、"三带"判别法、围岩平衡分析法,得出结论:2、9号煤层层间距最小为84.43m,其导水裂隙带高度(40.7m)远小于两煤层层间距,因此采用上行开采对2号煤影响较小,是可行的。     

复合水体薄基岩下综放安全开采研究

为研究三元煤矿3301工作面在复合水体(地表水和第四系松散含水层)薄基岩下厚煤层综放开采安全性,采用地质钻探方式确定了第四系底部粘土隔水层的覆存状态,采用数值模拟和现场实测方法研究了薄基岩条件下近第四系松散层底部综放开采顶板覆岩破坏和采动裂缝发育规律。探测结果表明,三采区第四系底部有一层稳定的粘土隔水层,能有效阻隔复合水体下渗和抑制导水裂缝带的上行扩展。数值模拟和实测结果表明导水裂缝带高度发育至第四系底部粘土层底界面。采用顶板水预先探放和留设防塌煤岩柱技术方案在薄基岩条件下实现了地表水体和第四系松散含水层复合水体下综放安全开采。     

麦垛山矿6~#煤上行开采可行性分析

为保证矿井安全投产,针对麦垛山矿主采2#煤上部存在的强含水层问题,采用理论计算分析确定2#煤开采后导水裂隙带高度均大于30 m,直接开采将会威胁矿井安全;而通过对下部6#煤的导水裂隙带高度计算可知,6#煤开采后不会造成矿井突水,仅在断层附近对上部煤层存在局部破坏,数值实验直观表明,先采6#煤不会破坏上部煤层,上行开采是可行的。     

麦垛山矿6~#煤上行开采可行性分析

为保证矿井安全投产,针对麦垛山矿主采2#煤上部存在的强含水层问题,采用理论计算分析确定2#煤开采后导水裂隙带高度均大于30 m,直接开采将会威胁矿井安全;而通过对下部6#煤的导水裂隙带高度计算可知,6#煤开采后不会造成矿井突水,仅在断层附近对上部煤层存在局部破坏,数值实验直观表明,先采6#煤不会破坏上部煤层,上行开采是可行的。     

近距离煤层群上行开采可行性论证与实践

为了对近距离煤层群上行开采可行性进行判定,以某矿8号、11号煤层上行开采为工程背景,首先基于比值判别法和"三带"判别法对上行开采可行性进行初步判定,随后基于UDEC2D数值分析软件研究了下煤层开采后顶板变形特征及上煤层采动对层间岩层的影响,分析位移场、应力场变化规律对初步判定结果进行论证。经现场开采实践,8201工作面顶底板未发现大的裂缝和断裂,工作面和巷道矿压显现缓和,证实了上行开采是可行的。     

漳河水库下厚煤层综放开采技术研究

为保障五阳煤矿7802工作面漳河水库下厚煤层综采放顶煤安全开采,研究综放开采导水裂缝带高度发育规律,探讨了综放采场覆岩结构破坏及采动渗透性间关系,计算了水库下综放开采安全所需防水煤柱高度,制定相应的防治水技术措施。结果表明:中至坚硬覆岩综放开采导水裂缝带发育高度基本与煤层一次采高成正比,比例系数为20.22;煤层顶板基岩厚度大于水库下安全开采所需煤柱高度;监测知井下工作面涌水与地表水体没有水力联系,实现水库下压煤安全开采。     

发耳矿首采层开采顶板"两带"发育规律分析

煤层回采过程中,顶板上覆岩层在自重影响下发生断裂下沉并形成"三带"。通过对顶板"两带"发育规律研究,将为高位钻孔瓦斯抽采、顶板治理提供理论依据。根据发耳矿五采区1#煤层的现场情况,通过数值模拟、理论分析、摄像观测等研究方法,确定发耳矿1#煤首采层冒落带高度为15m,裂缝带高度为51m,开采后上覆岩层较长时间内处于动态下沉状态。研究成果对较软煤系地层上覆岩层移动有新的认识。     

慈林山矿上覆采空区积水煤层开采突水危险性评价

为确定慈林山矿9号煤层开采是否会引起上方3号煤采空区积水涌入工作面,采用经验公式及数值模拟研究手段,预计原始条件9号煤开采引起覆岩导水裂缝带发育高度范围为65.96～69.6 m,采用井下俯孔压水试验法实测得到3号煤层底板破坏深度不小于21 m,3号煤和5号煤层间岩层平均厚度88.02 m,层间岩层厚度略小于9号煤层导水裂缝带与3号煤底板破坏带深度之和,因此,9号煤回采可能会导致上方3号煤采空区积水涌入工作面,9101首采工作面开采前需对上覆采空区水害进行疏放。     

钱家营矿采煤工作面上行开采可行性分析

对钱家营矿因受下部煤层采动而影响煤层上行开采进行可行性分析,依据FLAC软件数值计算结果所提供的界面模型和滑移面模型,确定了上部煤层回采工作面下沉量和下沉盆地形态,研究解决上行开采薄煤层问题.基于钱家营矿5煤层1358工作面实际情况进行分析和研究,确定上行开采设计方案.     

上行开采覆岩运移与破坏模拟与实测研究

以某矿5^#、7^#煤层采掘工况为基础,采用理论计算、数值分析、现场观测的方法对该工况下上行开采覆岩运动与破坏进行了研究。上行开采的方法需要判识下部7^#煤回采对上部5^#煤的影响是否满足两者层间距的要求。首先理论计算得到了上部覆岩破坏高度,为现场实测提供数据参考,然后借助数值模拟对覆岩应力场、塑性区分布情况进行研究,最后对下部7^#煤层开采所形成的导水裂隙带进行了观测和分析。综合上述研究方法与思路,总结了该工况条件下上行开采覆岩运移与破坏规律,为类似工况下煤层的安全回采提供了方法。     

开采参数对远程上行卸压开采应力-裂隙的影响

基于潘二煤矿A3煤和B4煤开采地质条件,建立了A3煤远程上行卸压开采数值模拟试验模型,研究了开采参数对远程上行卸压开采应力-裂隙演化特征影响。通过改变模型开采参数,获得了采厚与面长对远程上行卸压开采应力场、位移场分布的影响规律。研究结果表明,下部卸压煤层的开采厚度是影响上覆岩层移动破坏及裂隙发育高度的根本因素。随着采厚的增大,垮落带与断裂带的发育高度也随之增大,卸压范围随之增大;开采面长对于上行卸压开采卸压范围的影响较大,面长在一定程度上决定着煤层采动是否为充分采动,在充分采动条件下上行卸压层卸压范围要大于非充分采动条件下的卸压范围。     

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。     

煤层群下组煤开采顶板水害防治技术研究

文章分析了15101工作面顶板水的分布情况及富水特征,并结合导水裂缝带高度经验公式预计了该工作面回采导水裂缝带发育高度,根据计算结果分析了工作面回采可能贯通的含水层,并针对不同的含水层影响程度制定了防治措施。对煤层群下组煤开采顶板水害防治具有重要意义,为实现高产高效安全生产提供了保障。