厚煤层一次采全高导水裂缝带发育高度研究

为了顶板水的防治、采掘工程布置以及防水煤柱留设,需要确定煤层顶板导水裂缝带高度。以斜沟煤矿8#煤层为例,应用数值模拟的方法对厚煤层综采一次采全高顶板导水裂缝带发育高度进行了研究。结果表明,数值模拟结果与现场钻探压水试验实测得到的导水裂缝带发育高度基本一致。综合确定导水裂隙带高度74.8 m,其中冒落带高度为32 m,裂隙带发育高度42.8 m.由此可见,《煤矿防治水规定》中关于导水裂缝带计算的经验公式不适用于斜沟矿,基于实测、模拟结果以及参考全国其他类似矿井实测结果,运用回归分析原理,建立了斜沟煤矿厚煤层综采一次采全高工作面顶板导水裂缝带发育高度计算公式。     

斜沟矿8~#煤顶底板破坏带发育高度研究

以西山煤电(集团)公司斜沟矿8#煤为研究对象,采用井下仰(俯)孔注水测渗漏法和瞬变电磁法实测导水裂缝带高度,综合确定18101工作面顶板冒落带高度30.7 m,导水裂隙带高度70m,底板破坏带深度31 m;18102工作面冒落带高度32 m,导水裂隙带高度74.8 m,底板破坏带深度32 m。该数值对斜沟矿8#煤开采中顶底板"三带"预测与矿井防治水安全评价具有一定的借鉴意义。     

瞬变电磁法在导水裂缝带高度探测中的应用

一般情况下,对导水裂缝带高度的确定主要借助经验公式法、钻孔实测法、周边煤矿类比法、数值模拟和相似材料物理试验等传统方法。为科学制定水害防治措施,以杭来湾煤矿30103回采工作面为研究对象,在以往通过钻孔实测导水裂缝带高度的基础上,引入了瞬变电磁探测方法。通过对探测结果进行分析和解读,确定301盘区分层开采条件下,采厚为4.8 m时,导水裂缝带高度为118 m,裂采比为24.6,这一探测结果与钻孔实测数据基本吻合。该方法具有费用低、效率高、操作简单、探测结果可靠等诸多优点,可以为矿井回采工作面突水危险性评价和顶板水害防治提供重要依据。     

软弱覆岩综放开采条件下导水裂缝带发育高度研究

导水裂缝带发育高度是预防煤层顶板突水的主要技术参数,与煤层采厚、开采方法、覆岩岩性等采矿、地质因素相关。为探查敏东一矿软弱覆岩综放开采条件下导水裂缝带发育高度,采用钻孔冲洗液漏失量观测方法进行现场实测,实测结果表明:综放采厚为7.7 m时,导水裂缝带发育高度为79.78 m,裂高采厚比为10.36。同时采用数值模拟、相似材料模拟对实测结果进行验证,模拟结果证实实测数据准确。     

厚煤层开采垮落带及导水裂缝带高度探测方法

为研究厚煤层综放开采(一次采全高放顶煤)、中硬~坚硬覆岩条件下厚煤层开采顶板垮落带及导水裂缝带发育高度,以鹤岗矿区为例,采用冲洗液漏失量观测、水位观测,井下彩色电视观测法、超声波成像测井法等现场实测方法及室内相似材料模拟、FLAC3D数值模拟等方法进行探测研究,确定其垮落带及导水裂缝带高度,推导了适合鹤岗矿区厚煤层开采的垮落带及导水裂缝带高度的预测公式,对其进行了验证,总结出了适合厚煤层顶板垮落带及导水裂缝带发育高度的探测体系。     

覆岩采动导水裂隙带发育高度数值模拟与测试分析

针对覆岩采动导水裂隙带高度的确定,以某矿21011工作面为工程背景,首先利用数值模拟软件FLAC~(3D)进行数值模拟,获得的结果较接近现场实测真实情况;选取了多种经验公式对顶板导水裂缝带高度进行了计算,结合"钻孔双端封堵测漏"技术对导水裂隙带发育高度进行现场实测,最后通过3种手段的综合运用,确定覆岩导水裂隙带的发育高度为38.6 m,进一步提高了开采上限,提高了资源回收率,为安全有效开采煤炭资源提供了科学决策依据。     

浅埋深厚煤层工作面开采顶板导水裂缝带发育高度综合研究

以岱庄生建煤矿3上煤层开采为例,综合运用数值模拟、经验公式预计以及现场实测3种方法来确定其导水裂缝带发育高度,并对比分析其优缺点,以此提高结果的准确度。结果表明:3种方法对应的结果分别为60,43.6和44.7m,而前两种方法具有其局限性,因此综合确定了31302工作面3上煤层开采顶板导水裂缝带高度为44.7m。     

