下部煤层跨采大巷围岩动态控制技术研究

针对某矿-115大巷下部煤层跨采条件下围岩稳定性维护的技术难点,分析了该大巷的动态控制原理,通过实验室相似材料模拟。研究了下部煤层开采引起的岩层运动规律及其对-115大巷造成的影响．-115大巷的原支护不能保持其稳定性,但通过采用必要的加强支护措施后,大巷的稳定性得到了保证．在此基础上。提出相应的大巷加固原则和关键技术,并利用FLAC软件优化确定了合理的大巷加固参数,且对大巷加固后的围岩状况进行了预测．井下工业性试验达到了预期效果,提高了煤炭采出率,保证了矿井产量,社会经济效益显著．     

下伏煤层开采对上覆煤层底板大巷采动影响研究

针对朝川矿戊组煤底板运输大巷下压煤问题,回采压煤要保证底板运输大巷正常使用这一技术难点,通过在回风巷建立岩移观测站,对回风巷围岩的移动变形进行实测,并在此基础上经过反算获得了矿区的岩层移动参数,采用概率积分法对开采过程中运输大巷围岩的移动变形情况进行预计,分析了运输大巷变形破坏的原因,并提出相应的措施。研究结果表明:下伏工作面开采会对上覆煤层底板运输大巷造成采动影响,原有的砌碹支护不能维持运输大巷的稳定性,在采取必要的加强支护措施后,确保了运输大巷的正常使用。     

近距离煤层回采面下伏大巷减压掘进技术

根据开滦矿区东欢坨矿井近距离煤层群开采矿压特征,采用理论分析、数值模拟等方法研究了先掘后采及先采后掘两种状况下下伏大巷围岩的塑性区及卸压比分布规律,得出了东欢坨矿井2393工作面下伏-690水平回风大巷减压掘进方案,减小了工作面回采活动对下伏大巷的影响,解决了先掘后采导致大巷变形破坏严重、套修工作量大的难题,为近距离煤层群联合开采情况下巷道支护设计提供依据。     

下伏煤层开采对上方运输大巷的采动影响研究

因下伏煤层开采对上覆煤层开采的运输大巷造成不利影响,为了确定采动影响下运输大巷的破坏范围及程度,以便制定下伏煤层开采方案的设计和大巷加固措施,采用FLAC3D软件对采后运输大巷的移动变形情况及所处位置岩层的应力分布情况进行了模拟,结合极限平衡理论与大巷围岩及其支护体的自身特点,分析了大巷变形破坏的原因。研究结果表明:21040工作面的回采不会影响大巷的稳定,21060工作面回采结束,在大巷的280—500 m段,巷道砌体受到不同程度的损坏,其中240—440 m段破坏会较为严重。大巷围岩强度较低、完整性差,巷道砌体的损坏导致其支护阻力降低以及大巷所在位置岩层应力高是导致其变形破坏较为严重的原因。     

采动诱导巷道围岩失稳及其控制技术

任楼煤矿-720轨道大巷受上覆煤层工作面开采影响强烈,巷道变形严重。对此,采用理论分析与数值模拟相结合的方法,分析上覆煤层工作面开采对底板巷道围岩稳定性影响规律,研究采动诱导巷道围岩失稳机理。应用支护结构补偿技术,提出适合此类采动诱导巷道的高强稳定型锚网索支护技术,并进行现场工业性试验。对上覆工作面回采期间,试验巷道围岩变形情况进行长期观测,掌握工作面回采期间巷道围岩变形特征,正确评价支护技术及参数的合理性。     

强采动煤层大巷群变形破坏特征与锚注修复加固技术研究

煤层大巷群易受强烈采动影响，造成围岩剧烈变形破坏与支护结构严重失效，如何有效控制强采动煤层大巷群围岩稳定性对于保障矿井正常安全生产具有重要意义。本文以万家庄煤业一采区煤层大巷群为工程背景，分析了强采动大巷群变形破坏特征及影响因素，提出了大巷群“高强度锚注一体化”综合修复控制技术方案，开展了强采动大巷群修复现场工业性试验，并进行了修复过程中注浆量与注浆效果、锚杆锚索受力、围岩变形等监测分析。研究结果表明：强采动煤层大巷群在两翼工作面强采动应力叠加作用下呈现全断面变形破坏模式，相比于普通锚杆(索)支护，采用“高强度锚注一体化”综合修复控制技术方案后，大巷围岩最大垂直位移减小了80.5%,最大水平位移减小了76.3%,有效控制了围岩变形，现场实际应用效果良好。研究成果为强采动煤层大巷群围岩稳定性控制提供了一定的理论依据与工程参考。     

