大采高工作面顶水开采技术

针对第四系松散含水层下5.5 m大采高工作面顶水开采过程中水害防治问题,分析表明顶板砂岩水是工作面的主要充水水源,计算出导水裂隙带发育高度最大为56.9 m,防砂煤岩柱高度为42.36 m,防水煤岩柱高度为67.9 m;提出了煤水分运和分区域限高顶水开采技术以及"探放水+局部封堵+分段排水"顶板防治水技术,保证了工作面安全生产。该研究成果可为大采高工作面顶水开采提供借鉴。     

厚松散层薄基岩煤层开采突水溃砂风险评价

通过对43下20工作面水文地质资料及钻探结果的分析,揭示了第四系厚松散层含、隔水层特征、底部黏土厚度及隔水性以及上覆薄基岩结构特征,建立了厚松散层、薄基岩工作面回采数值模型,计算得出冒落带发育高度为14m,导水裂缝带发育高度33m;确定工作面开采安全煤岩柱类型为"顶板防砂安全煤岩柱",并计算得到防砂安全煤岩柱高度为24.3m。结果表明:导水裂缝带及理论计算煤岩柱高度均小于最薄基岩厚33m,工作面开采厚度为2.5m时不具有突水溃砂风险。     

水压作用下防砂安全煤岩柱失稳机理及留设方法

针对厚松散含水层、薄基岩等特殊地质条件下楔形区工作面防砂安全煤岩柱失稳溃砂的问题,以赵固一矿11071工作面突水溃砂灾害为例,结合地质钻孔资料,建立了楔形保水压采动溃砂地质模型。通过黏土液塑限试验,风化带岩石干燥饱和吸水率和崩解试验,得出了底黏及风化带泥类岩具有良好的隔水性能,可形成楔形保水压结构。并在此基础上,通过水压作用下风化带泥类岩采动裂隙扩展试验研究了受采动损伤的煤岩柱保护层在水压作用下失稳的内在致灾机理。结果表明：在高水压的作用下,风化带泥类岩采动裂隙扩展为管道,防砂煤岩柱保护层的阻砂性能失效;考虑煤岩柱保护层的损伤厚度,提出了水压作用下防砂安全煤岩柱的留设方法,并在11191工作面进行了工程应用,取得了预期效果。研究成果补充完善了我国防砂安全煤岩柱的留设方法,可减少煤矿溃砂事故。     

赵家寨矿新近系含水层下综放开采安全煤岩柱留设研究

为解决赵家寨矿新近系砂砾石层含水层下安全煤岩柱合理留设问题,对该矿12采区松散层地质和水文条件进行评价,根据评价结果,12采区工作面需要留设防水煤岩柱。结合UDEC软件数值模拟煤层开采时裂缝带发育高度,择优选取综放开采公式预计导水裂缝带高度,采用"最小有效隔水厚度法"选取保护层厚度;最终计算出防水煤岩柱留设高度。研究结果表明:12205工作面需要留设95.42m高防水煤岩柱,12211工作面需要留设112.93m高防水煤岩柱,12201工作面需要留设86.56m高防水煤岩柱。2015年5月12211工作面试采成功,验证了防水煤岩柱留设的安全性。     

厚冲积层下留设防砂煤岩柱工程地质研究

在钻探、物探、抽水试验以及工程物理力学测试的前提下 ,详细研究了厚冲积层和 3号煤覆岩工程地质特征和水文地质结构。根据工程地质单元特征、岩体结构和地下水等条件 ,建立了工程地质模型 ,运用弹塑性有限元法按实际地质断面进行了分层电算分析 ,较科学地确定了分层开采防砂煤岩柱尺寸 :北部一、二分层防砂煤岩柱高度为 12 .8m和 8.9m ,南部一、二分层防砂煤岩柱高度为 16 .5m和 2 4.7m。     

薄基岩综放工作面安全开采可行性探究

为了探究兴隆庄煤矿巨厚松散层薄基岩综放开采安全可行性问题,以6300工作面为研究对象,通过对研究区第四系主要含隔水层富水性、底粘厚度分布和主采3煤层上覆基岩特征进行系统分析,获得该工作面底粘厚度和基岩高度分布特征,水体采动等级为Ⅱ级,该工作面可按留设防砂煤岩柱进行试采。采用类比分析和数值模拟2种方法分别获得了垮落带最大高度,对综放开采条件下保护层厚度进行了类比分析,计算了开采3煤层最大厚度8.9 m条件下所需最小安全基岩柱高度,反算了基岩柱高度48～49 m范围3煤层限厚开采的量化取值。研究结果为该工作面按防砂煤岩柱类型进行安全开采的可行性试采方案设计提供了重要参考依据。     

