急倾斜煤层开采地表移动变形预计

针对新疆乌鲁木齐矿区急倾斜煤层开采的复杂采矿、地质条件,运用预计采动地表移动变形破坏程度的综合评价软件—Yhl-12预计软件,预计模拟了新疆乌鲁木齐矿区的地表移动变形情况,分析了在急倾斜开采条件下,引起的地表沉陷破坏基本规律和损害的特殊性。为急倾斜煤层开采条件下的矿井实施合理、经济、有效的控制开采方法提供了重要的依据。     

急倾斜煤层开采地表移动变形预计研究

急倾斜煤层的地质条件及破坏机理与水平煤层开采时有本质不同,急倾斜煤层开采引起的地表移动变形规律在国内外研究中属于薄弱环节,其地表沉陷预计是国内外开采沉陷研究领域尚未解决的难题之一。通过ANSYS数值模拟及计算机编程方法对急倾斜煤层开采地表移动变形预计进行了一定的研究,以期对急倾斜煤层的合理开采和矿区环境保护提供相关依据。     

薄冲积层急倾斜煤层群开采地表移动规律

采用离散元数值模拟方法对青山煤矿同一水平急倾斜煤层群开采后地表沉陷规律、煤层顶底板在重复采动条件下的移动规律进行了研究,分析了地表易产生非连续变形和突发性破坏的机理。在掌握同一水平煤层开采后地表移动规律的基础上,进行地表变形参数评价。提出建议:在模型-300~0 m范围内作为建筑物用地时以开采硬子槽煤层为主,适当增加阶段煤柱;850~1 200 m范围内作为建筑物用地时以开采大槽煤层为主,管子槽煤层配采。     

急倾斜多煤层开采地表沉陷数值模拟

为了研究急倾斜煤层开采对地表的影响,对江西省天河矿区急倾斜多煤层开采方式进行了分析;采用连续介质力学分析软件FLAC3D,对急倾斜多煤层不同开采方案对地表变形的影响进行了数值模拟。通过对模拟数据的分析研究,得到了急倾斜煤层开采地表沉陷变形的特点是向顶板方向非对称性的,并得出结论:煤层分区段均匀开采对地表的影响较小。     

马家沟矿急倾斜煤层开采地表移动规律分析

根据唐山马家沟矿多年积累的实测资料,对马家沟矿急倾斜煤层开采的地表移动规律进行了总结,揭示了急倾斜煤层开采条件下地表沉陷在空间上的分区沉陷特点。     

急倾斜矿层开采地表移动变形预计

常用预计方法不适用于急倾斜矿层开采地表下沉预计,预测结果与实测数据相差较大,难以符合实际生产要求。在急倾斜矿层开采地表移动变形预计中一般采用皮尔森Ⅲ型函数,由于该模型所需的计算参数较多且求取方法较为复杂,在实际工作中并未得到广泛应用。采用改进的皮尔森Ⅲ型函数进行急倾斜矿层地表移动变形预计,改进后的皮尔森Ⅲ型函数与经典皮尔森Ⅲ型函数具有相同的性质,参数物理意义明确且方便求解应用。根据某金矿地表移动观测资料,采用改进的皮尔森Ⅲ型函数为预计模型,应用MATLAB软件进行了模拟计算,预计了急倾斜金矿层开采引起的地表下沉、倾斜和曲率,分析了地表移动变形预计的特点,为金矿建(构)筑物下安全开采提供了依据,为实现急倾斜矿层开采地表移动变形精确预计奠定了基础。     