近距离采空区下煤层开采矿压显现特征研究

以湘桥煤矿10~#煤层开采为工程背景,对上覆采空区的底板破坏情况以及下伏煤层开采的顶板变形进行了理论分析,采用UDEC数值模拟软件对比分析了单一煤层开采与近距离采空区下煤层开采的矿压显现规律。结果表明:相较于单一煤层开采,近距离采空区下煤层开采支承压力应力集中程度更高,其超前支承压力强度更大;同时,由于近距离采空区下煤层开采属于重复采动,下煤层顶板岩层破坏较单一煤层开采更为严重,采场支护强度设计必须考虑上部采空区的影响。因此,在进行近距离采空区下煤层开采时必须采取加强下伏煤层开采超前支护、提高采场液压支架支护强度等措施,以保证近距离采空区下煤层开采顶板的有效管理和安全回采。     

上下煤层开采软岩巷道失稳机理与控制技术

为了揭示矿井上下煤层开采软岩巷道的失稳机理,并寻求有效的围岩控制技术,对上下煤层开采软岩巷道围岩的变形破坏特点进行了现场调查,通过数值模拟研究了上覆、下伏以及上下煤层联合开采对巷道围岩稳定性的影响,并提出了由初次锚网喷支护和二次锚注支护组成的动态叠加耦合支护技术方案。研究结果表明:上下煤层开采软岩巷道失稳主要是由岩性、地应力、采动应力、支护结构与参数等几个方面因素综合作用的结果。工程应用实践表明,所提出的支护方案有效地控制了巷道变形。     

采动影响下底板瓦斯抽放巷稳定性研究

针对某矿底板瓦斯抽放巷受上部煤层采动影响破坏严重的现象,采用UDEC数值模拟对9#煤层开采过程中底板瓦斯抽放巷的稳定性进行分析,研究了采动影响下支承应力在煤层底板中的传播规律、底抽巷应力场、塑性区分布和围岩位移变化情况。通过采用锚杆锚索联合支护的方式,顶底板和两帮位移量明显减小,取得了较好的支护效果,保证了采动后底抽巷的抽采效果。     

上覆近距离遗留煤柱影响下采掘工作面应力场分析

为研究近距离上层遗留煤柱对下伏煤层工作面开采的影响,现以73_下29工作面为研究对象,根据近距离煤层的实际开采条件,采用理论分析和数值模拟方法研究上层遗留煤柱对下伏煤层工作面采场应力的影响。研究表明：近距离煤层在开采过程中,上层遗留煤柱下方会产生较大的应力集中现象,通过对遗留煤柱影响区域进行数值模拟可知,上层遗留煤柱对回采工作面的巷道围岩应力分布有较大影响。因此,在开采下层工作面时要选择合理的巷道布置参数,加强煤柱影响区的支护强度和矿压监测力度,同时加强人员的安全管理,以保证近距离煤层下伏煤层开采时的有效管理和安全回采。     

厚煤层综放开采地表移动变形规律研究

为掌握厚煤层综放开采地表移动变形规律,高河煤矿在E1302工作面上方设置了地表移动观测站。通过对观测资料的分析与研究:给出了厚煤层综放开采条件下地表沉降曲线和最大移动变形值;求取了该矿地质采矿条件下地表岩移预计参数和角值参数;揭示了厚煤层综放开采条件下地表移动变形规律和特点。     

开采顺序对复合残采区层间煤岩层矿压显现影响规律研究

为了研究上下煤层开采顺序对复合残采区层间煤岩层矿压显现影响的规律，以西山煤电白家庄煤矿上下部煤层分别采用刀柱法和长壁垮落法开采后形成的复合残采区为研究对象，综合运用现场调研、理论分析和数值模拟等研究方法，分析了上下煤层不同开采顺序对中部遗留煤层及其围岩应力分布、移动变形和破坏特征的影响。研究结果表明：相较于“先下后上”的开采顺序，采用“先上后下”开采顺序时，上下部煤层开采完毕后中部遗留煤层及其围岩的应力集中程度更低，双重采动所造成的应力影响范围更小|采用“先上后下”开采顺序时，复合残采区层间煤岩层移动变形量较“先下后上”开采顺序时小|采用“先上后下”开采顺序时，上部煤层遗留刀柱煤柱下方岩体未受到塑性破坏，即该区中部煤层整体稳定性较好。研究可为同类型赋存条件的复合残采区中部遗留煤层安全开采提供理论基础。     

