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。     

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。     

杨村煤矿薄基岩区提高综放面开采上限试验研究

通过采用钻孔注（放）水法探测了杨村煤矿综放面采后覆岩采动破坏高度;通过基岩柱厚度探测,探明305工作面浅部顶板基岩柱厚度;采用无线电波坑道透视,查明了工作面内的隐伏小断层及其延展情况。在此基础上,设计了305综放面安全防砂煤柱为30m,并制定了相应试采方案。通过试验取得了3煤综放面提高开采上限试采的成功。     

杨村煤矿薄基岩区提高综放面开采上限试验

通过采用钻孔注(放)水法探测了杨村煤矿综放面采后覆岩采动破坏高度;同时,探明了305工作面浅部顶板基岩柱厚度;采用无线电波坑道透视方法,查明了工作面内的隐伏小断层及其延展情况.在此基础上,设计了305综放面安全防砂煤柱为30 m,并制定了相应安全试采方案.通过试验取得了在该矿3煤层综放面提高开采上限试采的成功.     

杨村煤矿3煤区域提高开采上限可行性研究

针对杨村煤矿3煤316工作面受到上覆水体的威胁,以杨村煤矿316工作面的地质条件为背景,对316工作面提高开采上限确定防砂煤柱高度进行研究。结合杨村煤矿316工作面相邻工作面的开采经验类比法、经验公式法及数值模拟方法计算结果表明,316工作面综放开采后冒落带高度最大为30.2m,保护层厚度为15.2m,得到316工作面3煤全厚开采时留设的防砂煤岩柱高度为45.4m。而316工作面范围内基岩柱最小厚度约60m,故可得出该工作面可实现安全开采的结论。研究结果可为本工作面及兖州矿区后续类似工作面提高开采上限确定防砂煤柱高度提供主要的参考依据。     

复合水体下特厚煤层综放开采安全性研究

为解决采空区和地表塌陷积水组成的复合水体下综放开采安全性问题,以灵露煤矿一采区Ⅱ3特厚煤层所面临的由Ⅱ2-1煤层采空积水和地面塌陷积水组成的复合水体下开采为例,采用工程类比和理论分析相结合的方法,计算得出了综放开采覆岩破坏高度以及防水、防砂和防塌安全煤岩柱高度;基于采空区积水区和开采煤层之间的距离与安全煤岩柱高度的差值...     

赵固二矿露头区砂砾含水层下安全煤岩柱留设研究

赵固二矿煤层隐伏露头区域工作面开采受到新近系下层砂砾含水层的威胁,原设计中采用分层开采,工作面产量和效率难以提高,经济效益低。通过对现场实测、FLAC3D数值模拟以及对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,最终合理确定了防砂和防水安全煤岩柱的高度以及开采厚度。结果表明基岩厚度较薄的区域可只采顶分层,解放大量浅部煤炭资源,提高采出率;基岩较厚的区域变分层开采为一次采全厚大采高开采,有利于矿井实现高产高效安全开采。     

多伦协鑫煤矿1702~(-1)工作面水体下综放开采安全煤岩柱的留设研究

为了实现多伦协鑫煤矿1702-1工作面变综采为综放开采,进一步提高煤炭资源的开采效率,在水文地质补勘、岩土工程试验、覆岩结构分析、"两带"高度实测、相似模拟和数值模拟试验的基础上,讨论了缩小工作面上部安全煤岩柱厚度的可行性。综合分析认为,该工作面可以实现变防水安全煤岩柱为防砂(塌)安全煤岩柱,从而为采煤方法的优化奠定了基础。     

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。     

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。     

准东煤田巨厚煤层开采技术研究

针对准东煤田巨厚煤层开采面临的技术问题,研究认为B1煤层适宜采用分层综放开采,具有分层数目少、掘进率低的优点;B1煤层顶煤垮落角约为80°,最大可放煤高度17.01m;考虑顶煤可充分垮落条件,计算不同割煤高度条件下的容许采放比均超过了1∶3,可按1∶3的采放比进行放煤设计;为避免下分层工作面处于上分层工作面的开采扰动区,分层厚度应大于13.84m;应适当加大首分层的厚度,分层数目不宜大于3层。     

