西铭矿南六采区近距离煤层回采巷道布置研究

西铭矿南六采区8~#、9~#煤层距离近,9~#煤层开采时易受上部8~#煤层开采的影响,增加了巷道布置以及支护难度。采用理论分析、计算以及数值模拟的方法分析了影响下部煤层回采巷道布置的因素有上部煤层的保护煤柱以及上部煤层开采后底板的破坏情况。为避开上部8~#煤层残留煤柱的影响,由理论计算可得8~#与9~#煤层回采巷道的内错距离不小于8 m;通过数值模拟可得当内错距离大于10 m时,残留煤柱对下部煤层的影响最小。现场观测围岩变形验证了研究结果的正确。     

极近距离中厚煤层下行开采可行性研究

应用采场破坏深度理论和悬臂梁理论,对泰山隆安煤业极近距离中厚煤层底板破坏深度情况进行试验,计算出煤层安全开采时所需最小层间距为2.54m。通过FLAC3D数值模拟软件,对不同层间距下11_下煤层顶板稳定性进行数值模拟,得出煤层间距小于2.6m时,层间岩层在工作面开采过程中将被拉伸破断,下煤层顶板稳定性较差,容易发生冒顶事故。煤层间距大于2.6m时,层间岩层在工作面开采过程中主要受到剪切破坏,顶板拉伸破断位置滞后于工作面。从数值模拟角度验证了前面理论分析的结果,煤层间距大于2.54m时,不采取任何技术措施,即可确保11_下煤层的安全开采,为工作面综采提供了指导。     

大倾角松软特厚煤层综放开采可行性研究

为论证霍州汾源煤业5~#大倾角松软特厚煤层综放开采可行性,在煤层强度、赋存深度、顶板情况、煤层结构和节理裂隙等5个主要方面进行了顶煤冒放性评价。并采用FLAC~(3D)数值模拟软件对5~#煤层顶煤冒放性进行模拟研究,得到综放开采顶板的破坏状态、岩层矿压显现规律。研究表明,5~#煤层采用综放开采,顶板应力平衡状态破坏,初采期间顶煤冒落较好,顶板破坏能达到40 m以上,随工作面推进,顶煤可随采随冒,冒放性较好,该煤层可采用综放开采的采煤方法。     

巨厚坚硬顶板工作面的底板破坏规律

针对郭庄矿开采9#煤时受巨厚坚硬顶板和底板奥灰水双重威胁的情况,利用现场钻孔注水试验手段与数值模拟的方法对9#煤底板进行破坏深度探测及破坏规律的研究.现场钻孔注水试验结果表明,工作面煤层底板监测钻孔控制深度内的底板岩层均发生了不同程度的破坏,最大破坏深度介于18.80~21.00 m,9#煤与下伏奥灰层间距不足20 m;数值模拟结果表明,坚硬顶板条件下,强制放顶比充填开采对煤层底板产生的破坏程度大.     

基于数字散斑技术的煤层群开采覆岩运移规律试验研究

为研究缓倾斜近距离煤层群开采时上覆岩层运移及含水层水动力演化规律,防止煤层群下行开采时发生突水事故,采用流固耦合相似模拟试验、应用数字散斑技术、理论分析等研究手段对某煤矿六采区综采工作面煤层群开采后的顶板变形破坏进行研究。结果表明:(1)14~#上组煤层开采过程中,隔离煤柱能够较好地控制顶板的移动变形,15~#下组煤层重复开采时会破坏上组煤层隔离煤柱,导致顶板的变形破坏加剧;(2)煤层群开采后覆岩位移传播方向为竖直方向,同一岩层位移呈现出中间下沉量大、两侧下沉量小的盆地特征;(3)应用数字散斑技术测得14~#上组煤层和15~#下组煤层开采后覆岩位移最大影响高度分别为29.0m和32.8m,与经验公式法计算结果进行对比,观测误差分别是1.8%和5.3%;(4)工作面依次下行开采14~#煤层和15~#煤层时,K_4含水层有发生突水的危险。     

