不同层数采空区岩层移动变形特征对比分析

通过不同层数采空区条件下岩层移动变形特征的对比分析,为今后进一步分析采空区岩层移动对井筒破坏的影响奠定基础,为穿越采空区井筒的合理布置提供一个定性的指标。     

过采空区煤层气井地面抽采关键技术

为保证煤矿区煤层气资源超前预抽和连续性开发利用,抽采煤矿采空区下伏煤层的煤层气,已成为煤矿区煤与煤层气共采的重要课题之一。以山西晋城寺河矿井为例,分析了3号煤层采空区下伏岩层应力-应变分布规律、采空区下伏岩层裂隙演化规律和下伏煤层渗透率变化情况,根据采空区卸压效果和下伏煤层的煤层气解吸程度,揭示了过采空区煤层气井抽采机理。通过在采空区以上50 m位置对二开技术套管外安装裸眼封隔器和反扣装置,二开固井后,将反扣装置及以上套管进行回收,使三开固井实现全井段有效固井。从3号煤层采空区以上90 m至采空区底板20 m以下的二开钻进过程采用氮气钻进,研发了煤层气地面钻井过采空区成套系统,包括空压机组、制氮机和增压机组,对其机组参数进行了优化。基于以往寺河矿区煤层气井裂缝监测结果,优化压裂施工参数,适当缩小9号和15号煤层规模压裂。按照过采空区井抽采机理和产气特征划分了3种产气类型,分析了其产气规律。研究结果表明,9号煤层和15号煤层都位于采空区下伏底臌变形带内,3号煤层回采后,9号煤层和15号煤层渗透率分别提高了2.70倍和2.65倍,9号煤层渗透率提高到10×10^-15m...     

谦比希铜矿东南矿体主井工程防治水技术

针对谦比希铜矿东南矿体主井工程下伏含水层赋存水量大、岩层破碎柔软的情况,为确保井筒掘砌的安全和质量,采用井筒工作面预注浆法,成功穿过含水层。实践证明,井筒工作面预注浆法是治理井筒涌水行之有效的方法。     

浅埋大采空区残矿回采上覆岩层及井筒稳定性研究

为了保证浅埋大采空区残矿回采上覆岩层、井筒的稳定性以及矿区上方宿舍、设备和人员的安全,以朝不楞矿区为工程背景,在前期勘探取样、现场测试和室内力学实验的基础上,分析了矿体采空区顶板和井筒的破坏机理,基于H-K体建立了矿体采空区顶板流变力学模型,为残矿回采提供了理论依据;并且采用FLAC^3D数值模拟软件,分析残矿回采上覆岩层和井筒的应力、位移变化规律。研究表明：Ⅲ区回采后,上覆岩层最大拉应力为0.13 MPa,最大位移为1.6 mm,井筒最大拉应力为5.9 MPa,最大位移为0.2 mm,均满足限定标准。该研究成果可为浅埋大采空区残矿回采提供参考。     

基于板模型的孤岛工作面主关键层破断机理分析

煤矿开采中由于跳采产生的孤岛工作面与一般非孤岛工作面相比,采场上覆岩层运动规律有很大的区别.论文将孤岛工作面两侧采空区上覆岩层受采动影响是否充分视为区分条件,将主关键层设为三种不同边界条件下的薄板模型,利用力学分析和ANSYS数值模拟,得出不同边界条件下主关键层的应力分布情况和破断形式,并分析得出:当孤岛工作面两侧采空区上覆岩层受采动影响充分时,主关键层破断步距最小,工作面煤体支承压力最大.而当孤岛工作面两侧采空区上覆岩层受采动影响不充分时,主关键层破断步距最大,工作面煤体支承压力最小.     

