近距离煤层群下行开采矿压规律研究

针对近距离煤层群上部煤层开采容易导致下部煤层开采区域的顶板结构及应力环境发生变化的情况,通过采用通用离散元数值模拟软件UDEC,对近距离煤层群在上部煤层开采完后围岩的应力分布规律及底板破坏情况进行模拟研究,为下部煤层开采时的顶板控制设计提供科学依据,对类似开采条件的近距离煤层群下行式开采具有一定的参考意义。     

近距离煤层上行开采矿压显现规律数值模拟研究

为更加经济高效的回采位于9#煤采空区上部的5#煤,提出了利用并延伸店坪煤矿现有5#煤生产系统直接回采木瓜煤矿5#煤的上行开采方案.采用FLAC3D数值模拟软件,对5#煤底板采动破坏程度、5#煤与9#煤同时开采时相互采动影响情况、9#煤开采时工作面走向与倾向矿压分布规律等问题进行了数值模拟计算,为保证上行开采的成功提供了理论依据.     

钱家营矿近距离煤层上行开采可行性研究

本文以钱家营矿1692工作面为背景,采用比值判别法、“三带”判别法、围岩平衡法以及数值模拟的方法来研究9煤层上行开采的可行性。结果表明,9煤层1692工作面位于12煤层冒落带上方的裂隙带之中,受采动影响较小,煤层间距也满足了上行开采的要求。通过将上行开采和下行开采2种开采模式对比分析,得出上行开采相对下行开采而言,工作面以及巷道处于低应力区域,有利于巷道的布置和采场矿压管理。研究表明对9煤层进行上行开采具有可行性。     

李家壕近距离煤层群开采对下煤层矿压影响研究

为了研究李家壕近距离煤层群同采时上煤层开采对下煤层开采矿压显现规律的影响,通过理论计算和地质雷达实测得出上煤层开采对底板的破坏深度约为20m,利用UDEC离散元数值模拟软件对煤层间距变化时下煤层矿压影响做出了分析,并现场对下煤层12108工作面的矿压进行了监测,结果表明:煤层间距在25~30m时,上煤层开采会对下煤层的矿压产生影响,造成下煤层顶板下沉量变大,来压步距减小等。     

范各庄矿近距离煤层上行开采矿压显现规律与可行性研究

以开滦集团范各庄煤矿近距离煤层的上行开采为背景,综合运用数值模拟、经验类比、概率积分等方法,研究5号煤层和7号煤层上行开采过程中矿压显现和岩层移动规律,分析了近距离煤层间相互影响作用,并对上行开采的可行性进行了评估.研究表明:7号煤层开采过程中,采空区上方出现应力卸压区,顶板下沉量不断增大形成顶板下沉区,5号煤层受7号...     

近距离煤层下行开采矿压显现规律相似模拟研究

为了研究近距离煤层下行开采的矿压显现规律,采用相似模拟的研究方法,以木瓜煤矿西二盘区煤层赋存特征为原型,以实验室测得的煤层及围岩物理力学参数为基础,在实验室模拟下行开采近距离煤层,得出了近距离煤层开采上覆岩层移动特征和矿压显现规律,主要表现为下煤层开采过程中工作面压力大,来压周期性不明显及垮落角大于上层煤等特点。     

近距离下煤层安全开采矿压监测

针对木瓜煤矿近距离煤层采空区、遗留煤柱下回采工作面停采线确定的技术难题,基于矿山压力与岩层控制理论,采用现场监测的方法,对工作面回风巷的围岩表面位移、超前支护段支柱工作阻力及液压支架工作阻力随工作面推进的变化等进行监测,得到超前支撑压力影响范围和工作面上覆岩层矿压显现规律;并通过力学计算结合现场监测的方法确定近距离下煤层回采停采线,该成果为近距离下煤层安全开采研究具有现场指导意义。     

