基于采动覆岩裂隙特征的高位钻孔优化与分析

为了深入了解覆岩采动裂隙带内瓦斯富集运移区的变化规律,提高矿井采空区瓦斯抽采能力.以覆岩裂隙演化理论为基础,针对山西王家岭矿主采工作面,运用物理相似模拟的方法,研究了工作面采动影响下覆岩裂隙带及瓦斯富集运移区的变化规律,并以此研究结果,进行现场高位定向长钻孔优化设计.研究结果表明:上覆岩层裂隙及瓦斯富集运移区受采动影响...     

厚煤层采场覆岩裂隙发育规律及高位钻孔参数优化研究

为了改善某矿现有高位钻孔瓦斯流量大、浓度小的情况,采用关键层理论和数值模拟相结合的方法,对该矿3207工作面覆岩"竖三带"进行了研究。研究表明:上覆岩层冒落带最高达15 m,裂隙带通过主关键层在整个基岩层发育,高位钻孔合理位置应在第二亚关键层之上。     

基于覆岩裂隙分布特征的高位钻孔设计研究

以某煤矿0403工作面为工程背景,通过理论分析,数值模拟和现场实测3种方法,对4号煤层开采后的断裂带高度、初次来压和周期开压步距、采动覆岩裂隙分布特征进行了研究,并用于指导钻孔设计。现场实践表明:通过向覆岩裂隙区施工设计合理的钻孔,抽采瓦斯单孔浓度可达32%～55%,单孔纯量可维持0.15～0.24 m3/min,可使得上隅角瓦斯浓度可降低65%,回风流浓度降低69%,有效地解决了工作面回采期间回风流和上隅角瓦斯浓度偏高的问题;同时发现钻孔可超前终孔位置10～20 m发挥作用。     

综采工作面覆岩破断规律试验及高位钻孔参数优化

根据祁东煤矿6135工作面开采工程条件,运用相似材料模拟实验方法,对上覆岩层随工作面推进时的破断规律进行研究,结合经验公式和相似模拟结果综合判定了工作面上覆岩层垮落带高度范围为0~7.1 m,断裂带高度范围为7.1~30.1 m;采用FLAC3D数值模拟软件模拟得出覆岩裂隙发育区角度范围,为优化高位钻孔布置参数提供了可靠的依据。     

采场覆岩裂隙发育规律及高位钻孔优化

采空区覆岩裂隙发育规律严重影响着高位钻孔的抽放效果,采空区裂隙发育充分的区域是高位钻孔理想的抽放范围,以临涣煤矿Ⅱ926工作面为研究对象,采取理论及数值模拟相结合的方式对采空区覆岩裂隙发育规律进行分析,找出裂隙充分发育区域,优化布置了高位钻孔参数,现场的实践表明,优化后的高位钻孔对采空区瓦斯抽采、防止工作面瓦斯超限作用效果良好,可以在类似矿区推广应用。     

基于采动覆岩特征的高位钻孔控制区域的确定

霍尔辛赫煤矿高瓦斯工作面回采时上隅角瓦斯浓度较大,严重影响了正常生产,急需设计高位钻孔抽采瓦斯。为指导高位钻孔的设计参数,综合采用理论与数值模拟结合的方法,合理分析了覆岩的裂隙特征,根据研究结果确定大采高工作面采动覆岩纵向最佳的瓦斯抽采控制层位为22～30 m。并得出高位抽采措施的抽采对象是在上隅角处横向上沿走向50 m、倾向70 m的裂隙区域。     

基于覆岩移动规律的大孔径扇形高位钻孔瓦斯抽采技术

以沙曲矿为研究背景,依据工作面覆岩采后垮落形成的采动椭抛带和"竖三带"理论建立模型,研究了大孔径高位钻孔瓦斯抽采技术。通过分析煤岩层中卸压瓦斯移动分布规律得知,将钻孔终孔布置在裂隙带上半部和椭抛带的重叠区域内可取得最佳抽放效果,并给出了钻孔仰角及方位角取值范围的计算公式。24207工作面的抽采数据表明,钻场平均抽采浓度在42%左右,平均抽采纯量高达11.6 m3/min。     

米萝矿覆岩采动裂隙发育特征实验研究

以米萝矿为工程实例,采用相似模拟实验研究裂隙发育。实验结果表明:随着工作面的推进,裂隙边界发育成四边形结构,此结构存在自相似特性;断层线上方裂隙发育成三角形结构;随着工作面的推进裂隙边界角度有所增加,增加到63°左右趋于稳定。     

重复采动下覆岩裂隙发育规律模拟研究

基于内蒙古布尔台矿已有的工程地质资料,采用数值模拟软件RFPA~(2D),建立了双煤层重复采动的数值模型,模拟研究了覆岩破断、裂隙发育和再发育规律,分析了上覆岩层在采动前后垂直应力的变化情况.结果表明:重复采动可引起原有煤层覆岩裂隙的再发育,使得顶板裂隙波及的含水层范围扩大,从而增大采空区的涌水量,甚至会引发突水;采动使得覆岩的垂直应力减小,而重复采动更加剧了这一趋势,这是覆岩裂隙继续发育的重要因素.     

