工作面采动煤体卸压增透效应研究与应用

为研究采煤工作面前方煤体卸压增透效应,提高煤体卸压瓦斯抽采量,分析了采煤工作面前方采动煤体变形破坏与渗透率变化过程的相关性,在工作面前方卸压区,煤体发生滑移破坏,有明显的扩容及卸压增透效应。现场实测了工作面前方煤体应力及钻孔瓦斯流量随工作面推进过程的变化规律,确定了支承压力区、卸压区分布范围。在卸压区内,因煤体渗透率增大,钻孔瓦斯平均流量提高2~3倍。基于工作面前方煤体卸压增透效应,根据不同钻孔失效距离及卸压区宽度,给出了不同偏角(钻孔与垂直煤壁方向夹角)下的预抽钻孔卸压瓦斯抽采量计算式。分析结果表明:钻孔偏角越大,卸压瓦斯抽采量越大。结合某矿N2105工作面现场条件进行计算,得出钻孔偏角最大可为21.4°,相比原垂直煤壁钻孔,单孔卸压瓦斯抽采量可增加978.5 m3,预期可有效提高本煤层瓦斯抽采率。     

哈尔乌素露天煤矿复杂采空区精准探测与治理技术实践

中国神华能源股份有限公司哈尔乌素露天煤矿(以下简称“哈尔乌素露天煤矿”)井田范围内存在大量复杂采空区,这给煤矿的安全生产带来极大隐患。根据老窑采空区特点,结合露天煤矿生产工艺及作业流程,哈尔乌素露天煤矿提出了“有疑必探、有空必治、先治后采”采空区治理原则,介绍了哈尔乌素露天煤矿采空区应用综合物探、精准钻探、三维数字扫描、极限安全厚度计算等精准探测方案,并具体阐述了该露天煤矿采取的加强探测密度、提高探测准确度,对采空区进行安全预警,实现钻机自动布孔和车辆导航等治理采空区的安全技术措施。工程应用表明,利用复杂采空区勘探与治理技术可极大限度降低采空区危害,提高残煤回采率,提高生产推进速度,为煤矿提供了有力的安全生产保障。     

松软破碎煤体瓦斯抽采钻场预加固技术研究与应用

针对松软破碎煤体施工大直径长距离瓦斯抽采钻孔容易出现塌孔、卡钻导致钻孔失效的难题，采用理论分析、现场测试和井下试验的方法，通过煤岩体强度和结构探测，得出了煤岩体的结构完整性和强度，并根据围岩特点确定了注浆机理以粘结松软煤体、增强松软煤体整体性为主，适当增加煤体强度，达到防止钻孔塌孔的目的，在此基础上设计了注浆加固参数和单孔全长分段注浆工艺，该工艺施工工程量小，工艺简单，加固速度快。井下试验表明，煤岩体注浆加固后围岩强度增加57%，完整性提高58.8%，钻孔无塌孔出现，有效保证了长钻孔的顺利实施。     

综放工作面超前采动影响范围的确定方法

在综放工作面的超前采动影响带内,通过观察工作面进风巷和回风巷边采边抽钻孔的瓦斯流量的变化,确定工作面超前采动影响范围.     

顶煤破坏区采动影响下巷道变形机理与控制技术

为解决顶煤破坏区下破碎围岩巷道变形大、破坏严重的难题，以韩咀矿32103工作面辅运巷为研究对象，采用现场实测及理论分析相结合的方法对巷道围岩应力分布及变形机理进行研究。结果表明：32103辅运巷道顶板存在的顶煤破坏区呈非连续分布，32103辅运巷道围岩应力环境调整及顶煤遗留煤柱与区段煤柱有效承载宽度减小是导致巷道矿压显现明显的主要原因。基于上述探测及理论分析结果，提出以“深浅孔注浆+锚网索”联合支护为主的巷道围岩控制技术及以“架棚+底板卸压”为主的加固技术。现场应用结果表明：采用新支护方案后，32103辅运巷道围岩最大顶底板移近量为70mm，最大两帮收敛量为48mm，支护锚杆未出现破断现象，且锚杆受力与围岩变形均在合理区间，巷道支护效果良好。     

采动与埋深对顺槽围岩稳定性影响的分析

根据棋盘井9#煤的地质力学条件,提出了该条件下锚固材料的选择原则和选择结果。运用工程类比设计方法,给出了回风顺槽的锚固参数。采用FLAC3D数值计算方法对不同埋深条件下采动影响前后回风顺槽围岩变形特征及锚固效果进行了计算模拟与分析。经现场实测验证,所设计的锚固参数在9#煤层条件下是可行的。     

