神南矿区侏罗纪特厚坚硬煤层注水试验研究

为有效解决神南矿区煤质坚硬致密而导致的开采难度大、机械化生产中产生大量粉尘这一技术难题,从理论上研究了煤层注水工艺及机理,分析了注水除尘机理及其影响因素。进行了现场钻孔静动压交替间歇性注水工程试验,通过注水前、后采取煤样,研究分析了神南矿区5~(-2)煤层煤体可注性和煤层强度变化规律,为陕北侏罗纪中厚坚硬煤层的安全开采提供借鉴意义。     

煤层俯孔超前预裂注水技术在急斜坚硬特厚煤层水平分层轻型放顶煤工作面应用的探讨

根据王家山煤矿一、二号井急斜坚硬特厚煤层水平分层走向长臂轻型放顶煤工作面,回采过程中因煤质坚硬、煤层有冲击倾向性易于集聚弹性能等客观条件,导致回采过程中顶煤不宜放出、回采率低、坚硬煤体易生矿压显现等问题,进行了针对性技术方案研究,提出采用用煤层俯孔超前预裂注水技术,使其具有顶煤弱化破碎效果好、兼有煤体预裂卸压作用、省工省时便于操作等优点。     

坚硬煤层深孔注水软化技术的应用

0 引言 龙煤集团富力煤矿是年产260万t的大型煤矿,开采的煤层以中厚煤层为主,在开采的煤层中21、27、29为中硬煤层,以机械化采煤为主,在较坚硬的煤层生产中,使用机械化采煤,因煤体较硬,采煤机在产生割煤时非常困难,采机割不动,还经常会造成采煤机的机械事故.在生产实践中以前主要是采用对煤帮、煤壁开震动炮的方法,使煤层松软,使采煤机能顺利地割煤.     

中厚煤层煤体注水技术的探讨

四老沟矿在11^＃煤层的开采中了煤体注水技术;注水钻机选用TXU－75型地质钻,较2kW岩石电钻、MYZ－150型液压钻效果理想;自制橡胶套丝杆固封孔器较塑料管水泥砂浆封孔、水力膨胀封孔封孔易于推广;对于单一结构的中、厚煤层,当顶板为非坚硬岩层时,注水钻孔的开孔位置应在煤层或采高的1／2处,或人员正常操作高度范围内。     

煤层注水对煤体力学特性影响的试验

为了研究注水对煤体的力学特性的改变规律,采用MZS-300型煤岩注水试验台进行了煤体的注水试验。试验结果表明:煤体的单轴抗压强度随着注水含水率的增加而减小,煤体的弹性模量随着注水压力的增加而减小,而且均可以用线性通式进行描述。此外,还得出了注水对煤体抗剪强度有降低的影响,且从机理上得出注水煤块较干煤块抗剪强度降低的综合表达式。运用预注水方法处理硬或中硬煤层,可以达到弱化煤体的目的,为综放开采顶煤进行预注水提供了理论基础。     

煤层注水技术应用中应注意的几个问题

随着放顶煤技术的推广应用和大型化综放工作面的发展,一系列诸如煤尘、自然发火、工作面瓦斯超限和坚硬顶煤的破碎等急待解决的安全问题也暴露出来,同时回采工作面采煤机割煤及后部放顶煤过程中煤尘产生量大,喷雾降尘只能部分解决煤尘,效果有限.国内外的实践证明,煤层注水是从根本上综合解决上述安全问题的行之有效的办法.理论上,压力水渗入煤细微孔隙湿润煤体,不断沟通煤体裂隙网,破坏了煤体结构的完整性,改变了煤体的物理力学性质而软化煤体,解决煤尘.同时,水又可以充当其它阻化剂的载体,防止煤体内部煤的氧化和自然发火.     

电磁辐射法监测煤层注水防突效果的研究

理论分析了水对煤体物理力学性质和煤体电磁辐射信号影响的规律。煤层注水过程中由于压力水对注水钻孔周围煤体的压裂,煤体产生的电磁辐射值增大,煤层注水结束后,煤体弹性得以充分释放,电磁辐射值比注水前相对降低。探讨了现场采用电磁辐射监测煤层注水防突效果的实施方案。研究结果表明:电磁辐射法可以用来监控煤层注水过程以及检测煤层注水防治煤与瓦斯突出效果。     

预注水软化中硬顶煤技术研究

本文对王庄矿3^#中硬煤层煤体渗透性，注水软化顶煤机理进行了较详细的论述，提出煤层注水工艺参数的方法，并对注水工艺参数及注水后软化顶煤效果从实验室、现场实测两方面进行评价，得出预注水软化顶煤是提高中硬厚煤层顶煤冒放性，增强开采安全性的最有效途径。     

煤层注水致裂技术原理及应用

煤层注水致裂技术是不同于传统煤层注水软化技术的新型技术,它改变了以往注水软化技术长孔、低压、稳流的特点,利用高压水所具有的切割、致裂特性,致裂破坏煤体,降低煤体硬度,提高煤炭可放性和回收率.     

