大型逆断层下盘深部煤层顶板破坏的数值模拟及其突水可能性分析

结合某矿732工作面实际工程情况,利用UDEC软件对煤层顶板破坏高度进行数值模拟研究,分析受采动荷载影响下煤层顶板破坏高度随工作面推进距离的关系,得出煤层顶板最大破坏高度约为88 m,指出该破坏高度将与F16逆断层上盘灰岩沟通;进一步分析实际地质资料和岩溶发育终止深度规律,得出灰岩裂隙水量不大,为工作面安全开采提供意见,并且得到实际工程的验证。     

新安矿煤层开采底板破坏程度及底板水防治技术

根据新安矿底板3#煤层含水层分布情况,研究煤层开采过程中对底板的破坏程度,通过钻孔注水实测和数值模拟相结合的研究方法,确定底板破坏"下三带"分布规律,依据底板"下三带"理论判断工作面底板突水危险程度,得出新安矿底板岩层中完整岩层带偏小,底板破坏深度在18～20 m,突水危险性高。针对地质条件和底板"下三带"破坏情况提出了该煤层开采时底板突水隐患的防治方案。     

对拉工作面奥灰底板岩层破坏突水机理研究

矿井底板突水防治一直是新汶矿区煤炭生产中的重大技术理论课题。近年来煤矿经济效益持续下降,为节约开采成本,对拉工作面以其明显优势成为煤矿的合适选择。在综合考虑底板奥灰含水层的富水性、隔水层岩性组合与水压的情况下,对奥灰含水层上部对拉工作面采煤突水规律进行数学分析与FLAC3D数值模拟,分析单一因素对突水的影响关系以及与突水临界煤柱的关系,以期从应力场和渗流场不同角度对矿井的安全生产提供参考。     

矿压对底板破坏深度的分析

通过对肥城煤田徐家庄灰岩含水含水层的预注浆改造及采面底板突水的封堵，总结分析了工作面开采前后钻孔水量及吸浆量的变化规律，探讨了活动对底板隔水层及含水层破坏的应力分布提出了矿压对底板岩层破坏深度的新认识。     

某煤矿10~#煤层底板奥灰突水防治探讨

某煤矿10#煤层底板标高为370~620 m,奥灰水位为517.88~520.96 m,低于奥灰岩溶水水位标高,奥灰含水层富水性强、水量大,属于强径流区。10#煤层底距奥灰界面平均距离只有34.81 m,奥灰岩溶水成为煤层底板突水的主要水源。介绍了底板突水的几个通道,分析了对应底板突水的几种防治水措施,最后采用回采工作面斜长缩小、隔水岩段隔水层加固与含水层改造、地面帷幕注浆截流与井田内疏水降压联合工作的防水措施,最终实现煤层在承压下的安全开采。     

深部受水威胁煤层注浆改造方法研究

随着工作面的延伸,含水层的水压、富水性、裂隙发育程度、水力联系程度及注浆线路的长度较浅部有着明显的不同,现有的注浆改造方法已不适应深部受注含水层的客观要求。     

深部煤层底板突水机理及防治技术研究

针对协庄煤矿十三煤层开采易受底板承压水威胁的问题,首先根据矿井的水文地质条件,从理论上分析了煤层底板突水的机理;然后由现场观测、经验公式法计算的方法得到十三煤层底板岩体的破坏深度为19.76 m。使用FIAC软件,在有无承压水的情况下分别对长度为40~200 m的工作面进行模拟,取得破坏的深度和范围。最后在此基础上提出了以工作面斜长40 m的条带开采为主,辅以必要的帷幕注浆的防治水技术,使十三煤层的突水系数控制在0.057~0.104 MPa/m,表明该方案有效防止了底板突水。     

矿压对底板破坏深度的分析

通过对肥城煤田徐家庄灰岩含水层的预注浆改造及采面底板突水点的封堵 ,总结分析了工作面开采前后钻孔水量及吸浆量的变化规律 ,探讨了采矿活动对底板隔水层及含水层破坏的应力分布提出了矿压对底板岩层破坏深度的新认识     

基于尖点突变模型的承压水底板突水研究

以尖点突变理论为基础，采用力学平衡和能量平衡的原理，分析了矿井承压水底板关键层突水失稳的力学机理，建立了其尖点型突变模型，给出了底板关键层失稳的力学条件。通过工程实例的分析，证明用数值模拟分析和预测矿山底板突水是切实可行的。     

云岗矿8号煤层底板奥灰水突水危险性评价

为了预测云岗矿8号煤层底板突水的危险性,采用五图双系数法,根据煤层底板破坏深度、隔水层厚度、底板水头值、有效隔水层厚度以及突水系数,将8号煤层带压开采区底板突水的危险性划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级区,通过判别结果表明:8号煤层井田内为非直通型-带压开采安全,在井田西南角为发生直通式突水危险大,在发生突水时,突水量中部比西部和南部大.     