近距离煤层综放回采巷道矿压规律

针对近距离煤层开采下部煤层回采巷道矿压显现剧烈这一难题,根据某矿10303综放工作面地质和开采条件,结合综放回采巷道现场矿压观测结果,采用FLAC3D数值计算分析回采巷道应力场分布以及塑性破坏场情况,研究表明,在上位煤层残留煤柱影响和本煤层工作面采动引起的应力重新分布耦合作用下,回采巷道顶底板及两帮移近量高达1 947、2 086 mm,巷道变形破坏严重,矿压显现剧烈。提出把巷道布置在采空区下方应力降低区内,减少本煤层区段煤柱宽度以及加强巷道支护可保证下煤层巷道稳定。     

纵向叠置多薄煤层压裂裂缝竞争延伸数值模拟

滇东黔西地区煤层具有纵向多薄层叠置的特点,且割理裂隙等结构弱面较为发育。前人的多层、薄层压裂裂缝模拟多针对砂岩储层,关于结构弱面对水力压裂裂缝影响的研究多集中在页岩和裂缝性砂岩,对结构弱面发育、高泊松比、低杨氏模量的多薄煤层水力压裂裂缝竞争延伸规律缺少系统的揭示。考虑层间流量动态分配和割理裂隙发育特征,建立拟三维裂缝延伸数学模型。以滇东上二叠统煤层为例,模拟并分析了直井多层组合压裂时各层裂缝竞争延伸。研究表明:结构弱面分布不同导致各层裂缝形态差异较大;水力裂缝被结构弱面捕获使得裂缝变窄,增加了压裂砂堵风险;杨氏模量较小的煤层多层合压,层间流量分配差异相对较小;对射孔参数已确定的井,增加压裂液黏度、提高排量可减小层间流量差异,进而促进各层缝长充分扩展;减小压裂液黏度,降低排量可控制缝高。     

近距煤层高效保水开采理论与方法

地下煤炭资源开采极易导致珍贵的浅表水资源流失,从而造成地表植被死亡和生态系统失衡。为保护维系西部矿区生态环境的浅表层水(河流湖泊水和第四系砂层潜水),尤其是为保护地下潜水(生态)水位,基于前期已取得的浅埋单一煤层保水开采理论成果和岩层控制工程经验,提出保(生态)水位和突水防治一体化的近距煤层水资源保护性采煤构想。以"高效保水采煤"为目标,针对近距煤层与极近距浅表水下开采条件,研究解决反复开采扰动区区域覆岩导水裂隙协同控制、极薄阻隔层低损伤控制,以及采掘面涌(突)水灾害监测预警等技术难题。提出长壁保水采煤方法、壁式连采连充保水采煤方法和采掘面突水红外监测辐射预警方法,实现近距煤层安全高效保水采煤,具体包括近距煤层岩层控制、采动覆岩导水裂隙带高度计算、隔水层变形计算和承载煤岩红外辐射响应等理论和特征,以及反复开采扰动区域导水裂隙控制、充填体主动接顶和"采-支-运"快速作业等技术。最终确定了保水开采薄弱区,形成基于水资源保护的浅埋近距煤层工作面优化布置、采煤方法配置与水资源运移监测的高效采煤理论与方法体系。研究成果已在陕北与华北等矿区进行了保水采煤实践,为实现我国煤炭资源的绿色化开采提供支撑。     

中厚-厚煤层近距离高效同采矿压控制研究

南阳坡煤矿主采煤层为3号煤和4号煤,层间距23~26m,下部煤层开采受上部煤层开采损伤影响,为中厚-厚煤层近距离同采。基于煤岩物理力学测试、在线应力监测、支护载荷无损监测及数值计算,得出了监测区域的侧向应力分布规律,3煤开采对下煤层传递角为45°,显著支承压力增高区域传递角为31°;监测评价沿空30205运输顺槽、4105运输顺槽支护效果,分析下煤层沿空巷道变形严重的四个原因;确定了未采下区段4107回风顺槽设计留设的区段煤柱尺寸以及正常条件下下煤层滞后上煤层合理距离。研究结果有助于合理设计采场及选取支护参数,有利于实现中厚-厚煤层近距离高效同采。     