极近距离煤层群下层煤工作面巷道合理布置位置数值模拟

澄合百良旭升煤矿开采的两层煤间距很近,下煤层开采巷道布置受上煤层开采影响大。应用FLAC 3D数值软件模拟分析了极近距离煤层群下煤层工作面巷道采用内错、重叠和外错布置形式时巷道的塑性破坏、顶板垂直应力和下沉位移特征。根据模拟结果分析,采用内错布置方式时巷道的破坏范围、巷道顶板应力变化和变形量均相对较小。通过进一步的数值模拟研究,巷道的塑性破坏大小、顶板垂直应力值和下沉位移量在内错8 m内变化不大,而随着内错距离的增大,塑性破坏范围和垂直应力值等也逐渐增大。结合压力传递影响角理论,经计算应力集中在下煤层中的影响范围为4 m。得出了下煤层开采巷道合理布置应采取内错的方式,具体位置参数为内错4~8 m。     

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。     

近距离煤层群开采下层煤开切眼位置的确定

为了确定近距离煤层群开采时下煤层开切眼的合理位置,本文在对木瓜矿9~#煤层和10~#煤层近距离煤层开采地质条件分析的基础上,对上层9~#煤层开采后底板破坏深度及煤柱下方的支承压力分布情况及影响范围进行了力学计算,理论计算结果表明,10~#煤层回采巷道与9~#煤层巷道的内错距需不小于15 m;此外,利用FLAC3D有限元数值模拟软件对9~#煤层采后围岩应力与岩层移动情况进行分析,并在此基础上进一步分析其对下煤层矿压的影响,通过对比研究最终确定10~#煤层合理开切眼的位置,与理论计算结果基本一致,该布置方式可为近距离煤层群下煤层开采开切眼位置的选择提供一定的借鉴意义。     

西铭矿7号煤层蹬空开采可行性分析

本文针对西铭矿7号煤层蹬空开采可行性的问题,采用理论分析、数值模拟和现场实测等手段,对下部8、9号煤层工作面开采后的顶板覆岩破坏高度进行了研究,通过六种方法的结果对比分析,确定西铭矿7号煤层蹬空区域不可安全开采.     

李家壕近距离煤层群开采对下煤层矿压影响研究

为了研究李家壕近距离煤层群同采时上煤层开采对下煤层开采矿压显现规律的影响,通过理论计算和地质雷达实测得出上煤层开采对底板的破坏深度约为20m,利用UDEC离散元数值模拟软件对煤层间距变化时下煤层矿压影响做出了分析,并现场对下煤层12108工作面的矿压进行了监测,结果表明:煤层间距在25~30m时,上煤层开采会对下煤层的矿压产生影响,造成下煤层顶板下沉量变大,来压步距减小等。     

近距离煤层联合开采的矿压观测

煤层间距离的不同,开采时相互的影响也随之有很大不同。尤其是当煤层间距很小时,上部煤层的开采会破坏下部煤层顶板的整体性;顶板上方又为上部煤层的采空区,充满了垮落的矸石以及上部煤层开采时遗留下的留设煤柱。所以下部煤层开采时的顶板结构和应力环境均发生了变化。本文就通过对某矿的近距离煤层联合开采时的矿压进行观测研究,进而得出该矿近距离煤层联合开采时的矿压规律。     

近距离煤层同采工作面矿压显现规律探讨

以西铭矿为研究背景,通过采用理论分析等方法对其近距离8~#与9~#煤层同采时的矿压显现规律进行研究,系统的分析了8~#煤层开采时对其底板的应力分布以及破坏特征,并计算8~#与9~#近距离煤层同采工作面同采合理错距,以此来指导现场实践。     

近距离煤层充填上行开采临界充实率设计

对比分析传统垮落上行开采和充填上行开采覆岩移动机理,发现传统垮落上行开采一定层间距的煤层群将导致上位煤岩层结构破坏而无法正常回采,但一定充实率保障条件的充填上行开采可降低上位煤层的破坏程度。采用叠合梁极限破断理论与塑性区发育高度分析合理的充实率,提出充填上行开采可行性条件,得到充填上行开采的临界充实率。结果表明:对于木瓜矿地质条件,上位煤层(9~#煤)不发生破断时,下位煤层(10~#煤)充填开采的临界充实率为82.1%;下位煤层(10~#煤)开采时塑性区发育高度达到上位煤层(9~#煤)时,下位煤层(10~#煤)充填开采的临界充实率为70.4%,即木瓜矿实施充填上行开采9#煤层的临界充实率为82.1%。     

