浅埋煤层条带开采固体充填地表沉陷定量控制方法

基于等价采高模型和概率积分预计原理分析了固体密实充填全采全充模式在建(构)筑物下浅埋煤层开采的不适应性,分析了建(构)筑物下浅埋煤层开展条带开采固体充填的必要性。在此基础上提出了建(构)筑物下浅埋煤层条带开采固体充填设计原则和沉陷定量控制设计方法。最后将条带开采固体充填设计方法用于某浅埋煤层开采取得了良好的效果。     

高速公路下厚煤层条带充填开采技术研究

为了保证玉溪煤矿矿井正常生产和接续,结合高速公路压煤情况,借鉴以往"三下"采煤案例,充分汲取"连采连充"工艺的施工经验,根据库伦-纳维尔破坏准则,计算出了条带先期开采宽度和留宽,利用跳跃式开采顺序,在煤层顶板周期来压前及时充填和注浆凝固,有效控制了煤层顶板上覆岩层变形和破坏,从而减低了开采区域地表路基和附近建筑物的变形下沉量,大幅提高高速公路下压煤采出率,缓解接续紧张的现状,延长矿井服务年限近8 a,取得了显著的社会和经济效益。     

厚煤层窄条带分带充填开采条带宽度研究

以高河矿E1309工作面为工程背景,通过理论分析、数值模拟对厚煤层分带充填开采条带宽度进行了研究。基于弹性地基梁理论建立了窄条带膏体充填开采顶板移动力学模型,推导出了采空条带顶板岩梁挠曲微分方程并掌握了窄条带膏体充填开采覆岩移动破坏规律,通过理论计算发现,条带宽度在4～6 m时顶板下沉量较小;通过数值模拟进一步研究了条带宽度为4 m、5 m、6 m时条带围岩的塑性区、位移及应力分布,对比分析最优条带宽度为5 m.通过现场实践,条带在回采及充填期间工作面围岩稳定,条带宽度合理,该研究可为潞安矿区“三下”压煤边角煤柱回采提供合理思路及工程经验。     

极浅埋煤层条带开采煤柱合理宽度研究

为了解决极浅埋煤层条带开采过程中留设煤柱合理宽度不明确的问题,以某矿为例,采用理论分析与数值模拟的研究方法,根据岩体极限平衡理论计算得到支撑煤柱宽度为1.56~1.83 m;支撑煤柱的宽度增加引起面积增加,总的承载能力增大;支撑煤柱为1.25 m,采深大于150 m后,全部进入塑性区,可能发生失稳;宽度为1.5、1.75、2.0 m时,随着采深的增加,最大垂直应力基本呈线性增加。     

浅埋煤层条带充填开采覆岩破坏规律研究

为了开采建构筑物下的煤炭资源,延长矿井服务年限,以榆林地区二墩煤矿为研究背景,研究膏体充填体与上覆岩层的关系,通过理论计算得出岩梁上的载荷值为q=0.087 MPa,直接顶的极限跨距L=8.74 m,条带煤柱宽度b=15.6 m。运用FLAC^3D软件进行模拟分析,在采宽为8 m、充填体强度为6 MPa时,得出煤柱的应力最大达到7.5 MPa,充填体平均应力达到5.0 MPa。     

浅埋薄煤层超高水充填开采地表移动规律

为了研究浅埋薄煤层超高水充填采空区后地表移动规律,根据某矿具体地质条件,采用FLAC<'3D>数值模拟软件,建立了浅埋薄煤层超高水充填开采数值模型.在影响地表沉陷的诸多因素中,模拟主要给出了充填体强度一定,充填率不同时的地表下沉等值线图及下沉最大值,回归分析得出了相应函数关系式并分析出其原因.研究表明:在充分采动或超充分采动条件下,地表下沉最大值ω随超高水充填率κ的增大呈线性关系减小,表达式为ω=-0.8396κ+0.8378.     