近距离煤层开采矿山压力规律数值模拟研究

神东矿区榆家梁煤矿4-3煤层和4-2煤层为近距离煤层开采,通过建立FLAC数值模型,研究了4-3煤层工作面受4-2煤层工作面采空区的影响及4-3煤层工作面开采过程中的矿山压力显现规律,分析得出了4-3煤层工作面矿山压力受影响的范围及4-3煤层工作面垂直应力变化规律。     

近距离煤层群开采底板不同分区采动裂隙动态演化规律

为了研究采动影响下底板不同应力分区裂隙动态分布及其演化规律,运用弹塑性力学和卸荷条件下断裂力学等相关力学理论分析了不同分区裂隙张开、扩展力学机理,提出不同分区裂纹扩展的应力、位移条件,通过FLAC3D和UDEC数值模拟软件分别研究了底板三维应力状态、位移变化和裂隙演化规律,对底板应力分区做出量化,同时得到采动影响下底板裂隙发育“O”形圈及其动态变化。通对底板不同分区内裂隙的发育倾角统计结果分析,得到了底板不同分区裂隙发育特点：压缩区裂隙多为弯折拉伸裂纹,方位角大致为垂直方向;过渡区裂纹多为反向滑移和弯折扩展裂纹,裂纹倾角多为45°以上;膨胀区多为Ⅱ型剪切裂纹,倾角大部分在45°以下;裂隙发育特征与力学分析相吻合。     

珲春河下近距离煤层开采及对河堤损害影响的研究

河下采煤易造成的河堤下沉、堤防损坏,将导致河水外溢、河堤失稳,降低行洪能力,从而诱发安全事故。河下采煤应将资源开发利用与河流、河堤的防护协同开展。以珲春河下近距离煤层组开采为例,通过分析井田含水层与地表水的水力联系,得出井田第四系砂砾含水层、煤系风化带含水层与上部珲春河水力联系密切。煤层组顶板为中硬类型,岩石极易软化,泥岩遇水易膨胀、崩解,对裂隙有弥合作用。近距离煤层开采导水裂缝带最大高度为56.95 m,距珲春河较远,波及不到珲春河水体。为使珲春河、第四系砂砾含水层及古近系风化含水带不受开采的影响,在风化含水带下留设防水安全煤岩柱进行保水开采,经计算19b,20煤保水开采上限标高分别为-110,-134 m。采用概率积分法评价近距离煤层工作面相继开采对地表河堤的影响,结果表明,随着采动工作面的增多,采动范围的扩大,河堤下沉范围增大。河堤的最大水平变形值为3.4 mm/m,在允许变形范围之内。但由于受采动影响,河堤局部范围出现一定的沉降,最大下沉值为2.61 m,低于历年最高洪水位,为此提出开采期间河堤的防护措施,可对我国河下近距离煤层开采及河堤防护提供参考。     

缓倾斜煤层开采沉陷的三维有限元模拟

根据某井田内煤层赋存状况及断层特征等,通过对小断层、厚度较小地层的归并,建立了区域三维地质概化模型,并进行三维有限元模拟计算分析,得出该区域内缓倾斜煤层开采后其地表变形值。     

大倾角多煤层开采地表移动规律的数值模拟研究

本文是在沈阳煤业集团红菱煤矿大倾角煤层开采实际基础上,通过对国内外关于矿山开采沉陷及防治研究的总结和对研究现状的分析,针对红菱矿倾斜多煤层开采的采矿地质条件,采用数值模拟的方法,对矿区煤层开采引起的岩体移动和地表沉陷的基本规律进行了研究.所得结果对现场开采及地表沉陷治理具有一定的指导作用,对于同类地质和开采条件的矿区具有参考价值.