导水裂缝带高度的多方法综合确定

为了确定山东某矿7108工作面的上覆岩层导水裂缝带高度,采用导水裂缝带理论计算公式法、经验类比计算法、覆岩关键层计算法分别对工作面导水裂缝带发育高度进行理论计算,此外,还进行现场实测,克服了单一方法的局限性。现场实测采用井下钻孔分段注水观测法,测得导水裂缝带高度为97.7m。通过对这4种方法得到的结果综合对比分析,得出7108工作面导水裂缝带高度为97.7~108.8 m,为该矿井防治顶板水提供了依据。     

覆岩导水裂隙带发育高度的确定方法与实践

阐述了煤层开采覆岩导水裂隙带高度的确定方法,即物理模拟和数值模拟方法、理论计算和经验公式法、现场实测法。根据某矿煤系岩层情况,结合地质条件和实际情况,选用基于FLAC3D的数值模拟方法,确定了该矿2702工作面的导水裂隙带高度为18.84m。并通过钻孔分段注放水法进行现场实测,得出实测导水裂隙带高度为18.84 m。结果表明,数值模拟得出的裂隙带高度值与现场实测值高度吻合,说明数值模拟用于确定导水裂隙带的高度是简易、可靠、可行的。     

软弱覆岩强含水层下综放开采覆岩破坏特征实测研究

针对敏东一矿16-3煤层顶板软弱岩层存在强含水层的问题,采用工程类比和现场钻孔冲洗液漏失量观测的方法研究了软弱覆岩强含水层下综放开采覆岩采动破坏的特征,确定了冒落带和导水裂隙带的高度。工程类比预估的导水裂隙带高度为43~90 m,冒落带高度为10~34 m;实测结果表明导水裂隙带顶点位于地表下246.22 m深度,距离煤层顶板83.78 m,冒落带顶点位于地表下293.35 m处,距离煤层顶板36.65 m;现场实测和工程类比预计的两带高度基本吻合,验证了本文研究方法对软弱覆岩强含水层下综放开采覆岩采动破坏特征研究的可行性。     

基于EH-4大地电磁法探测导水裂缝带发育高度

在导水裂缝带发育高度探测研究上,针对传统观测技术工程量大、观测期长等问题,在分析传统观测技术及其适用条件基础上,研究采用地面物探技术EH-4大地电磁法,通过探测地下岩层视电阻率及其变化,较快捷地测定了泰安煤矿6103工作面开采覆岩视电阻率变化特征,确定了该工作面导水裂缝带最大发育高度为63．4m,马鞍形平底高度为58．9m。实践证明采用EH-4大地电磁法能有效探测煤层采后导水裂缝带发育形态及其发育高度。     

"两软一硬"不稳定煤层工作面覆岩"两带"发育高度研究

为探索禹州煤田西南部云盖山煤矿二矿软煤、软底和硬顶(简称“两软一硬”)及开采煤层厚度变化较大的不稳定煤层顶板垮落带和导水断裂带发育高度,采用现场钻孔成像技术、经验公式类比分析和数值模拟综合研究方法,对该矿23301采煤工作面顶板覆岩垮落带、导水断裂带高度进行了分析,获得了工作面在非充分采动垮落和充分采动垮落条件下“两带”高度量化取值,垮落带最大高度为14.4 m,导水断裂带最大高度为50.0 m,认为现场钻孔成像技术可用于采动覆岩“两带”发育高度的计算。研究结果对研究区预采掘顶板水害防治及顶板支护具有较重要的参考价值。     

漳河水库下厚煤层综放开采技术研究

为保障五阳煤矿7802工作面漳河水库下厚煤层综采放顶煤安全开采,研究综放开采导水裂缝带高度发育规律,探讨了综放采场覆岩结构破坏及采动渗透性间关系,计算了水库下综放开采安全所需防水煤柱高度,制定相应的防治水技术措施。结果表明:中至坚硬覆岩综放开采导水裂缝带发育高度基本与煤层一次采高成正比,比例系数为20.22;煤层顶板基岩厚度大于水库下安全开采所需煤柱高度;监测知井下工作面涌水与地表水体没有水力联系,实现水库下压煤安全开采。     

五沟煤矿第四含水层下合理回采上限分析

 五沟煤矿10煤的开采受上覆含水层的制约,尤其是第四含水层严重威胁了矿井的安全开采。为了确定五沟煤矿四含水下合理回采上限,在确保安全的前提下尽可能多的解放呆滞煤量,本文以1011工作面为例,通过理论计算和RFPA数值模拟相结合的研究方法对五沟煤矿合理回采上限进行分析。研究结果表明1011工作面煤层开采导水裂隙带高度为52.84m,最终确定工作面的合理回采上限为-300m。此研究结果对其他类似条件工作面合理回采上限的确定有一定的借鉴意义。     