城市地下不规则采空区的超载破坏模型试验

为研究某城市地下小型采空区的岩层稳定性,采用三维相似模型方法,对城市潜在地质灾害问题进行了超载破坏试验研究。根据相似模拟理论,以中粗河砂为骨料配置了相似材料,采用砌筑法建立了相似模型。对岩层进行逐级竖向加载至破坏,同时监测了地表位移、矿柱和岩层顶板的应变变化,并采用内窥镜拍摄了顶板和矿柱的破坏演变过程。计算分析了岩层表面的位移、曲率变形、顶板的应变,及矿柱的破坏随荷载增加的变化曲线。综合几个方面来分析岩层的稳定性。试验结果表明:①岩层表面荷载小于2 MPa时,岩层表面变形很小,属于稳定状态;2 MPa后岩层变形呈随荷载迅速增大的状态,并表现出明显的不均匀变形特征。②岩层表面荷载不超过1.2 MPa时,顶板应变处于线性小变形阶段,属于稳定阶段;而后顶板应变随岩层表面荷载迅速增加,当荷载增大到5 MPa时,应变曲线上出现明显的拐点,顶板开始出现破坏现象。③根据影像记录,顶板先于矿柱出现受拉裂缝破坏,而后矿柱出现剪切破坏现象。因此,未来的破坏模式必将是顶板先于矿柱出现拉裂缝破坏现象,所以要从防止顶板拉裂的角度来控制岩层的稳定性。综上所述,最终确定岩层表面瞬时荷载为1.2 MPa,并且在未来的开发设计中,应充分考虑该区域岩层因存在地下不规则采空区而导致的不均匀变形问题。     

井筒施工中采空区合理充填参数的确定

对井筒穿越采空区时的充填范围和充填材料力学参数的合理确定等理论技术问题进行了探讨。给出了采空区扰动的边界效应概念,揭示了采空区导致的岩层移动变形的特征规律。认为:大同矿区条件下采空区的合理充填范围以15~25 m为宜;采空区充填物的力学性质应与采空区顶、底板岩层力学性质接近,通常以单轴抗压强度20 MPa、弹性模量15000 MPa为宜。     

注浆封堵在渗漏涌水治理中应用

陕西省红石岩煤矿由于地表水形成的上层滞水层渗漏和小窑采空区潜水层大量富水通过已破坏的泄水巷涌水,导致近年来多次井筒涌水淹井事故。采用地面注浆法进行井筒防渗水处理, 受外界干扰小,施工设备简单, 工艺简便, 注浆堵水效果明显。     

望儿山采空区变形机理研究

以望儿山金矿一、二号井为例,对井筒在采空区塌落影响下的失稳破坏机理和影响因素进行了分析研究,利用有限单元方法,对井筒及采空区的现状进行模拟分析,得到采空区围岩的塑性区分布状况、应力场、位移场以及井壁上部的水平应力和水平位移状况。     

立井施工的经验与教训

我处承建钱家营矿,设计能力年产400万吨,总工程量6.5万米。建井期开凿3个立井,共1594.7米;主井620.4米,副井653.3米,东风井321米。现在,东风井已竣工,主井开凿到475.4米,副井开凿到362米。3个井筒施工实践中,有不少经验和教训。一、弄清井筒岩层地质、水文特征东风井全深321米,冲积层264米,采用长短管冻全深,用4个多月开凿完毕,平均月成井82米,最高月进166.5米,速度较快。主副井按河北省116勘探队提供资料     

基于倾角传感器的立井井筒安全监测系统设计与应用

随着矿山开采时间的推移,井筒发生偏斜和破裂的风险会逐渐增大,直接影响矿山安全和正常生产,因此必须建立对立井井筒受力及变形的长期监测.以张集矿主井井筒为研究对象,提出了采用倾角传感器测量井筒偏斜量,光纤光栅应变传感器测量井筒受力状态的井筒安全监测方法,为井筒长期服役的安全性提供了基础判据.     

注浆封堵在渗漏涌水治理中应用

陕西省红石岩煤矿由于地表水形成的上层滞水层渗漏和小窑采空区潜水层大量富水通过已破坏的泄水巷涌水，导致近年来多次井筒涌水淹井事故。采用地面注浆法进行井筒防渗水处理，受外界干扰小，施工设备简单，工艺简便，注浆堵水效果明显。     

基于立井水害治理的环形截水巷合理位置

针对胡家河煤矿主立井冻结井筒冻结孔涌水水害技术难题,提出了一种从根本上治理深冻结井筒冻结孔涌水水害的新方案。在该方案实施的过程中为了保证主立井井壁安全,采用FLAC软件对环形截水巷合理位置进行研究,研究表明:环形截水巷内壁距主井井筒圆心的最佳距离L为10.75 m,且2 m×2 m的环形截水巷道在开挖支护后其自身的稳定性满足要求且对井筒井壁的稳定性无影响。并对主井内壁和环形截水巷制定了相应监测方案,现场监测数据表明:在环形截水巷开挖和支护的过程中主立井井壁无变形,环形截水巷围岩比较稳定。这表明环形截水巷道内壁距主井井筒圆心的最佳距离为10.75 m是合理的。     