印度浅埋坚硬顶板厚煤层开采方法探讨

本文根据印度浅埋厚煤层、坚硬顶板的条件 ,提出了恒底综采与二次综放联合开采的技术方案 ,并对其优点和可行性进行了论证 ,还提出了坚硬顶板断裂线位置的监测方法 ,该开采方法对防止坚硬顶板来压时的动压冲击 ,保证生产安全 ,具有重要的应用价值     

条带膏体充填开采地表沉陷研究

条带开采技术是有效解决"三下"压煤的主要技术之一。将条带开采和膏体充填两种方法有机结合,提出了条带膏体充填开采的新概念。以周源山煤矿24采区条带膏体充填开采为工程背景,基于FLAC3D软件分别对采宽、留宽均为50m的条带开采和条带膏体充填开采两种开采方案进行数值研究。研究结果表明,条带膏体充填开采的地表下沉值大于条带开采相应位置的地表下沉值,但是其下沉系数满足条带开采的允许下沉系数的要求,这说明条带开采理论应用于条带膏体充填开采中是可行的。研究结果对以后周源山煤矿24采区的充填开采有一定的指导意义,并为类似的工程实践提供一定参考。     

河流下条带充填开采可行性分析

针对某矿河流下开采不存在隔水层、埋藏浅和地表地形复杂等特殊情况,分析了条带充填开采的分类,提出了采用倾向条带充填开采方法,通过矿压理论和材料力学理论分析了条带充填的可行性,通过数值模拟方法,对条带充填参数进行了设计,在提出的方案中找出最安全经济合理的条带充填方案。     

浅埋煤层条带充填隔水岩组力学模型分析

我国西部浅埋煤层开采引起严重的地表塌陷和潜水流失,进行条带充填控制隔水岩组稳定性是保水开采的有效途径。基于“上行裂隙”和“下行裂隙”对隔水岩组稳定性的影响,建立了2个充填条带的非水平五跨连续梁力学模型,并给出了其放松结构,求出了岩梁的应力和弯矩表达式。考虑充填条带及其支撑岩柱的压缩变形,给出了条带充填隔水岩组的下沉曲线,提出了“上行裂隙”发育高度与“下行裂隙”发育深度和位置的计算方法。研究表明,上行裂隙发育高度随间隔宽度的增大而增大,下行裂隙发育深度随隔充比的增大而明显增大。充填位置、充填条带宽度、充填间隔宽度和隔充比是隔水岩组稳定性的主要影响因素。     

沙基岩浅埋深厚煤层采煤方法探讨

在分析了煤层地质条件的基础上,讨论了适合9号煤层的3种采煤方法,通过分析分层开采、大采高综采和综采放顶煤开采的优缺点及适应条件,确定了9号煤层采用综采放顶煤采煤方法,并结合沙基岩浅埋深煤层的矿压规律,探讨了回采工艺参数。开采实践证明采煤方法及工艺参数的选择较合理,开采效果较好,给准格尔矿区东部厚煤层开采提供了借鉴的经验。     

薄煤层条带煤柱机械化充填开采技术研究

针对条带煤柱炮采工艺效率低、人员多的实际情况,组织开展了机械化充填开采技术研究,形成了平行条带布置工作面机采充填技术,对地表移动变形进行了采前预估,地表在Ⅰ级损坏范围内,可以实现安全高效开采。     

浅埋厚煤层开采地表导气裂缝分布规律研究

为了确定浅埋厚煤层开采地表漏风范围,基于串草圪旦煤矿6104工作面生产技术条件,采用现场实测、数值计算和理论分析相结合的方法,对浅埋厚煤层开采覆岩采动裂缝及导气裂缝的分布规律进行了研究。研究结果表明：浅埋厚煤层开采覆岩采动裂缝可分为开切眼侧永久裂缝区,以及随工作面推进动态分布的裂缝产生区、裂缝贯通发展区和裂缝闭合区;6104工作面裂缝贯通发展区范围为滞后工作面0～100 m。实测6104工作面导气裂缝分布区滞后工作面0～80 m,且导气能力随裂缝滞后工作面距离的增大而降低。     