多煤层上覆破断顶板群结构演化及其对下煤层开采的影响

采用理论分析、数值模拟和现场监测等方法,首先建立多煤层破断顶板群结构演化模型,推演不同煤层开采时破断顶板群发育扩展高度,获得了“遗留煤柱-破断顶板群结构”共同作用下工作面支护强度计算公式;其次通过数值模拟揭示了破断顶板群结构发育扩展规律;最后进行现场监测验证。结果表明：侏罗系煤层群间距较小,间隔岩层极易破断,易与上层煤已垮落和破断的顶板结构连接,形成破断顶板群结构;虽然石炭系与侏罗系煤层间距较大,但侏罗系煤层破断顶板群岩层重量通过遗留煤柱向下传递,并与石炭系煤层破断顶板共同作用于工作面支架上,致使石炭系煤层工作面支架压力显著增大。本研究有效解释了多煤层开采时下煤层发生强矿压的原因,为大同矿区及类似矿井多煤层开采围岩控制提供了依据。     

极近距离煤层开采下煤层采场顶板破断规律

以叙永一矿极近距离薄煤层开采为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场实测的研究方法,提出了煤层群开采层间距的划分方法;并利用顶板岩梁理论推导了C20煤层直接顶断裂步距表达式;研究揭示了极近距离煤层工作面采场顶板破断规律;利用现场实测矿压数据较好地验证了理论分析和数值模拟结果。研究结果可以为极近距离煤层开采安全高效开采提供参考。     

煤层底板破坏带深度研究及其对带压开采的影响

以斜沟煤矿8~#煤层18101和18102综采工作面为研究对象,运用现场钻探压水试验、瞬变电磁探测和数值模拟3种方法,对8~#煤层开采后底板破坏带深度进行了综合测试分析计算。结果表明,煤层开采所引起的18101工作面底板破坏深度为31m,18102工作面底板破坏深度为32m,并以此预计13~#煤层底板破坏深度为31.6m.采用突水系数评价体系和底板隔水层分析,综合评价斜沟煤矿带压开采条件下煤层相对安全,13~#煤层在ZK25-2、SK9、ZK15524、0505钻孔附近底板隔水层厚度值与底板破坏带深度值相接近,面临底板奥陶系灰岩岩溶水突水风险,在防治水工作中应采取注浆加固等安全措施。     

上向长距离穿层钻孔薄煤层群联合测压技术应用分析

煤层瓦斯压力是煤矿瓦斯防治工作中的重要基础参数。神隆煤矿9~#煤层和10~#煤层平均间距仅1.27 m,局部地方0.5 m甚至合层,单独测压难度大,采用单独测压和联合测压相结合的方法。经现场试验,10~#煤层的单独瓦斯压力为1.8 MPa,9~#、10#煤层的联合瓦斯压力为2.2 MPa,由于9~#、10~#煤层联合开采,联合瓦斯压力可以用于开采时的瓦斯压力应用工程实践。     

近距离煤层采空区下工作面覆岩结构特征研究

通过理论分析和数值模拟,对西铭矿43108工作面的覆岩结构特征进行研究,研究表明:工作面开采前,其顶板受到一定破坏,但破坏深度明显小于层间岩层的厚度,对煤层正常开采的影响较小;工作面开采时,顶板垮落带与上煤层采空区贯通,但未造成上煤层垮落带的扩大,并依此建立结构模型,在数值模拟中得到验证;通过3种不同方法,对工作面支架阻力进行合理计算,为工作面支架选型提供理论依据。     

近距离煤柱下工作面顶板应力分布规律研究

针对东曲煤矿9号煤层19303工作面位于区段煤柱下方的实际情况,对8号煤层区段煤柱及采空区底板破坏情况进行分析。通过数值模拟,得出煤柱下方的9号煤层工作面顶板应力比采空区下方的顶板应力集中。工作面在煤柱下方时,应加强对支架工作阻力监控;工作面在采空区下方时,应注意工作面顶板的破碎情况。9号煤层19303工作面在开采过程中,应根据顶板应力分布情况和顶板破碎情况及时制定相应的顶板控制措施。     

某矿上行开采的数值模拟分析

某矿408盘区12~#煤层已开采完毕,而8#煤层仍赋存有煤量。为避免8~#煤炭资源永久性损失,采用数值模拟对上行开采8~#煤层的可行性进行研究。结果表明:12#煤层开采后上覆岩层垮落带高度为12 m~15 m,导水裂隙带高度为65 m~80 m。结合理论分析和物探分析结果表明某矿上行开采8~#煤层可行。