预注水软化中硬顶煤技术研究

本文对王庄矿 3 #中硬煤层煤体渗透性 ,注水软化顶煤机理进行了较详细的论述 ,提出煤层注水工艺参数的方法 ,并对注水工艺参数及注水后软化顶煤效果从实验室、现场实测两方面进行评价 ,得出预注水软化顶煤是提高中硬厚煤层顶煤冒放性 ,增强开采安全性的最有效途径     

利用深孔高压注水解决高瓦斯较坚硬煤层开采

针对集贤煤矿地质及生产情况进行分析,并对煤层注水的破坏机理及参数等各种条件进行综合分析,确定利用深孔高压注水解决了集贤煤矿中一采区9号煤层硬煤开采难题,并解决了煤体裂隙不发育瓦斯难于抽放的问题。     

薄煤层综采工作面矿山压力破煤规律数值模拟分析

当薄煤层的煤质较硬,要实现薄煤层顺利回采,必须合理有效的利用矿山压力进行破煤,文章针对这一具体问题对薄煤层综采工作面矿山压力破煤规律进行数值模拟分析,提出了合理利用矿山压力破煤的有效途径,对于类似煤质条件下的薄煤层综采具有一定的指导意义。     

煤层厚度与层间岩性对上保护层开采效果的影响研究

采用数值分析的方法,建立了保护煤层开采厚度、被保护煤层赋存厚度及层间岩性对上保护层开采保护效果影响的计算模型。结果表明,当上保护煤层开采厚度增加但小于下部被保护煤层赋存厚度,或者上保护煤层开采厚度不变而被保护煤层赋存厚度增加时,保护效果逐渐增加;但当上保护煤层开采厚度大于被保护煤层赋存厚度时,保护效果基本一致。同时,当上保护煤层与下部被保护煤层间的岩层岩性越硬时,被保护煤层煤体单元的塑性变形量和应力减小量越小,保护效果越差。在实体煤岩内,岩性差异大的区域内水平应力降也较大。采空区下方不均衡分布的垂直应力的垂向挤压与水平应力的横向剪切作用,是底板煤岩体单元发生偏心失稳进而产生塑性变形和破坏的重要原因。     

新集二矿1煤水文地质特征及开采涌水量预测

鉴于新集二矿计划未来二年内开采1煤,文章通过分析研究1煤的水文地质条件特征,认为1煤开采时主要充水水源为顶底板砂岩裂隙水和太灰岩溶裂隙水,同时对1煤开采条件下的涌水量进行相关预测,对指导1煤开采将起到重要作用。     

高水材料在"三软"煤层注水、防尘、封孔技术中的应用研究

通过对传统封孔方法存在问题的分析,很好地解决了“三软”煤层封孔难的问题,为“三软”煤层实施煤层注水防尘提供了很好的封孔方法,高水材料是一种具有流动性强,凝结速度快,抗压强度大,结晶微膨胀等特点的早强固化材料,采用灌入式可直接实现封孔,该技术在邢台矿务局显德旺煤矿1723工作面进行试验取得了良好的效果,达到了封孔工艺简单,封孔深度大,密封性能好,成本低的目的。     

华北型煤田深部开采底板“分时段分带突破”突水机理

通过对华北型煤田大采深高承压水和下组煤开采条件下10起较典型的煤层底板承压突水实例进行深入系统分析,基于时空4维结构概念,首次提出了"分时段分带突破"的煤层底板突水机理。从空间上即上组煤2号主采煤层至煤系基底奥灰强含水层之间,以薄层灰岩含水层为界分4个隔水地质单元,以因采动影响而产生的各种破坏损伤及原始导升裂隙带等按阻水能力为界划分11个阻水"分带",并建构了6种突水模式;从时间上按煤层底板渗水及突水通道形成进程划分4个"时段";在此时空概念基础上运用地质结构力学、水动力学、线性断裂岩石力学和非线性系统动力学等进行了相关实验及综合分析,给出了相应时段的煤层底板突水判据。     

近距离煤层掘进超前探放水技术

在煤矿开采过程中,由于上覆煤层开采而形成采空区,在开采下覆煤层时,对上覆采空区积水了解不清,或者放水不彻底,随着下覆工作面的推进及老顶垮落,上覆采空区积水随之涌入工作面,形成透水事故.针对近距离煤层上覆采空区积水水体分布形式、几何位置、积水量存在的不同类型,掘巷期间采取“先探后放、探放结合”的不同探放水技术,进行有针对性的超前探放.     

浅谈煤矿底板突水机理及防治

通过分析我国煤矿底板突水的基本特点,探讨了其底板突水机理,将煤矿底板突水划分为两大类型,即构造底板突水、工程扰动底板突水。从底板受力和破坏形式的差异出发,将底板分为"三区"和"五带"。运用箱体模型解释了地下水不同储水带、导水带间的径流、补给及排泄现象。     

综放工作面煤层注水试验研究

针对成庄煤矿4308综放工作面的地质概况和开采条件,对该工作面进行煤层静压注水试验研究。通过合理的煤层钻孔设计和施工工艺,优化了煤层注水参数,降低了工作面回采时产生的粉尘量和瓦斯涌出量,对于防治煤尘事故的产生和瓦斯治理意义重大。     

石门揭露突出煤层冻结温度场数值模拟研究

针对新提出的石门揭煤注液冻结防突方法，根据龙家山煤矿-400 m水平2号石门揭煤工作面施工参数，应用ANSYS数值模拟软件，建立了石门揭煤冻结温度场数值模拟计算模型，分析了不同时期冻结区温度扩展云图，得出不同冻结时间冻结区有效范围、平均温度、交圈时间及温度扩展速度。数值模拟表明：距离中心越近，冻结区煤层温度下降越快；相同冻结时间，竖向中排冻结管断面和横向中排冻结管断面处煤层温度最低。该石门揭煤工作面需要35~40 d冻结时间来满足-15 ℃煤层控制温度的防突工程要求。证明石门揭煤注液冻结防突技术是可行性的。