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。     

大平矿特厚煤层综放工作面水下开采安全性评价

为了确保大平矿特厚煤层水库下开采的安全性问题,依据待采工作面的地质条件和其他采区已采工作面的实测数据,构建了该井田范围内的水下开采安全性的判定准则,结合3DEC数值模拟得到的导水裂隙带高度,判定水下开采的安全性。以S2S9综放工作面为例,依据判定准则得到的最小保护层厚度为58.84 m,数值模拟得到的导水裂隙带高度为180.6 m,根据煤层最小埋深和含水层厚度得到防水煤岩柱的高度为552.73 m,与导高之间的差值为372.13 m,大于能够安全隔水的最小保护层厚度58.84 m,而且还大于已采面最大的保护层厚度333.04 m,说明S2S9综放工作面水下开采是安全可行的。     

海下综放开采防水安全煤岩柱厚度的确定

针对龙口海域下开采的实际情况,分析了海域扩大区水文地质条件,收集整理国内13个矿区综放开采导水裂缝带高度实测数据,选取采厚、基岩柱厚度、倾角、顶板单轴抗压强度、泥岩比例和覆岩结构6种因素作为导水裂缝带发育高度预测模型的影响因子,建立导水裂缝带高度预测模型,并对不同采厚条件下导水裂缝带高度进行了预测;应用FLAC软件进行了断层条件下覆岩破坏规律的模拟,计算了不同落差、不同倾角的正断层对导水裂缝带发育高度的影响,得出在软弱覆岩类型综采工作面（采厚4.4 m）有正断层（倾角45~65°）、落差小于6.0 m的情况下,导水裂缝带发育高度较之正常地质条件下增大14.4%~22.2%.提出了综合考虑断层和正常条件的防水安全煤岩柱设计,确定在海域放顶煤开采正常覆岩条件下防水安全煤岩柱厚度为55.5 m;受断层影响条件下,防水煤岩柱厚度为62.5 m.     

Fully Mechanized Top Coal Caving Mining Analysis in Xiagou Mine Under Jinghe River and Qravei Aquifer

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。     

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。     

河流下浅埋深薄基岩煤层部分开采可行性分析

控制覆岩破坏高度是实现水体下安全开采的关键。针对“浅埋深、薄基岩、坚硬顶板”河流下压覆煤炭资源的问题,采用数值模拟的方法,计算了巷柱式和房柱式等部分开采的覆岩破坏高度,并从防水煤岩柱留设、岩梁极限跨度以及煤柱稳定性3个方面论述河流下部分开采的可行性。研究结果表明,部分开采能够很好地控制覆岩破坏高度,煤岩柱厚度基本满足留设防水安全煤岩柱要求;由于上覆基岩柱中存在厚度大于10 m的粗砂岩,在跨度小于8.53 m的情况下可以支撑上覆岩层;设计煤柱安全系数为1.28～1.81,均满足要求。采用采6 m、留6 m的巷柱（窄条带）式开采是最佳方案,面积采出率为50%,按总采出率45%计算,可解放河流压覆区域约52万t煤炭。     

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。     

在地表大型水体及巨厚含水松散层下综放采煤

文中叙述了兖矿集团杨村煤矿在泗河及河床下为185 m第四系巨厚复合含水松散层下,采用综放开采二迭系3煤厚煤层,平均采放高度7.8 m,特别是工作面近切眼端有140 m推进长度,其煤岩柱尺寸仅有40~50 m,在防砂煤岩柱条件下进行了全厚开采。并利用地表移动规律合理选择工作面的位置和尺寸。安全采出煤炭128.3万t,保证了泗河大堤安全使用,获利税1.5396亿元。取得了丰富的技术数据和留设防砂煤岩柱管理经验,使水资源环境得到了保护,取得了巨大的社会、经济效益。     

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。