下伏煤层群重复采动下上行开采可行性分析

新汶矿业集团某矿有可采煤层5层,受矿井前期开采布局与现阶段采掘工程进度安排的影响,上部8_(-3)、9_(-3)、10_(-1)煤层在矿井部分区域存在重复上行开采的问题。利用比值分析法、三带判别法对上部3层煤进行了重复上行开采可行性分析,判别8_(-3)煤层位于9_(-3)、10_(-1)煤层重复采动后的覆岩准平衡带及中裂隙亚带内。建立二维离散元模型,分析了9_(-3)、10_(-1)煤层开采后覆岩运移及应力变化情况,对理论分析结论进行了验证。     

近距离煤层群重复采动覆岩破坏规律分析研究

以阳煤一矿近距离煤层群为研究对象,通过二维物理相似材料模拟试验的方法,对近距离煤层群重复采动情况下覆岩破坏及裂隙发展规律进行分析.结果表明:12#煤层周期来压步距平均为18 cm,15#煤层周期来压步距平均为14.5 cm,下行开采条件下,下煤层回采周期来压步距小于上煤层回采周期来压步距.12#煤层模拟回采垮落带高度为...     

浅埋近距离煤层群重复采动覆岩破坏规律分析研究

以陕北韩家湾煤矿浅埋近距离煤层群开采为研究背景,通过物理相似模拟试验和现场实测,对浅埋近距离煤层群重复采动条件下覆岩破坏规律进行研究。结果表明：2^-2煤层周期来压步距平均为14.53 m, 3^-1煤层周期来压步距平均为15.61 m, 4^-2煤层周期来压步距平均为16.50 m;采用下行方式开采煤层,下煤层回采周期来压步距大于上煤层回采周期来压步距。2^-2煤层模拟跨落带高度为18 m,裂隙带最大高度为44 m(发育至载荷层下部),3^-1煤层模拟跨落带高度为11.5 m,裂隙带最大高度为80.5 m, 4^-2煤层模拟跨落带高度为8 m,裂隙带最大高度为115.93 m, 3^-1煤和4^-2煤的覆岩裂隙均与上煤层采空区贯通。实测表明,物理相似模拟试验所得数据与现场实测数据相符,验证了相似模拟试验用于类似问题研究的可行性。     

极近距离煤层群重复采动围岩力学特征研究与应用

采用相似材料模拟、数值模拟和现场应用的综合方法对极近距离煤层群重复采动极易引发动力灾害问题进行了研究。结果表明：煤层群重复采动过程中下伏工作面推进至85m时顶板与上伏工作面采空区出现贯通,导致下工作面周期来压呈不规律现象|下伏工作面前垮落角随着工作面的推进整体呈下降的趋势,后垮落角呈上升的趋势,且都在工作面推进至85m左右时角度发生明显变化|与初次采动相比,重复采动过程中应力集中程度相对缓和,卸压区域影响范围较大,当工作面推进至初次采动工作面煤柱影响区附近时,容易引发应力急剧增长及强动压现象。提出了“时间-空间-强度”相统一的极近距离煤层群重复采动条件下工作面强动压现象防范措施,保障了工作面的安全生产。     

近距离煤层群同采防灭火技术

以西北矿区某矿近距离煤层群同采采空区自然发火情况为背景,通过理论分析、数值模拟与现场测试对邻近煤层采空区自然发火规律进行研究。研究结果表明:近距离煤层群开采时,随着上下煤层错距的增大,下煤层采空区氧浓度及自燃带最大宽度均下降,上限风速及自燃带最小宽度随错距的增大无明显变化,仅出现小幅上升趋势。上分层采空区内上限风速、下限氧浓度及自燃带宽度均增大。下限氧浓度最大距离与自燃带最大宽度及上限风速最大距离变化趋势基本一致。氧浓度自工作面向采空区深部逐渐变小,在距工作面较近的位置,氧浓度分布线较为密集,在距工作面约25 m后,氧浓度变化逐渐放缓,并在采空区深部呈现出反"Γ"分布。     