汾源矿5~#煤底板奥灰原始导高测试与研究

以汾源矿5#煤底板施工注浆钻孔资料为基础,分析了汾源矿奥灰原始导高发育情况及其对煤层开采的影响,得出汾源矿奥灰上马家沟组顶面存在9.1~49.25 m的原始导高;5-101首采面部分区域奥灰原始导高可发育至底板破坏带以上,首采工作面回采存在一定的奥灰突水危险,对5-101工作面进行底板隔水层注浆加固及含水层改造可起到防治水作用,并且对发育有奥灰原始导高的矿井防治水工作也有一定的指导意义。     

岩溶发育地区煤层顶底板突水危险性分析

以贵州某岩溶发育矿区为研究背景,通过对煤矿水文地质条件和矿井充水因素进行分析,并应用高密度电法对矿井水文地质进行了勘查,得出矿区水文条件属于岩溶裂隙充水矿床,顶、底板直接进水。煤层开采后导水裂隙带发育至吴家坪组第2段,并与该段含水层连通起来,对上覆含水层形成卸压作用,该含水层含水量较小补给能力差,顶板突水可能性小。     

“两硬”围岩薄煤层工作面矿压显现规律实测研究

针对某矿13306薄煤层综采工作面的地质条件,采用超前单体支柱监测、煤体应力监测等技术,分析了该工作面采场支承压力分布规律特征,并结合该工作面矿压现场监测数据,对13306薄煤层工作面矿压显现规律进行了研究。研究结果表明,13306薄煤层工作面基本顶初次来压步距为26.8 m,周期来压步距平均为17.8 m,动载系数普遍较小;超前支承压力峰值位置位于煤壁前方1~8 m处,来压强度较低,为类似条件工作面的安全高效回采提供了参考和指导。     

超化煤矿三软煤层采煤工作面底板承压水的防治

在带水压开采条件下,为了消除采煤工作面底板承压水的威胁,结合郑州矿区超化煤矿煤层底板含、隔水层情况,采用突水系数法划分底板突水威胁区域,通过物探、钻探查明底板富水区的分布情况,对煤层底板薄层含水层进行注浆以将含水层变为隔水层,在工作面生产过程中保持均衡推进以减少前方移动支承压力对底板隔水层的破坏.实践表明:采取物探、钻探、注浆和均衡推进等综合防治水的方法能有效减少工作面底板的涌水量,降低底板承压水的突水概率;对三软煤层底板主要强含水层以上地层进行加固改造,可以提高底板岩层的隔水厚度和隔水性能,有效防治底板承压水.     

一种新型煤矿底板破坏深度预测模型

为有效预防煤矿底板突水风险,在传统的粒子群优化算法中增加自适应权重,结合遗传算法的交叉、变异步骤改进传统的粒子群优化算法,并用其优化SVM模型,建立改进的GA-PSO-SVM煤矿底板破坏深度预测模型,选取采深、煤层倾角、采高、工作面长度、煤层底板承压水水压和煤层底板损伤变量作为影响底板破坏深度的主控因素,通过15组煤炭生产单位采集底板破坏带深度相关数据,测试改进的GA-PSO-SVM模型的性能,并与FOA-SVM模型、BP模型的预测结果进行对比,研究表明:改进的GA-PSO-SVM模型预测结果与实测结果的误差范围为0.36%~5.22%,FOA-SVM模型预测结果的误差范围为1.60%~12.49%,BP模型预测结果的误差范围为1.01%~20%,改进的GA-PSO-SVM模型预测结果的误差范围更小,更适合煤矿现场的应用要求。     

煤层顶底板力学性能试验

针对攀江煤矿1143煤层顶底板力学参数缺乏的问题.对该矿顶底板砂质泥岩样本进行了密度试验、点载荷试验、单轴抗压强度试验、变形参数试验。得到了该煤矿的粉砂岩密度为2 580 kg/m3、点载荷强度为17.0 MPa,单轴抗压强度为24.72 MPa,泊松比0.22,弹性模量4.70 GPa,割线模量8.19 GPa,为矿井顶底板管理提供计算参考依据。     

煤层底板含水层注浆在防治水中的应用

利用煤层底板钻孔向直接含水层中大面积注粘土水泥浆,充填含水层的岩溶裂隙,改造含水层,使含水层变为隔水层或弱含水层,从而达到根治水患的目的.     

Numerical Simulation of Water Flow from the Coal Seam Floor in a Deep Longwall Mine in China

The study of groundwater flow from the coal seam floor is critical to safe mining operations in China. We developed a numerical simulation model to describe flood water pathways during mining, using the field conditions present at the no. 4196 west work face in the Panxi longwall coal mine, Shandong Province, China, Groundwater flow analysis revealed unusual values for the failure depth of the coal seam floor. The high ground stress and underground pressure, excavation length, width of working face, poor mechanical properties of aquitards, and expansion of fractures by groundwater infiltration all contribute to groundwater flow into the mine. The modeling results predict the time and longwall locations associated with the maximum likelihood of flood occurrence. Such results can be used by decision makers to improve mine design and safety.     

霍洛湾煤矿顶板覆岩破坏规律研究

在详细分析霍洛湾煤矿水文地质条件的基础上,根据不同上覆岩层的岩石力学性质参数建立数值模型,运用岩石破裂全过程分析软件RFPA2D,对霍洛湾煤矿22101工作面回采过程中顶板覆岩的破坏过程进行数值模拟研究,得到了煤层顶板由变形到破坏的全过程及其破坏的规律。