东庞矿贴近冲积层4.5m综采一次采全高试验获得成功

由东庞矿和北京开采所共同完成的东庞矿贴近冲积层4．sin综采一次采全高试验,于1998年12月17日通过了河北煤管局组织的专家鉴定。东庞煤矿2＃煤层浅部冲积层下40m煤岩柱以上共压保护煤柱煤量4Mt,其中小于20m煤岩柱的压煤约2Mt。为了最大限度回收这些煤炭资源并拓宽4．sin厚煤层一次采全高综采工作面应用技术领域,合作双方经历了一年多时间在东庞矿Z101冲（11）工作面进行了贴近冲积层试采。2101冲（11）工作面为45m厚煤层一次采全高综采工作面。采矿地质条件比较复杂,工作面属于“一软”、“二难”型,“一软”是试采面均处在风化软弱…     

厚松散层超薄基岩煤层开采防砂煤岩柱留设研究

为了解放皖北百善煤矿浅部压煤,合理留设煤层安全保护煤岩柱,采用理论计算和相似材料模拟实验,对厚松散层超薄基岩浅部煤层开采引起覆岩破裂特征及规律进行分析,结果表明,覆岩活动与裂隙发育主要受基本顶关键层控制,采动裂隙呈"马鞍形"分布,垮落带高度保持在9m左右,防砂煤岩柱高度应不小于13.5m。现场通过窥视孔实测得到基本顶位于8.0~13.0m层位,冒落带高度大约为6.0~8.0m,防砂煤岩柱的高度应不小于14m。根据研究和实测,最终将40~60m的安全煤岩柱改设为15m的防砂煤岩柱,可解放9.5Mt左右压煤量,延长矿井的服务年限8~10a。     

分层充填开采在水库下采煤的安全可行性分析

以某矿拟采工作面为例,通过分析工作面的水文地质条件和采矿条件,确定采用分层充填开采方案.根据岩层移动理论,计算分层充填开采条件下防水安全煤岩柱高度为30.64 m,分层充填开采下F3断层防水安全煤岩柱宽度为60 m.通过计算和分析,采用分层充填开采和F3断层防隔水煤岩柱宽度留设60 m的综合防治措施下,可以大大降低采动破坏对F3断层的"活化"影响,最终确认该矿水库下采煤具有安全可行性.     

河流下断层煤柱区残采工作面安全开采分析

以权家河煤矿河流下断层煤柱区残采回采为例,在分析确定5329残采工作面覆岩类型的基础上,预计了断层存在条件下的导水裂缝带高度,对地面河流和第四系含水层这一复合水体留设了防水安全煤岩柱,并确定了合理开采厚度,根据河流与工作面、断层的空间关系,在回采的不同阶段留设了不同的断层煤柱。研究结果表明:针对5329工作面埋深浅的条件,采高控制在2.3m的条件下能满足留设防水煤柱岩柱的要求;在距切眼120m阶段,开采该阶段需要留设的断层煤柱尺寸不小于21m,120~停采线阶段,需要留设的最小断层煤柱尺寸为72.5m,才能保证安全回采。     

第四系松散含水层下薄隔水层提高开采上限技术

山东裕隆矿业集团单家村煤矿通过对六采区3煤提高开采上限的试验研究,在第四系含水松散层下薄基岩综放工作面的开采上限从-250m提高到-180m,实现了安全开采。在原矿井设计70m防水煤柱基础上,通过研究分析与现场勘探,确定留设45m防砂安全煤岩柱,取得了巨大的经济效益,并且为兖州矿区合理确定开采上限提供了科学依据。     

261303工作面推覆体寒武系下防水岩柱76m开采的实践

261303工作面是六采区13煤首采工作面,为推覆体寒武系下76m防水岩柱下开采工作面。由于推覆体寒武系灰岩局部富水性较强,因此,推覆体寒武系灰岩水和13-1煤顶板砂岩水将威胁261303工作面的安全开采。通过对261303面地质、水文地质、工程地质等条件进行分析,提出工作面回采是可行的,并提出了相应的水害防治措施。开采实践证明:261303面推覆体寒武系下76m防水岩柱开采是可行的,为矿区相似条件下工作面安全开采提供了技术依据。     

煤层隐伏露头附近工作面开采水害安全性研究

张集煤矿浅部煤层隐伏露头区域工作面开采受到上覆松散含水层的威胁,1306工作面原设计采用分层开采,工作面产量和效率难以提高,通过FLAC3D数值模拟、类似地质条件矿井综放或大采高综采的覆岩破坏规律进行分析,选取较大的垮采比和裂采比预计“两带”高度,并与综放开采“两带”高度经验公式预计进行对比,采用“最小安全厚度”法选取保护层厚度,确定了防砂安全煤岩柱的高度以及开采厚度。结果表明,1306工作面开采区域最小基岩厚度大于全厚综放开采所需最小防砂煤岩柱厚度,工作面可采用全厚综放开采至设计停采线结束,有利于矿井实现高产高效安全开采。     