顺层采动边坡滑动面形成机制与演化模式研究

为了保证露天矿边帮压煤的最大限度安全开采,以典型顺层采动边坡为例,采用模型实验、数值分析和室内测试相结合的方法研究了端帮煤开采边坡变形破坏过程和滑动面岩土体性质演化规律。基于滑动面形成机制与发育特征,结合边坡变形破坏累计位移曲线将滑动面形成演化过程划分为3个阶段:水平应力传递及剪应力积聚阶段(原生弱层)、滑裂面形成及发生小变形阶段(层间剪切带)、发生大变形或最终失稳阶段(滑裂面),通过对各阶段滑动面岩土体性质进行测试分析发现,从原生弱层到层间剪切带发展过程中,滑动面岩土体结构变坏、性质变差,从层间剪切带到滑裂面发展过程中,滑动面岩土体反而强度再生、性质转好,在此基础上归纳得出顺层采动边坡滑动面形成演化模式。     

突出工作面中间底板巷动压区瓦斯抽采 效果研究与影响范围确定

在采动应力影响下,含瓦斯煤岩渗流特性的变化会对瓦斯的抽采产生较大影响。从现场实测数据入手,主要侧重于研究在采动应力影响下对瓦斯抽采效果的影响和影响范围确定的途径和方法,为钻孔设计和提高瓦斯抽采系统抽采效率提出了建议。     

锦界矿回采巷道围岩破坏特征与支护参数优化

针对巷道围岩破坏特征及稳定性控制问题,基于该类围岩的变形特点,对锦界矿某工作面平巷进行了锚固支护参数优化。通过钻孔窥视、岩心试验、松动圈测试等现场试验及数值模拟分析,分析了回采巷道受采动影响时围岩应力分布规律及围岩破坏特征,优化了巷道支护参数。结果表明:受工作面采动影响后,巷道两帮围岩破坏不大而顶底板完整;优化后顶板和两帮支护参数减少了支护强度。工程实践表明:优化后支护参数有效控制了巷道围岩变形,节约了支护成本,提高了掘进效率。     

补连塔矿回采巷道破坏特征与支护参数优化

补连塔煤矿回采巷道在采动阶段,由于受多次采动影响,巷道存在片帮问题,影响了煤矿的正常生产。为了控制巷道围岩变形,节约支护成本,在补连塔煤矿回采巷道中进行了钻孔窥视、松动圈测试等一系列现场试验及数值模拟分析,对回采巷道不同采动影响时围岩主应力大小及其方向分布规律及围岩破坏特征进行了研究,优化了支护参数。经工程实践,优化后的支护参数有效控制了巷道围岩变形,节约了支护成本,提高了掘进效率。     

露天采矿机煤层选采厚度研究

露天采矿机结构特点独特,可对煤层及夹矸精确开采,从而减小煤损和混矸.为了确定采矿机合理的选采厚度,基于采矿机切削滚筒的实际轨迹,建立了煤损与混矸模型,并给出了选采效果关键评价指标一含矸率和毛煤热值的计算公式,得出露天采矿机选采效果与煤层的煤层总厚度正相关,与大夹矸总层数及小夹矸总厚度成负相关.通过对选采厚度的影响因素分...     

特厚煤层小煤矿采空区探测与充填复采技术

针对平朔煤业有限公司井工二矿二、三采区受到小煤矿开采破坏影响、采空区自然发火、积水积气情况不明、顶板支护差、随时可能发生冒顶等问题,首先采用瞬变电磁法初步确定小煤矿破坏范围,再用超前钻孔探测井下具体工作面地质和小煤矿采空区结构及围岩稳定性,最后实际探测小煤矿采空区巷道准确位置、采空区空间相对位置、采空区内部空间大小,以及采空区内部水、瓦斯、堆积物状况,最终实际探测结果确定具体的充填复采方案。通过对B909工作面进行探测并将工作面范围内的7个小煤矿采空区全部充填后,工作面推进至充填采空区范围时没有发生漏顶、片帮状况。     

