煤层开采底板承压水导升模拟试验系统研制与应用

为深入分析煤层底板承压水导升规律和直观展现突水通道形成过程,基于现有的二维相似材料模拟试验台研制了煤层底板承压水导升模拟试验系统。该系统包括二维相似模拟试验台(改造后)、承压水加载系统、承压水导升系统和计算机监测系统。运用研制的系统进行了尺寸为1 900 mm×220 mm×1 800 mm的模型铺设、开挖及监测。试验结果表明:该系统将柔性水囊、导水脉络和突水口组合成一个整体,避免了一般模型底板加载压力不均衡,解决了含压水箱与模型之间的密封难题;在水压达到0.03 MPa条件下,随着工作面推进距离增大,承压水导升高度不断升高,采空区中部出水量最大,导升高度最高;承压水沿阻力最小、距离最短的线路突出,且突水通道形成呈现突发、干脆特点;底板岩层受采动矿压和承压水水压产生的压剪作用,应力值出现"负—正—负"变化趋势。     

煤层底板承压水导升规律数值模拟

为了研究煤层底板承压水导升规律,基于流固耦合理论,在对煤层底板突水机理进行分析的前提下,建立了煤层底板突水的水文地质物理概念模型和数值模型,模拟了在不同方案下(不同的底板隔水层渗透系数、不同底板水压)原始导升高度与再导升高度的变化规律。     

从抑制承压水再导升进程视角看底板注浆的应用

回采引发的底板岩石卸压效应,使得底板岩石阻水性能发生不均衡损失,导致承压水残余水压增加,从而启动承压水再导升进程并予以维持。底板注浆通过消减底板岩石特定层位、区域的原生结构瑕疵,能够降低承压水再导升的起点和抑制卸压效应的扩散程度。     

带压开采煤层底板破坏突水规律

针对随着开采深度不断加深而带来的承压水威胁进一步增加这一现状,根据具体地质条件,利用相似材料模拟试验以及自主设计的承压水导升模拟装置,观测了承压水在开采不同阶段的导升情况和底板破坏情况,深入研究了从开采伊始到逼近断层时底板从细微破坏到最终导水通道形成的规律;利用对模型进行分层拆解的方法,了解了裂隙的内部发育情况。     

承压水作用下切顶卸压对煤层底板破坏深度影响的试验研究

为研究承压水作用下煤层顶板切顶卸压对煤层底板破坏深度的影响,以二维相似模拟试验台为基础,研制了简易底板承压水施加装置,并运用动态应变仪和全站型电子测距仪分别进行应力和位移监测。试验模拟了切顶卸压和常规开采条件下的煤层底板破坏深度情况,得到了2种不同条件下围岩应力场的变化规律和底板破坏深度值。试验结果显示:切顶卸压和不切顶卸压条件下,在近水体处的裂隙导升带破坏区别不大;监测到的煤层底板应力变化规律相似,但扰动强度不同。不切顶条件下的底板破坏深度比切顶条件下大,切顶卸压在一定程度上能够减小底板破坏深度。     

汾源矿5~#煤底板奥灰原始导高测试与研究

以汾源矿5#煤底板施工注浆钻孔资料为基础,分析了汾源矿奥灰原始导高发育情况及其对煤层开采的影响,得出汾源矿奥灰上马家沟组顶面存在9.1~49.25 m的原始导高;5-101首采面部分区域奥灰原始导高可发育至底板破坏带以上,首采工作面回采存在一定的奥灰突水危险,对5-101工作面进行底板隔水层注浆加固及含水层改造可起到防治水作用,并且对发育有奥灰原始导高的矿井防治水工作也有一定的指导意义。     

水岩作用下底板导高带的导升机制

针对煤层底板中较难确定的导高带,为了对其导升机制有比较深入的认识,研究了导高带中岩体裂隙的形成及扩展。结果表明:原始裂隙的形成的深度非常有限,这主要与承压水的大小有关;裂隙的扩展非常复杂,但主要由地应力,承压水水压,裂纹倾角有关,水压越大,倾角越大,则裂隙越容易向上发展,即底板带水裂隙带越容易贯通底板破坏带,突水发生几率就会加大。     

煤层底板隐伏断层承压水导升机制研究

煤层底板隐伏断层活化突水是矿井水害防治技术中的关键问题。根据底板隐伏断层的发育形式,运用FLAC^3D数值模拟软件建立了底板隐伏正断层与逆断层模型,探究采动应力作用下2种断层模型的塑性区与渗流场发育特征。结果表明：正、逆断层类型对采动塑性区的发育形式具有主导作用,当底板为正断层时,采动过程中的底板破坏形式为“V”形向“W”形的演变;当底板为逆断层时,底板将会在隔水层中间位置出现对称原位张裂区,采动应力对正断层的活化作用高于逆断层,揭示了隐伏断层突水机制。     

回采过程控制与裂隙导升型底板突水的预防

通过回采过程控制,对承压水与底板的关系演变进程施加良性影响,利于承压水与底板达到系统再平衡,对预防裂隙导升型底板突水发挥积极作用.     