特厚煤层分层综放开采覆岩破坏规律数值模拟

 以华亭陈家沟煤矿综放采场实测导水裂隙带发育高度成果数据为基础,应用FLAC3D反演计算模拟分层综放开采引起的煤层覆岩破坏规律,并与实测数据进行了对比分析得出：分层综放开采后覆岩移动破坏形成“拱”式承载结构,拱脚压应力高度集中;导水裂隙带发育形态也近似为“拱形”,与实际探测高度拟合度较好;分析了开采过程中覆岩的位移场、应力场和塑性破坏区分布规律。研究结果可为深入研究分层综放开采覆岩破坏规律提供借鉴。     

河下多煤层安全开采顺序对导水裂隙带高度的影响

为研究河流下多煤层开采顺序对上覆岩层导水裂隙带发育高度影响的问题,根据1930煤矿煤岩物理力学指标及多个钻孔实测数据,采用理论分析和UDEC软件数值模拟的方法对位于河流下1930煤矿的4,5,6号煤层的不同开采顺序对上覆岩层导水裂隙带发育情况进行分析。结果表明：当开采顺序不同时,上覆岩层导水裂隙带高度不同;利用“三带”法、比值法对多煤层开采顺序进行判定,排除开采顺序在理论上不可行的方案;当按煤层4→5→6逐层开采时,导水裂隙带高度分别为54.2,74.3,74.3 m,按5→4→6顺序开采时对应的导水裂隙带高度分别为74.3,74.3,74.3 m;然后通过数值模拟方法对可行方案进行优化验证,当按煤层4→5→6逐层开采的导水裂隙带高度分别为54,78,128 m,按5→4→6顺序开采对应的导水裂隙带高度分别为76,83,60 m。最后确定按煤层5→4→6的上、下行混合顺序开采更为合理。     

特厚坚硬岩层组下保水采煤技术

新疆俄布煤矿下1煤层顶板为特厚坚硬岩层组,上覆薄砂砾石层,有3个含水层且地袁水系发育．通过RFPA数值模拟研究特厚坚硬顶板的破断、冒落特征,说明上覆厚硬岩层组有整体破断的可能性,极易在工作面因支护阻力不足而滑落失稳,产生台阶下沉．在此基础上,结合覆岩中无稳定黏土隔水层的地质条件,确定选用短壁综采工艺进行保水采煤．并用ANSYS三维数值模拟确定了工作面长度和煤柱宽度及推进范围,防止工作面顶板冒落带和裂隙带波及煤系砂岩、标准砂岩和第四系松散层含水体．现场工业性试验表明,俄布煤矿保水采煤取得了成功．     

高强度综采中至坚硬覆岩裂缝带发育规律研究

为了研究中硬偏坚硬覆岩高强度综采条件下覆岩裂缝带发育规律,根据潞安矿区王庄煤矿6206工作面开采地质条件,利用现场实测、数值仿真、相似材料模拟等手段综合研究确定了中硬偏坚硬覆岩综放一次采全厚导水裂缝带的发育高度。结合潞安五阳煤矿分层综采裂缝带高度观测资料,分析表明中硬偏坚硬覆岩高强度综采条件下(分层综采和综采放顶煤)覆岩裂缝带高度与M/n成正比更符合现场实际情况,裂高采厚比达到20.2倍,所得经验公式可以用于类似条件下开采覆岩破坏高度预计,获得的裂高可以作为潞安矿区水体下采煤留设保护煤柱及保水采煤方案制定的参考依据。     

基于采空区瓦斯运移规律的抽采钻场设计

为了对高瓦斯工作面采空区抽采钻场进行设计,使采空区及工作面上隅角瓦斯得到有效控制,通过数值模拟分析了采场覆岩结构及裂隙发育规律;根据模拟结果利用实验室试验分析了抽采钻孔在不同位置时采空区瓦斯的运移规律,得出终孔位置距煤层顶板上方30m左右,距回风巷水平距离10～20m时抽采效果最佳;且终孔高度应根据工作面覆岩结构形态有所区别,靠近回风巷的钻孔高度应控制在规则冒落带上部,靠近工作面中部的钻孔应布置在裂隙带内。     

下沟煤矿泾河及砂砾岩含水层下综放开采分析

为解决下沟煤矿泾河区域地表泾河和巨厚白垩系砂砾岩含水层双重水体威胁下安全采煤的问题,通过采用统计分析、经验类比的方法,研究了泾河区域覆岩结构特征、覆岩破坏高度及防水安全煤岩柱留设宽度。研究结果表明:下沟煤矿覆岩类型为中硬偏软弱类型,泾河区域选择16倍的裂高采高比预计导水裂缝带的高度,保护层厚度按3倍综放开采高度选取是适宜的。得出防水安全煤岩柱厚度按照19倍采高进行留设,大部分区域能够满足留设防水安全煤岩柱的条件,通过设计合理的开采高度,可以满足泾河区域水体下综放开采。