巷道中煤层阴燃状态的判定

为建立巷道中煤层阴燃状态的判别准则,设计和制作了巷道中煤层阴燃模拟试验装置。采用该模拟装置,研究了煤层阴燃稳定传播时巷道口的自然风流区长度、阴燃面热空气涡流区长度、自然风流区与热空气涡流区之间的最大允许距离以及阴燃面与巷道口的极限距离,据此计算出了煤层阴燃时阴燃面与巷道口的距离系数m以及巷道中煤层阴燃稳定传播时阴燃面与巷道口的极限距离系数m0,得出当m≤m0时阴燃处于稳定传播状态,当m>m0时阴燃将趋向熄灭。试验测定出巷道中褐煤阴燃稳定传播时m0=142.33 m-1。试验结果表明,根据m和m0判别巷道煤层阴燃状态是合理的。     

铁生沟煤矿14采区煤厚变化成因分析及其应用

通过对铁生沟煤矿14采区煤层揭露资料的收集与分析,对煤层厚度变化规律进行了研究,对煤厚变化的原因进行了分析,对于指导采掘设计和安全生产具有现实意义。     

矿井瞬变电磁法在煤层顶板富水异常区探测中的应用

 一直以来,煤层顶板水害问题是红柳林煤矿安全生产的严重威胁,为保证5号煤层工作面安全回采,应在开采前期查明顶板基岩层导、含水构造及其富水性。由于矿井瞬变电磁法对低电阻率地层均有反应敏感、分辨率高及探测深度大等优点,为本次工作面顶板水害防治提供了有效的技术手段。本文利用矿井瞬变电磁法基本查明了该矿15204工作面顶板导、含水构造,圈定了富水异常区,所取得的成功经验对该矿区今后顶板水害防治技术的发展提供了科学依据,具有一定的指导意义。     

破碎带水理特性对大孤山铁矿边坡稳定性的影响

针对大孤山露天矿破碎带在暴雨下的稳定性问题，重点分析水理特性对稳定性的影响。利用FLAC2D软件进行数值分析，结果表明：黏土矿物含量很大程度上影响着岩体的水理性质，进而影响其稳定性。随着含水率的增加，边坡的强度逐渐降低，安全系数也呈减小趋势。当含水率达到7.39%时，安全系数为1，边坡处于极限平衡状态；当含水率大于这个值时边坡发生破坏。     

保护层卸压开采两煤层终采线合理位置确定

为了研究保护层开采过程中围岩应力分布演化及其对前方底板巷的动态影响规律,基于采动支承压力在煤层前方及底板内的演化规律,运用FLAC^2D模拟分析了淮南矿区11煤作为13煤下保护层开采过程中在不同煤柱宽度下的采场围岩应力分布特点,并进行了巷道围岩变形监测。结果表明：下保护层开采过程中,留110m煤柱可以减弱采动对前方底板巷道的影响,当开采上方解放层时,应避免两煤层终采线留设在同一位置,错距为30—50m,可以减少采动应力叠加影响。     

英格库勒三井田地层及煤层特征

介绍了英格库勒二井田的区域地层、构造、岩浆岩概况。着重分析了井田内地层岩性、地层厚度及可采煤层特征,并通过对地层及构造类型的分析,阐述了井田内地层及煤层特征。     

千米深井保护层开采对下部巷道稳定性影响分析

为研究深井高应力、倾斜岩层条件下,保护层开采对下部巷道稳定性的影响,根据平煤十二矿地质情况,基于相似材料试验对保护层己14煤层开采过程中,下部己15煤层回采工作面的矿压规律进行了模拟研究。结果表明：在保护层开采前后,处于保护层采场外侧的回风巷始终受到高水平应力作用,在开挖60 cm后因采场初次来压影响,巷道下帮水平方向压应力由3郾 42 kPa增至50kPa,两帮变形较大;而处于保护层采场正下方的运输巷在保护层开采过程中顶板变形破坏较为严重,但保护层开采后,顶板垂直应力由最大值42 kPa降至拉应力-17 kPa,卸压效果非常明显,巷道稳定性好。     

深井强冲击煤层解放层开采防治冲击地压研究

某矿4煤采掘时多次发生冲击地压针对该矿实际地质条件,采用数值模拟方法分析上、下解放层开采对4煤被解放层的解放效果及1410工作面上平巷发生冲击地压原因。研究6煤和1煤解放层不同开采时期的应力分布特征,确定4煤被解放层上下部临界卸压角和临界卸压点位置及被解放层回采工作面超前临界卸压范围,为后续4煤工作面开拓开采巷道布置参数优化提供依据。