矿井煤层底板承压水防治措施与应用研究

某井田周围的水源丰富,导致煤矿开采过程中出现了严重的涌水问题,对煤矿生产安全构成了一定程度的威胁。在对井田特征及主要水体进行简要介绍的基础上,分析了井田附近的水文地质特征。基于钻孔实验研究了11100掘进工作面围岩的水文地质情况,基于实验结果对工作面不同区域进行分区。利用综合探测、疏水降压和注浆加固技术制定了煤层底板承压水防治措施方案。通过实践应用发现取得了很好的效果,疏放水量达到了2万m³,工作面底板的钻孔承压值由最大时的0.76 MPa降到0。     

煤层底板岩溶承压水水害分析及综合治理

根据矿区地层、岩性、含水空隙特征及埋藏条件,分析了影响矿井煤层开采的主要水害因素.结合对矿井历年突水水害状况的分析,采取了有针对性的综合水害治理措施,有效解决了矿井水害治理难题,确保了矿井安全生产.     

受底板承压水威胁煤层开采安全性分区探讨

华北型煤田煤层开采广泛受到底板承压水威胁,开展煤层安全开采分区研究对于保障矿井安全生产有着重要的意义.分析影响煤层底板突水的主要因素,利用GIS多元信息复合技术,构建适合潘西煤矿千米深矿井的突水模型,对潘西煤矿主要采区进行危险性评价,形成矿井危险程度分区图,指导潘西煤矿19煤层安全开采.     

底板渗流应力耦合破坏与递进导升协同突水演变规律研究

为深入研究底板渗流应力耦合破坏与递进导升协同突水演变规律,应用FLAC3D固液耦合模式模拟隐伏断层底板岩体的应力分布、变形破坏特征、递进导升渗流规律及裂隙扩展突水机制.数值模拟表明:在矿山压力和承压水压力影响下,随着工作面开挖,打破原来开挖面周围荷载平衡,底板岩层节理裂隙经历张开、闭合、扩展反复循环过程,当矿压破坏带和...     

影响煤层底板导水破坏深度相关因素分析

分析了影响煤层底板导水破坏深度的常见因素。     

底板注浆防治承压水技术的应用

介绍了焦煤集团公司方庄矿在新井23071工作面采用煤层底板注浆加固技术防治承压水突出的做法以及底板注浆效果。     

赵家寨煤矿承压水开采底板破坏规律数值模拟研究

结合郑煤赵家寨煤矿＂三软＂薄煤层综采开采的实践,运用数值模拟的方法分析工作面采动对底板水的影响,根据用塑性区范围来表示采动破坏范围的应力和塑性区的判断来说明承压水上开采的规律。     

多因素影响下承压水工作面底板破坏规律研究

以淮北某矿7222工作面为研究背景,针对其煤层赋存情况和水文地质条件,确定影响承压水底板的主控因素有煤柱宽度、工作面推进长度、工作面长度及采高.借助数值模拟软件FLAC3D5.0对在不同煤柱宽度、采高、工作面长度及工作面推进长度条件下底板塑形区域进行系统研究,分析底板破坏深度的演化规律,分析结果表明:底板破坏深度随煤柱...     

奥灰高承压水对煤层底板的破坏研究

为了分析水压对承压水上煤层底板的破坏规律,引入横截面法和承压水导升理论研究承压水作用机理,推求水压力对煤层底板的作用过程和突水原理。采用总结前人成果和理性推理的方法进行研究,建立理想横截面研究煤层底板破坏的模型,引出二维孔隙率与三维孔隙率的关系,推求孔隙水压作用方式和计算方法,得到煤层底板裂隙扩展的方向性和突水滞后性,预测完整隔水煤层底板突水破坏过程。     

庚组煤层底板承压水突水机理分析与防治对策

分析了平煤股份二矿的水文地质条件,探讨了平煤股份二矿庚组煤层底板承压水突水机理,针对不同生产地点的矿井水提出了具体的水害预防和治理技术,并指出了防治水救援应急预案的重要性及制定原则。