急倾斜煤层水平分层开采引发的地表变形监测技术研究

西北地区厚黄土覆盖层急倾斜煤层开采引发的地表沉陷、地裂缝等地质灾害具有独特的发育特征,需要具有针对性的监测指标和方法,从而获取监测体的演变模式,本文选择甘肃省窑街三矿采煤引发的地表沉陷典型区域作为研究试验区,通过总结采煤工艺及地质条件差异引起的地表沉陷特征,结合采用传统测量技术与现代实时监测技术,实施了针对急倾斜煤层开采引发的厚黄土层变形监测工作,选取地表埋设GPS监测桩定期监测和安装拉绳变形监测仪实时采集数据的方法,实时监测塌陷区典型变形点的三维变形情况,并通过数据分析对垂向沉降和水平位移进行了对比,进一步对稳定区进行了划分。该研究为开展类似条件下的监测和研究工作积累了经验。     

急倾斜煤层深部开采岩层移动规律研究

运用薄板理论中的里茨法,近似地描述了急倾斜煤层采空区上覆岩层的岩板变形状态。将采空区上覆岩层视为岩板,在弹性力学的基础上,运用能量变分法导出急倾斜煤层采空区覆岩的挠度方程,从理论上计算出最大挠度点的公式,并最终得出了与工程实践相一致的结论。     

急倾斜煤层充填开采的数值模拟

建筑物下压煤开采已成为许多矿区面临的主要问题,严重制约着矿区的可持续发展.充填开采是我国建筑物下采煤的主要技术之一,能有效解决煤矿开采造成的环境问题以及最大限度的控制地表沉陷.针对湘潭矿业公司二矿的实际情况,运用RFPA数值模拟软件,分析了急倾斜煤层开采过程中,全部垮落法开采、留区段煤柱开采、区段留煤柱充填开采时煤层顶板及地表的运动规律,计算结果表明,充填开采能改变上覆岩层的运动规律,显著减小岩层沉降,有效地控制地表位移.     

急倾斜煤层开采对地表沉陷影响的数值模拟

针对急倾斜煤层开采复杂的采矿地质条件,运用求解非线性大变形问题有限差分法(FLAC),对不同开采方案所引起的岩体移动和地表沉陷进行了研究,总结出了岩体移动的基本特征和地表沉陷的相关参数．结果表明：煤层开采对地表沉陷的影响有一个发展变化的过程,呈现出较为明显的阶段性,在开采影响剧烈区内应该加强对重点部位的加固与维护;综合比较4个开采方案,煤层区段间正台阶顺序开采较为有利,地表构筑物受采动损害小,区段间相互影响小,有利于巷道布置。     

浅埋煤层综采工作面地表移动规律研究

为了控制煤层开采对东胜地区脆弱的生态系统的破坏,获得该地区综采工作面地表移动变形规律,采用在综采工作面上方建立地表移动观测站的方法,经过多次观测获得数据并进行处理分析,结果表明:地表刚开始移动就表现出突然性、剧烈性的特点,下沉值急剧增大,并很快达到最大值,迭到充分采动;工作面停采后,地表短时间内达到稳定状态.在开切眼附近煤柱侧50 m、采空区侧100m为集中变形区域,该区域内地表变形值超过建筑物Ⅰ级损坏标准.概率积分法预计参数取值为下沉系数0.71,水平移动系数0.40,左拐点偏移系数0.07,右拐点偏移系数0.37.     

薄及中厚急倾斜煤层采煤方法优化研究

急倾斜煤层属难采煤层,具有安全状况差、支架稳定性差、机械化程度低、回采效率低等问题.针对薄及中厚急倾斜煤层的这些特点,提出了薄及中厚急倾斜煤层采煤方法改进方向和优化方法,即通过加大采区走向长度、改进回采工艺和改进巷道布置方式,优化生产系统等方法,可以大幅提高薄及中厚急倾斜煤层开采效率.     