地面预注浆——注浆法及其在煤矿中的应用之四

一、发展过程在矿井建设过程中,井筒常常需要通过一个或若干个含水地层,含水层涌水给矿井建设带来很大的困难和危害。解决这个问题的重要方法之一就是在井筒开挖以前,从地面打钻孔对含水岩层预先进行注浆封水,使井筒安全、顺利地通过含水岩层。实践证明,它是建井中的一个重要的治水方法。很多井     

主井箕斗采用定量胶带机动态控制装载

针对主井定量斗装载硐室施工工程量大 ,施工工期长 ,矿建投资高 ,直接影响井筒周围岩层的稳定性等缺点 ,根据古城煤矿主井装载位置的地质条件 ,采用定量胶带机装载 ,带来了可观的经济效益     

井筒开工顺序对建井工期及经济效益的影响

矿井的井筒开工顺序决定着井筒改绞方案、提升能力的大小及形成时间、贯通点的位置及其距离;同时它也受施工准备期的制约。这些因素直接影响矿井建设工期和经济效益。此外,井筒开工顺序的安排与矿井地质条件、井田开拓方式、井筒数量及布置、井筒技术特征、施工方法以及施工设备的合理使用等有密切的关系。本文仅对井筒开工顺序与改绞方案、主连贯通点位置、施工准备的时间之间的关系等问题进行探讨。一、井筒开工顺序与改绞的关系对于立井开拓方式布置有主、副、风井的矿井,一般井筒改绞方案采用主井、风井到底改装临时罐笼,而副井到底后先与主井     

冠山竖井立井锚喷支护的施工及其可靠性分析

冠山竖井深部改建工程采用锚喷作永久支护的井巷工程到1980年底已达11372米,主立井井筒的永久支护也采用了锚喷混凝土(949米)。冠山竖井主井井筒深1059米,水文地质条件复杂,自上而下穿过的岩层有冲积层30米、煤系地层372.3米(11层,其中第8层极松软),煤系基底是砾岩层。再在下为安山岩、集块岩和凝灰岩互层687.7米。岩层倾角47～55度,并有日伪时期的老巷。下侏罗系兴隆沟火山岩系岩层裂隙大小不一,呈     

刘庄煤矿主井井筒下段改暗井施工方案

刘庄主井是因该矿原设计生产能力偏小,在井筒施工过程中为提高矿井生产能力,将原来设计的主井改为矸石井而增加一个井筒.该井筒施工落后于原来主井、副井、风井三个井筒约一年半时间,导致整个矿井建设工期因此设计变更而延长.为最大程度提前生产,提出主井井筒地面井塔施工与主井箕斗装载峒室及以下井筒施工平行作业.主井箕斗装载峒室及以下井筒部分采用暗立井方式施工.探讨了暗立井施工方案的提出、确定和实施及通过优化施工线路而产生的效益.     

不良地层竖井工程变形分析与返修支护设计

根据某矿山不良围岩的主井工程变形破坏特征,分析了该工程变形破坏的主要影响因素,在此基础上,进行了不同支护方案的井筒变形分析和稳定性研究,提出了释放位移的让压支护施工工艺,并通过数值模拟,建立了不同支护条件井筒收敛变形和工程稳定性与支护参数的关系,明确了最大允许释放位移量.根据理论分析和数值模拟确定了主井返修支护方案,并进行返修试验段试验.返修主井工程的变形监测和强度计算结果表明:主井返修支护方案是比较合理和安全可靠的,并在主井的返修施工中得以采用.目前,主井返修施工已经全部完成,工程基本处于稳定状态.     

采空区注浆加固技术研究与应用

某拟建工厂厂址位于老采空区上方,为了防止地基沉降,采用注浆方法对采空区及破碎岩层进行加固处理。首先采用可视探测系统对采空区及岩层情况进行探测,确定合理的注浆方案。注浆前、中、后对注浆效果进行监测,结果表明注浆取得了良好的效果,有效地加固了采空区及岩层。