老公营子煤矿顶板突水机理与防水安全煤岩柱留设研究

留设防水安全煤岩柱是预防煤层顶板突水的主要技术措施。老公营子煤矿Ⅰ03(2)工作面在防水安全煤岩柱留设尺寸满足规程要求的情况下发生松散含水层突水事故,最大突水量达760 m3/h。从覆岩岩性与结构、含水层水压、有效隔水层厚度等方面分析了顶板突水机理,认为突水是在特定水文地质条件与采矿条件下发生的,并提出根据已回采工作面最小基岩柱厚度与煤层开采厚度比值(柱厚比)来确定防水安全煤岩柱留设尺寸的方法,在柱厚比29时煤层开采不会发生顶板突水,并在后续回采工作面中得到了验证。     

某工作面安全煤柱类型确定及提高开采上限可行性分析

为了探究杨村煤矿厚松散层薄基岩下提高开采上限问题,以330工作面为研究对象,通过对研究区第四系主要含隔水层富水性、底黏厚度分布和主采3煤层上覆基岩特征进行系统分析,确定该工作面可按防砂安全煤岩柱类型进行留设。同时收集整理分析了相邻兴隆庄和鲍店2煤矿3煤浅部提高开采上限的成果资料,结合杨村煤矿积累的相关经验,采用类比法对330工作面提高开采上限的可行性问题进行系统分析,探讨了3种开采工艺下垮落带高度计算量值和对应的保护层厚度。研究结果为该工作面按防砂煤岩柱类型进行安全开采的可行性试采方案提供了重要参考依据。     

基于“两带”实测提高松散层下开采上限的研究

为满足含水层下安全采煤以及对于保水开采的要求,需要实测导水裂缝带及冒落带的高度,留设合理的防水煤岩柱,解放水下压煤。在金庄煤矿8201工作面推进60 d后施工2个钻孔漏失液观测孔,采取经验类比法及数值模拟与实测数据进行比较,测得导水裂缝带高度为70 m,冒落带高度为33 m。规程公式对于该矿结果偏小,而统一公式偏大误差为57%。根据不同采煤方法对"两带"发育高度的影响,设计开采方案及计算防水防砂煤岩柱的合理留设尺寸。     

五阳煤矿7806工作面浊漳河下开采技术实践

在对导水裂缝带高度实测数据分析的基础上,得到了综放开采导水裂缝带高度计算经验公式,通过选择合理的防水煤岩柱计算模型,计算了7806工作面河下开采安全煤岩柱尺寸,评价了河下开采的安全性,并对采后河床下沉和淹没范围进行了预测。开采实践证明,工作面实现了河下综放安全开采,地表水体未对井下工作面产生充水影响。     

厚煤层分层开采提高开采上限研究

为了合理开发利用煤炭资源,延长矿井服务年限,缓解采掘紧张局面,确保矿井健康可持续发展,对单家村煤矿6311工作面开展了提高开采上限的研究.通过分析研究第四系水文地质条件,确定了含水层类型及水体采动等级,通过理论计算得到“两带”高度.在此基础上设计了合理的安全煤岩柱尺寸,使开采上限提高了25m煤柱,取得了良好的经济效益.此设计对相同地质条件下安全煤岩柱的尺寸选取提供了借鉴.     

榆树湾煤矿河流下安全开采数值分析

在分析榆树湾煤矿首采长壁工作面的水文及工程地质的基础上,运用RFPA2D对其首采面开采分别进行走向和倾向两个数值模拟试验.试验表明,覆岩最大裂隙带的高度为92 m.通过模拟表明在距工作面40～60 m处的地表土层出现了不同长度的裂缝,地表裂缝未和裂隙带贯通,裂隙带与地表土层裂隙之间,在倾向模拟时和走向模拟时分别有30,18 m的土层隔离带.通过进行安全分析得到了最小安全防水煤岩柱的尺寸为95 m,表明数值模拟结果与工程开采实践基本一致.进一步为河流下安全开采提供了可行性.     

水体下综放开采的安全煤岩柱留设方法研究

为了合理留设水体下特厚煤层综放开采的安全煤岩柱,根据实测资料回归得出了适用于综放开采工作面中硬、软弱覆岩条件下的＂两带＂高度的计算公式,提出了水体下综放开采安全煤岩柱保护层的＂有效隔水厚度法＂和＂最小安全厚度法＂的留设方法,分别提出防砂安全煤岩柱、中等富水性水体和强富水性水体防水安全煤岩柱保护层的留设值。在此基础上,完成了水体下综放开采条件下中硬、软弱覆岩的安全煤岩柱的留设方法。