大倾角下分层综采工作面矿压规律及回采技术研究

 通过现场实测,对中平能化集团十矿戊9-11—20102大倾角下分层工作面矿山压力显现规律进行研究,结果表明：工作面周期来压呈现出分段来压现象,具有局部来压和来压逐渐迁移的特点,周期来压步距为12～23 m。并针工作面顶板破碎管理和设备防倒、防滑措施进行研究,并在中平能化集团十矿戊9-11—20102工作面现场应用,取得了较好的经济和社会效果。     

山区地貌下浅埋煤层工作面开采覆岩运动及地表沉陷规律研究

为了提高山区地貌下浅埋煤层工作面开采的安全性,减少山体滑坡等地质灾害的发生,以纳雍县普洒煤矿11101工作面为工程背景,应用数值模拟和物理模拟的方法,研究山区浅埋煤层综采工作面覆岩运动及地表沉陷规律。结果表明:(1)工作面直接顶初次垮落步距为30m,基本顶初次来压步距约为50m,基本顶周期来压步距平均约为20m;(2)工作面推进至50m左右时,工作面开采影响波及到地表;(3)基本顶下沉量最大为2.13m,地表下沉值最大为1.45m,地表水平移动值最大为0.27m。山区地貌下浅埋煤层工作面开采显现出独特的沉陷形式,地表沉陷曲线呈现U型,工作面距地表越远,岩层弯曲变形幅度越大,工作面距地表越近,对地表的影响程度越大,研究成果可为类似工作面安全开采提供借鉴。     

厚冲积层急倾斜煤层群开采重复采动下的开采沉陷

针对新集三矿急倾斜煤层开采复杂的采矿地质条件,运用求解非线性大变形问题有限差分法 (FLAC),对不同开采方案所引起的岩体移动和地表沉陷进行了研究;实验表明,煤层区段间正台阶顺序开采较为有利.区段间相互影响小,地表受采动损害小,有利于巷道布置.运用实验室相似模型试验方法对煤层开采引起的岩体移动和地表沉陷的基本规律进行了研究,发现地表处出现了水平移动的“指向异化”;而岩层土与表土层界面处出现了水平移动指向上山方向“指向同化”.综合模型试验和数值模拟的结果,总结出了新集三矿急倾斜煤层开采重复采动所引起的厚冲积层岩体移动基本特征和地表沉陷的相关参数.     

急倾斜煤层综采工作面开切眼钻扩施工技术研究

为解决急倾斜煤层开切眼施工难度大,冒顶、飞矸伤人事故频繁发生的问题,以绿水洞煤矿3212综采工作面开切眼为研究对象,提出了采用钻机由下向上施工钻孔形成下煤通道,再由上向下刷大至设计断面的急倾斜煤层开切眼施工方案,在分析了施工技术难点的基础上,提出了下煤通道钻孔、扩孔、护孔、防堵、疏通以及开切眼扩刷、支护等技术措施,工业性试验结果表明:采用钻机沿急倾斜煤层由下向上施工钻孔方式能够代替人工爆破小断面形成下煤通道,有效杜绝煤层随时冒顶给人员带来的安全威胁,同时该方案避免了对开切眼围岩的二次破坏,围岩变形量明显减小,确保急倾斜煤层条件开切眼的施工安全,保证了矿井安全生产。     

王家山煤矿大倾角厚煤层综放采场矿压规律研究

结合王家山煤矿44407大倾角厚煤层长壁综放工作面的煤层地质、巷道布置和采煤工艺等具体条件,通过相似材料模拟实验、有限元数值计算方法,以及全面系统的采场矿压观测研究,初步得出了大倾角厚煤层长壁综放工作面的顶煤初次垮落、大面积垮落、直接顶初次垮落步距、基本顶初次垮落步距、周期垮落步距和来压强度及相关的矿压显现特征等规律,对该综放采场的矿压显现特点进行了研究,为支架选型提供科学依据.     

急倾斜厚煤层分层开采顶板巷支护设计

大台井-10m水平第二分层3槽煤采用急倾斜厚煤层分层开采方法,针对顶板巷道的地质条件,运用X射线衍射分析和扫描电镜SEM微观结构分析,掌握了围岩性质,经过FLAC模拟,选择合理的支护方案--锚网索联合支护方案进行支护,经现场实践检验,控制了围岩变形,证明支护效果显著,保证了生产的正常进行.