近距离煤层群上行开采技术

中新上深涧煤业有限责任公司3#、11#煤层采用刀柱式回采且已基本采完,由于3#、9#、11#煤层层间距较小,给刀柱采空区上方9#煤层的综采造成了极大的困难。结合关键层理论,从刀柱采空区及上部煤层覆岩状况岩层结构的本质入手,进行了上行开采的可行性分析。采用数值计算软件FLAC3D3.0模拟并分析了近距离煤层群下9#煤层回采过程中所引起的围岩压力变化及围岩塑性区发展发育情况及11#煤层煤柱的稳定性,结果表明9#煤层可以安全进行回采,并提出了安全技术措施。     

近距离煤层群上行开采可行性研究

本文从上行开采可行性常规判定方法的优缺点出发,提出了近距离煤层群上行开采可行性的判定准则,并利用FLAC3D数值模拟的方法进行了相关的分析与验证。针对现有的上行开采可行性判定方法存在一定的局限性,为此提出了新的判定方法,对工程应用有一定的指导意义。     

近距离煤层群条件下保护层开采优选数值分析

以山西屯兰矿的煤系地层为工程背景,利用有限差分软件FLAC,对分别开采2煤、7煤、8煤和9煤作为保护层的卸压保护效果进行了模拟,并对数值计算结果进行了分析,为在近距离煤层群条件下保护层开采方案选择提供了相应的依据和参考.     

近距离煤层群条带开采关键参数的确定

为了对里彦煤矿建筑物下的煤炭进行合理地开采,针对该区域两煤层间距小、地面建筑物密集等特点,提出了采用条带开采方法保护地面建筑物并回收部分煤炭资源的方案。首先运用山东科技大学自主研发的"地表移动变形预计计算系统"软件确定里彦煤矿的条带开采的采出率应该小于60%;然后应用威尔逊理论确定出上层煤条带开采关键参数为采40m留30m;最后应用数值模拟研究了两层煤条带开采时条带煤柱相互作用的规律,确定下层煤条带开采时应采用与上层煤相同的关键参数。论文分析了上部煤层条带开采对下煤层的应力分布影响,充分考虑了下煤层条带开采前的应力环境,并在此基础上研究了下煤层条带开采工作面的位置的选择及关键参数的确定方法,这是在之前的近距离煤层群条带开采中没有涉及的,对近距离煤层群条带开采设计具有指导作用。     

近距离煤层群采动影响下煤层顶底板复合破坏特征研究

关家崖矿8#煤层8101工作面对应的上煤层7#和下煤层11#均已回采,对8#煤层的顶底板岩层造成一定破坏,同时8#煤层采动过程中,将会对顶底板围岩造成二次破坏。为研究采动期间8#煤层顶底板围岩复合破坏特征,对上覆岩层"三带"分布、底板破坏深度及顶底板垂直应力和塑性区分布规律几个方面进行了分析,得出7#煤层部分区域处于8#煤层垮落带内,8#煤层工作面过7#、11#煤层煤柱时应力集中现象明显,回采时应采取相应的安全开采技术措施,以保证本煤层的安全高效开采。     

采空区下近距离煤层综采工作面支架载荷分析

基于采空区下近距离煤层采高和顶板岩层结构,按照支架的力源将采空区下近距离煤层开采时顶板分为"直接顶岩层+垮落带岩层"、"直接顶岩层+垮落带岩层+裂隙带岩层"、"直接顶岩层+基本顶岩层+垮落带岩层"、"直接顶岩层+基本顶岩层+垮落带岩层+裂隙带岩层"4种类型。针对不同类型顶板结构,运用相应的力学模型分析其支架-围岩关系,计算采空区下近距离煤层工作面载荷,确定支架的工作阻力,给出定量的计算公式。     

复杂地质条件下高瓦斯近距离煤层群开采工作面瓦斯治理技术

针对八连城矿井煤层瓦斯含量高、渗透率低复杂地质条件下近距离煤层群开采等特点,提出了立体交叉钻孔以及顶板高位钻孔抽采卸压瓦斯相结合的综合治理方案,构建了复杂地质条件下低渗透高瓦斯煤层群开采瓦斯治理技术体系,有效解决了复杂地质条件下低渗透高瓦斯煤层群开采的工作面瓦斯超限的难题。     