浅埋煤层覆岩裂隙分形特征实验研究

为了得到浅埋煤层覆岩裂隙发育的分形特征,以神东天隆集团霍络湾煤矿为工程背景,利用相似理论进行相似模拟实验,通过相似模拟实验研究了浅埋煤层覆岩裂隙发育规律并基于分形几何理论研究了分形维数随开采推进度的演化特征,得出浅埋煤层的才采动裂隙网络的演化规律。结果表明：工作面周期来压步距为9-15m,其采动裂隙网络具有良好的自相似性（R＞0.98）,裂隙网络的分形维数随开采推进度的增加具有明显的变化规律,其变化趋势分为三个阶段：升维阶段,降维阶段及稳定变维阶段。     

采场顶板坚硬条件下覆岩裂隙发育规律试验

为研究坚硬顶板条件煤层开采后覆岩裂隙发育规律,利用相似模拟试验,对东胜煤田某矿区典型工作面进行试验研究.研究结果表明,采场推进过程中,离层裂隙较断裂裂隙发育要快,并且断裂裂隙总是位于采空区两端和开切眼上方,呈梯形分布;冒落带与裂隙带的分界点高度在50～60 m处;开采工作面推进至65 m时,基本顶初次来压;推进至85、...     

深部采动影响下覆岩蠕变损伤破坏规律

基于自主研发的RLW-2000M微机控制煤岩流变仪,对煤层顶底板岩石试件进行了卸围压蠕变及周期加载蠕变实验,得出了岩石试件在采动应力影响作用下的黏弹性变形特征。采用Burgers体模型对采动影响下的岩石蠕变损伤破坏机理进行了理论分析,建立采动影响下的覆岩蠕变损伤模型,研究了煤层顶底板岩体在采动影响下的破坏规律,将利用FLAC3D数值模拟软件和钻孔成像技术对理论模型进行验证。研究结果表明,建立的煤岩蠕变损伤模型可较好地反应岩体蠕变损伤破坏特征。研究成果揭示了中国平煤集团十矿戊9-10煤层顶底板岩体的蠕变损伤破坏特性。     

瓦斯高抽巷合理位置研究

走向高抽巷是一种有效抽放采空区瓦斯的手段。该文分析了高抽巷抽放瓦斯的原理,在相似模拟实验的基础上探讨了高抽巷合理布置原则,对某矿28201工作面布置了高抽巷,瓦斯抽采效果良好,瓦斯抽放巷布置是成功的。     

高瓦斯厚煤层覆岩裂隙瓦斯分布规律及抽放研究

为了研究某煤矿厚煤层综放面开采覆岩裂隙演化和瓦斯运移规律,用理论分析和现场工程实践相结合的方法,在某矿进行了煤与瓦斯共采试验。研究得出,经过几次周期来压后,采空区的中部裂隙被压实,形成了通裂隙发育的“O”形圈;经过瓦斯抽采效果分析得出,在距离顶板大约40 m位置处、水平距回风巷33~43 m位置处,是布置抽采钻孔最合适的区域;采用顶板裂隙带钻孔+瓦斯尾巷抽采技术,可有效解决工作面回风巷上隅角瓦斯超限的问题。研究为实现煤与瓦斯共采提供了一定的技术支持。     

上覆煤层开采围岩变形规律研究

为了研究上覆煤层开采围岩变形规律,确保下伏煤层的安全开采,采用FLAC^3D数值模拟软件,研究了上覆煤层开采过程中煤岩体的垂直应力变化情况、煤层顶板垂直应力与工作面推进距离关系以及上覆煤层开采围岩变形特征。研究得出,随着上覆煤层的不断推进,工作面下伏煤层支撑应力呈“M”型分布;随着工作面的不断推进,下伏煤层应力形成应力恢复区、膨胀变形区和压缩区3个区。     

采空区覆岩冒裂带发育高度预测综述

为较全面了解煤层开采后的覆岩破坏机理及其预测方法,对岩体的力学运动特征,经验公式的应用,模拟方法的特点等方面进行了总结分析,认为煤矿所在区的构造环境对采煤沉陷机理和特征起到控制作用;经验公式在预测新型采煤方法条件下的采煤沉陷时,精确性较之条采或普采为差,与实际观测偏差也较大;数值模拟方法是物理模拟方法的重要补充,但需要对其结果的可靠性进行必要的判定。     

大断面软岩巷道合理布置的研究与应用

结合金家庄煤矿具体地质条件,通过数值模拟和现场实践的方法,研究了3#煤层3条下山掘进顺序对巷道围岩变形量的影响,得出了下山的合理掘进顺序,同时也研究了在不同煤柱宽度的条件下,1235工作面对所掘进巷道的采动影响程度,从而确定了合理的煤柱宽度,为矿井的安全高效回采提供了依据.     

富水层下开采导水裂隙带发育及覆岩周期破断规律研究

采用相似模拟实验与离散元数值模拟相结合的方法研究了某矿采动裂隙带的影响范围,并获得了导水裂隙带发育规律及覆岩周期破断规律,为煤矿开采防水煤柱留设提供了直接依据,可防止采空区裂隙导通而产生的突水事故,确保煤矿安全生产.     

干热岩资源高效钻采技术理论探讨

水力压裂开采干热岩是目前干热岩资源开发普遍优选的方法,本文在阐述其应用现状及特点的基础上,分析了水力压裂技术应用于干热岩资源开发存在的技术问题及诸多不确定因素。提出了注入井水平对接与压裂组合开采方案以及注采井水平对接开采方案,分析了两种方案涉及的技术可行性。