薄基岩浅埋煤层开采覆岩移动演化规律分析

针对薄基岩浅埋煤层过沟谷地形开采时工作面易引发动压灾害的问题,通过理论分析并结合数值模拟,对神东矿区哈拉沟煤矿22206工作面过沟谷开采过程中覆岩移动演化规律及引发的突水溃沙现象进行了研究,结果表明:22206工作面初次来压步距为60 m,初次来压时动压现象明显;工作面至沟谷地形上坡段矿压显现最为剧烈。分析了采动过程中节理的发育特征及塑性区分布情况,提出工作面开采突水溃沙治理应以切眼处呈75°破断角位置对应的切落垮落带范围为重点治理区域。     

薄基岩浅埋煤层过沟安全开采技术

以哈拉沟煤矿22404-2工作面过沟开采为背景,提出了薄基岩浅埋煤层过沟安全开采技术。首先对过沟开采期间可能发生的事故进行预测,然后采取相应的预防事故发生的技术措施,最后对技术措施应用效果进行分析。生产实践结果表明,薄基岩浅埋煤层过沟安全开采技术的应用是成功而有效的,为神东矿区类似条件下开采提供参考和借鉴。     

复杂地形区薄基岩浅埋煤层防治砂层水技术研究

新良友煤业公司主采的3#煤层属于复杂地形区薄基岩浅埋煤层,在开采过程中面临的防治水问题比较突出。文章通过对该公司首采工作面3101工作面上覆岩层结构分析,采用地表裂隙充填以及其他综合防治水措施,确保了首采工作面的安全生产,为该公司3#煤层其他工作面开采的防治砂层水工作提供了理论依据。     

薄基岩浅埋煤层保水开采地质条件研究

通过对百善煤矿64采区浅部区域的"三含"、"三隔"、基岩的水文地质特征分析研究,着重论述了该采区浅部区域中等含水层下薄基岩浅埋煤层保水开采的地质条件,提出切实可行的保水、防止溃砂的关键技术和措施。     

薄基岩浅埋大断面煤巷锚杆支护技术

榆阳煤矿1307面构造简单，属典型的薄基岩浅埋煤层。风机巷围岩，具有“煤层强度高，承载能力强；顶底岩层孔隙率大、含水量高、强度较低、粘性矿物含量少”等显著特点，根据组合梁拱和松动圈理论，优化确定采用高强预应力长锚杆、大间排距的支护设计理念，既保证了巷道的稳定，减少维护工程量，又取得了降低支护成本、减少汽车运输事故等技术经济效果，为该矿全面推广煤巷锗杆支护技术奠定了基础。     

浅埋深薄基岩厚煤层综放开采防充水溃砂技术研究

以新疆伊犁四矿为研究对象,对21103工作面21-1煤厚煤层在浅埋深薄基岩条件下综放开采的防溃砂技术进行了研究,通过对煤层顶板含水层赋存规律进行总结分析,根据含水层的赋存特征对工作面进行块段式划分,提出了以控制覆岩破坏发育高度为主要原则的限厚开采方案,实现了矿井的安全开采。     

薄基岩浅埋大断面煤巷锚杆支护技术

榆阳煤矿1307面构造简单,属典型的薄基岩浅埋煤层。风机巷围岩,具有“煤层强度高,承载能力强;顶底岩层孔隙率大、含水量高、强度较低、粘性矿物含量少”等显著特点,根据组合梁拱和松动圈理论,优化确定采用高强预应力长锚杆、大间排距的支护设计理念,既保证了巷道的稳定,减少维护工程量,又取得了降低支护成本、减少汽车运输事故等技术经济效果,为该矿全面推广煤巷锚杆支护技术奠定了基础。     

薄基岩厚风积沙浅埋煤层导水裂隙带高度预计

神东矿区是我国重要的煤炭产地,矿区覆岩结构具有浅埋深、薄基岩、厚风积沙的特点,且矿区地处干旱半干旱地区,水资源匮乏,因此实行绿色开采(保水采煤)具有重要意义。本文从不同岩性岩层破坏特征出发,结合岩层承载能力、变形能力分析,以及采动过程中覆岩相关物理量变化的分析,给出了一种预计导水裂隙带高度的力学模型,并分析了大柳塔12610工作面导水裂隙带高度。覆岩裂隙动态发育模拟结果和现场观测结果表明,该力学模型是可取的。     