近距离煤层群同采工作面压外式布置研究

结合山西灵石华苑煤业的工程实际,借鉴国内学者提出的近距离煤层群同采时工作面压外式错距布置的理论计算公式,研究了影响压外式错距布置的因素,同时得出华苑煤业9#、10#煤层同采时,工作面压外式布置最小理论错距。应用UDEC数值模拟软件进行了模拟分析,验证了理论计算公式的合理性,为山西灵石花苑煤业的工作面错距布置方式提供了一定的指导。     

急倾斜煤层端面顶板稳定性分析

急倾斜顶板矿压显现规律复杂,并且急倾斜煤层在形成过程中由于受到构造运动的强烈挤压,煤层及其顶底板中节理、裂隙等软弱面比较发育,易失稳垮落,支护不当时易发生片帮与冒顶事故。针对急倾斜煤层开采端面顶板破碎情况严重影响安全生产,以陈蛮庄煤矿3402工作面为工程背景,进行顶板孔观测、构建顶板力学模型、理论分析、数值模拟等,进一步分析了急倾斜煤层端面顶板稳定性。研究结果表明:急倾斜煤层工作面顶板比较破碎,易造成顶板垮落事故,影响液压支架的支护能力,进而引起频繁的煤壁片帮,造成安全事故;工作面上部由于充填不充分,应力集中程度仍然随着工作面推进距离的增加而增大。造成急倾斜煤层端面顶板破坏程度较严重;针对急倾斜煤层端面顶板破断特征规律,通过建立急倾斜煤层采场的物理模型,经过理论公式计算出顶板初次来压步距L,最大拉应力与顶板岩层抗拉强度比较得出急倾斜煤层顶板破碎的根本原因。     

近距离煤层群开采工作面自然发火防治技术

黄白茨煤矿属近距离煤层群开采,在近距离煤层群开采条件下工作面重复采动容易在相邻采空区间形成漏风通道,021005工作面回采初期上覆采空区发生自燃,从采空区漏风通道、采空区遗煤、漏风供氧时间等方面分析了工作面自然发火原因,初步确定了采空区着火点位置,采用封闭工作面注液氮成功控制了火区发展。     

残留空区下残煤复采工作面稳定性研究

通过数值模拟对厚煤层上分层巷柱开采区残留"空区"稳定性对复采工作面的影响进行了研究,研究结果表明,工作面通过宽度较大残留采空区时,其顶板垂直应力表现出"弱-强-弱-强-弱"的规律,且出采空区前应力峰值较进采空区后的峰值大;残留采空区底板岩性不同对下方复采工作面顶板压力分布规律影响不大。     

近距离煤层群综采工作面防灭火实践

唐安煤矿3405工作面煤层易自燃,属极近距离煤层群开采,上覆煤层采空区曾有过氧化自燃且与工作面相通的漏风通道多,采场压差较大。在分析了煤层自然发火原因的基础上,制定了一套针对性强的采前采中预测预报、堵漏、均压、惰化等防止煤层自然发火的综合防治技术,成功应用于该工作面,保证了综采工作面安全生产。     

水库坝体下厚煤层工作面开采顺序合理性分析

坝体是地表的一种重要水工建筑物,为解决保护坝体与采煤这一矛盾,运用绿色开采机理及导水断裂带高度对水库坝体下采煤可行性进行论证。为减轻开采对坝体及地表破坏的影响,对已确定的工作面开采顺序进行研究,利用数值模拟对坝体受到的拉应力进行分析,并利用概率积分法预计坝体处地表的水平变形程度,得到相应的应力云图及变形数据。通过现场实测及回采过程中采取的加固措施,进一步确定坝体的稳定性。     

近距离煤层群采空区下开采巷道支护技术研究

针对近距离煤层采空区下开采巷道支护难的问题,通过理论分析确定了上部煤层开采后底板岩层最大破坏深度、下煤层工作面巷道内错距离及不同层间距时的巷道支护方式,在西铭矿43104工作面进行了工业试验,并取得了良好的应用效果。     

近距离煤层群联合开采工作面合理错距的确定

以上薄下厚近距离煤层群联合开采为工程背景,通过理论分析、数值模拟和现场实测,分析了工作面错距的主要影响因素及不同错距下的应力分布。现场实测结果表明,下煤层工作面支架静载荷特征明显,工作状态良好,实现了安全高效开采。