城镇下特厚煤层大采宽条带开采方法研究

为了实现策底镇建筑物下煤炭资源的合理安全开采。以策底煤矿建筑物下开采为研究背景,通过现场实地勘察、条带开采参数理论计算等方法,明确了建筑物下采煤地表建筑物的分布、数量、结构和类型,确定了留宽70 m、采宽50 m的大采宽条带开采设计方案。通过概率积分法和FLAC~(3D)数值模拟计算分别对该条带开采设计进行了验证,结果表明大采宽条带开采后形成的地表最大下沉量值为210 mm,地表水平变形量值为-1.0～1.5 mm/m,地表建筑物受损小于Ⅰ级破坏,满足保护地表建筑物的要求,并能实现矿井02、04工作面连续推进安全采煤。     

厚煤层膏体分层充填开采顶板破坏特征分析

为研究厚煤层膏体分层充填开采顶板破坏特征,以龙王沟煤矿6201工作面的地质条件为工程背景,分析了厚煤层膏体分层充填开采技术,并基于等效巷道理论计算出顶板塑性区破坏高度为9.11 m,利用FLAC3D数值仿真软件,建立了厚煤层膏体分层充填开采的流-固耦合数值模型,得出第4分层开采完毕后顶板的最大塑性破坏高度为11.5 m,最终利用顶板位移监测系统测得顶板最大破坏高度约为12 m,与理论计算、数值模拟所得结果基本吻合。     

特厚煤层充填开采地表移动变形研究

利用FLAC~(3D)数值模拟软件建立了充填开采工艺方案的数值模型,将"垂直变形、水平变形、倾斜值和曲率"作为分析地表移动变形的4个指标,并且把模拟结果与相关规程进行对比,研究认为:增子坊矿似膏体巷式充填开采对增子坊村建筑物的最大影响均在二级影响标准内,影响区域均在距村庄50 m之外,范围很小,特厚煤层充填开采对地表变形控制效果显著。     

特厚倾斜煤层充填开采对地面路基沉降的影响

为了研究特厚煤层填充开采对上覆岩层的影响,以保证地表公路满足规范要求的正常使用的沉降量,使用PFC3D作为模拟平台,采用下落法对模型进行构建和模拟分析。通过3种充实率和7种假设的采空区长度组合模拟得到了岩层移动和应力变化规律,同时得到满足路基沉降的充填开采方案。模拟结果表明:在该例复杂地质构造下岩层中的主要变形影响区和松散堆积区的变化有一定规律,岩层4(火成岩)在过程中起着重要作用。根据模拟结果得到了满足沉降条件时的充实率和空区长度的对应关系,从而探究高速路下采煤的可行性。     

厚黄土层建下条带开采参数选取数值模拟研究

针对西部厚黄土层矿区建(构)筑物下压煤合理条带开采参数选取技术难题,通过理论分析、FLAC~(3D)数值模拟及现场应用实测等方法,对影响该条件下条带参数的选择进行探讨论证,并对各因素与条带开采参数选取的最佳结合点进行了分析说明。     

薄煤层巷式充填开采应用研究

以店坪煤矿152302 工作面巷式充填开采为工程背景,通过FLAC3D数值模拟,分析充填体的合理强度,并根据实际条件,设计巷式充填开采的工艺.结果表明:充填体材料合理的充填强度为3～5 MPa,充填后巷道顶板最大变形量为58 mm,两帮移近量为55 mm,巷道整体变形量较小.     

厚煤层边角煤开采技术研究

以南屯矿33上15工作面为背景,采用理论分析、现场实践,对厚煤层边角煤开采过程中矿压演化规律进行研究。研究结果表明:厚煤层边角煤开采时,煤壁片帮、端面冒顶和支架承载较常规开采工作面明显,受工作面一侧为采空区、另一侧为风氧化带的影响,工作面两侧的矿压显现程度增大,回采巷道的支承压力超前影响范围明显增大,围岩变形量和变形速度增大。