神府矿区浅埋薄基岩煤层顶板涌水溃砂防控技术

针对威胁神府矿区浅埋煤层开采的涌水溃砂灾害,分析其成因认为富水砂层中的水力坡度是涌水溃砂的主控因素,理论计算表明当富水松散砂层的实际水力坡度达到砂层液化的临界水力坡度,将发生涌水溃砂。根据涌水溃砂的4项必要条件,以井下采煤工作面顶板预疏放水降低砂层实际水头高度与砂层注浆固化增大临界水力坡度相结合的技术理念探索了涌水溃砂综合防控技术,试验表明:注浆浆液在砂层中呈现劈裂、挤压和渗透3种迁移方式,可有效改善砂层物理力学特性。该技术应用于哈拉沟煤矿涌水溃砂高风险工作面,使工作面安全通过了危险区。     

浅埋煤层厚积砂薄基岩顶板破断机理研究

本文在物理相似模拟和数值模拟的基础上，通过对神东集团薄基岩浅埋煤层开采的研究，建立了上覆岩层的梯度复合板力学模型。利用承压砌块模型分析了周期来压过程，并给出了初次来压和周期来压机理。     

厚松散层薄基岩浅埋煤层突水溃砂的可能性分析

以石圪台矿22304工作面为例,从厚松散含水层、薄基岩浅埋煤层开采时存在的突水溃砂问题入手、分析影响突水溃砂的4个影响因素、以现场监测、室内流固耦合相似模拟和水动力学等为主要研究手段,分析采区的特定的地质条件,研究煤层采动覆岩来压的规律,薄基岩破坏规律及研究水砂运移的动力机制,并给出突水溃砂临界水头高度及安全水头的计算和判定依据;得出了工作面的临界采宽是52.7 m,老顶首次来压计算步距50~79 m,周期来压步距16~19m。临界水力坡度为1.251、临界水头高度为13.54 m、实际水力坡度为3.25、实际水力坡度大于临界水力坡度,分析研究区在初始状态下有突水溃砂危险。     

浅埋薄基岩工作面水砂溃涌通道形成机理

为了研究浅埋薄基岩工作面溃水溃砂致灾原因,采用现场实测、理论分析、相似模拟等方法研究了工作面切顶压架导致基岩裂隙导通工作面与含水松散层的发生机理。建立了覆岩组合承载结构模型,论证了"主控层-软弱层"组合承载结构模型在神东矿区浅埋薄基岩工作面覆岩破断过程中的适用性与合理性,通过组合承载结构模型对神东矿区浅埋薄基岩工作面覆岩组合结构稳定性进行了分析并推导了覆岩组合结构滑落失稳判据,揭示了冲击荷载形成条件并给出了最大冲击荷载计算方法。利用相似材料模拟实验开展了基载比分别为0.625,0.750,0.875,1.125四种工况的相似模拟实验,研究不同"基载比"条件下覆岩结构破坏规律,实验结果表明基载比对主控岩层破断步距的影响方面:初次来压前4类工况中直接顶均发生初次破断冒落,当基载比为0.875～1.150时,直接顶初垮步距及冒落厚度增幅减小;当基载比为0.750～1.125时,初次来压步距呈现增大趋势,直接顶冒落厚度呈现减小趋势;当基载比由0.625增加至1.125过程中周期来压步距呈现明显整体增大的趋势,周期来压相对于初次来压冒落岩层厚度明显减小。基载比对覆岩结构形态的影响方面:当基载比&...     