急倾斜多煤层开采地表移动规律与岩层破坏特征

急倾斜多煤层开采覆岩破坏和地表移动规律不同于缓倾斜煤层开采。采用相似材料模型实验对赵各庄矿急倾斜多煤层开采进行了模拟研究。通过对7次观测数据分析,得出了不同开采阶段地表移动变形规律及岩层破坏特征。实验结果表明：地表下沉盆地具有分区沉降突变性和沉陷分布格局控制性特点,岩层的空间破坏范围随着煤层开采层数的增加和开采深度的加大而扩大,其破坏特征主要表现为累积性和突变性。     

永城市顺和西井田构造复杂程度及煤层评价研究

为了满足顺和西井田探矿权转采矿权需要,分析了井田构造复杂程度,主要研究了褶曲、断层、小构造发育程度以及岩浆岩,得出,井田地质勘查类型是二类Ⅱ型,构造总体形态为一复式背向斜。断层构造和小褶曲较发育,构造复杂程度为二类中等构造。并对二煤层、三煤层进行了评价,得出,主勘的二2煤层大部分可采,属较稳定煤层。三4、三2煤层属不稳定煤层,局部可采,煤类有无烟煤、贫煤,均可用于动力用煤及民用燃料。煤层局部受岩浆侵入影响,变质为天然焦现象,井田煤层稳定程度属Ⅱ型（较稳定煤层）。研究为矿井建设可行性研究和初步设计提供地质依据。     

近距离煤层群上行开采薄煤层覆岩移动规律研究

为了安全有效的上行开采遗弃的煤炭资源,根据汾西张家庄煤矿煤层赋存条件及开采现状,通过理论分析及UDEC离散元数值软件模拟研究了10#煤层、9#薄煤层分别开采时上覆岩层破坏和移动规律。对比分析了泥岩和石灰岩2种典型岩性结构覆岩运动变形规律。通过监测煤层开采过程中覆岩随开挖时步位移变化,得出泥岩岩性结构覆岩开采稳定时间要短于石灰岩岩性结构覆岩,与现场情况一致。     

基于UDEC的保护层开采中覆岩移动规律的数值模拟与分析

本文利用UDEC3.0软件对近距离上保护层开采导致的覆岩移动及裂隙发育过程进行数值模拟。真实地反映了在开采保护层过程中覆岩移动及裂隙发育规律。利用UDEC3.0软件模拟煤层开采引起的覆层移动过程可以预知实际开采中瓦斯运移通道的动态分布,对防止瓦斯突出具有重要的指导意义。     

煤系地层覆盖下铝土矿采矿方法研究

随着我国浅地表的铝土矿储量消耗殆尽,煤下铝开采成为铝资源开发的必然选择和趋势。煤下铝的开采需要控制覆岩移动,保证上覆煤层的完整性,同时地下铝土矿顶板破碎不稳固,地压管理困难,回采率低。本文提出协同充填覆岩控制技术,房柱法点柱不作为永久矿柱支撑顶板,将采矿方法研究聚焦在采矿作业过程的地压控制,提出小矿房、宽矿柱充填分区分步退采房柱法,实现了煤下铝采场地压管理、岩移层位控制和回采率的提高。     

煤矿“三软”煤层开采地表移动规律及机理研究

掌握岩层与地表移动移动规律是进行“三下”采煤研究、煤矿采动损害评价及建筑物保护的重要依据。“三软”煤层储量在我国煤矿开采中占据了相当大的比例,其采动地表移动规律有其自身特点。以梁北矿典型综采工作面为研究对象,通过建立地表移动观测站,进行现场实测,分析了“三软”煤层综放开采地表移动与变形规律。基于关键层理论,阐明了“三软”煤层综放开采覆岩破断机理,理论解释了工作面开采后地表下沉机理,为梁北煤矿“三软”煤层综放开采及类似地质条件矿区的地表破坏预计及控制提供参考。     

近距离倾斜煤层群重复采动地表移动规律

通过对老鹰山井田不同时期、不同开采深度的地表移动观测成果分析,总结了近距离倾斜煤层群重复采动条件下地表各时期的移动规律,分析了重复采动各种地表移动参数的变化趋势和变化机理。