浅埋薄基岩煤层合理采高的选择

为了确定浅埋薄基岩工作面的合理采高,通过理论计算和数值模拟的方法,对神东矿区浅埋深、煤厚为5.7 m的试验工作面进行不同采高的影响分析。分析结果表明采高较小时,顶板容易发生滑落失稳;但是随着采高的增加,失稳的回转角增大;同时采高增加冒落带和裂隙带向上扩张,基岩破断之后,上覆松散砂土层不能形成稳定的结构,最终导致"压架"事故。最后分析得到了该工作面的合理的开采高度为4.5~5.0 m。     

浅埋深薄基岩煤层顶板破断中的微震分布特征

为研究薄基岩浅埋煤层顶板破断过程中的微震分布特征,采用ARAMISM/E微震监测系统对某矿3301工作面进行监测。监测结果显示,工作面每推进95m左右,周期性出现一次大能量微震事件,说明顶板的周期性破断造成微震释放能量表现出一定的周期性,利用微震释放能量的周期性可以推断基本顶发生周期来压步距;微震事件具有明显的空间效应,利用微震定位结果,可以揭示煤层开采引起的岩层破裂高度,进而圈定岩层的破坏范围;顶板来压滞后于微震事件8h左右,利用微震事件与顶板来压的时间差,可预测薄基岩浅埋煤层顶板大面积来压。     

浅埋薄基岩富水区厚煤层工作面回采技术研究

通过对隆德煤矿浅埋薄基岩富水区厚煤层工作面回采技术进行研究并采取相应措施,工作面在回采时顶板淋水明显减小,地面黑龙沟河道正常,未出现突水事故,成功回采了2-2煤东翼采区216工作面.     

大柳塔煤矿薄基岩浅埋煤层工作面矿压规律研究

为了研究薄基岩浅埋煤层矿压规律,防止薄基岩浅埋煤层工作面发生切顶事故,造成溃砂溃水事故,通过对大柳塔煤矿22614工作面现场矿压观测,得出了薄基岩浅埋煤层工作面矿压显现规律,结果表明：工作面上覆基岩厚度大于10 m的区域,工作面顶板来压比较明显,支架动载系数相对比较大,工作面上覆基岩厚度小于10 m的区域,工作面顶板来压不明显,实测工作面支架工作阻力大部分为5 400～7 200 kN,现有支架能满足生产需求。     

薄基岩浅埋煤层覆岩运移流固耦合模拟实验

以石圪台矿薄基岩浅埋煤层为研究对象,解决了模型的密封性,实现了水压和水体的灵活加载,找到了隔水层材料配比。通过实验再现覆岩裂隙萌生、扩展及贯通全过程,上覆岩层不存在普通煤层开采的"三带",只存在垮落带和裂隙带"两带",导水裂隙带高度为6-16.4倍采高;顶板含水层使覆岩首先产生张裂隙,最终在采空区两端形成突水通道,造成顶板突水溃砂灾害。     

厚表土层薄基岩浅埋煤层覆岩移动规律研究

结合凉水井煤矿42109工作面开采的4-2煤浅埋深、薄基岩、厚表土层的特点,采用UDEC模拟及现场矿压观测分析表明,42109综采工作面上覆岩层中存在的2个关键层断裂不同步是导致工作面出现非均匀性大小周期来压的根本原因,同时得出了该地质条件下工作面覆岩移动规律及工作面矿压显现规律,并据此确定了合理的停采线,保障了工作面的安全生产。     

浅埋薄基岩沿空掘巷围岩结构稳定性分析

为了分析浅埋薄基岩沿空掘巷围岩结构形成及失稳机理,根据浅埋薄基岩沿空掘巷覆岩破断特征,建立窄煤柱-实体煤-基本顶-覆岩共同作用的围岩结构受力模型,即"外伸梁"结构模型。通过对外伸梁结构的力学分析,揭示基本顶与窄煤柱对围岩稳定性的耦合作用机理,确定基本顶侧向极限悬跨度、窄煤柱压力及宽度等参数的计算公式。推导外伸梁结构系统平衡时需满足的解析条件以及稳定性判别条件,得到窄煤柱宽度与煤柱抗压强度成反比,且随基本顶抗剪强度增强而增大的强度关系。南梁煤矿30100工作面沿空掘巷窄煤柱宽度确定的实践表明,依据外伸梁结构模型确定的基本顶侧向极限悬跨度与其周期来压步距近似相等,窄煤柱宽度参数合理。     

薄基岩浅埋煤层工作面顶板来压过程研究

薄基岩浅埋深工作面初次来压经历基岩层下部分层垮落、关键层及其上部岩层破坏垮落、松散载荷层滞后垮落等3个阶段。关键层悬臂梁破断垮落成承压砌块,其垮落及沿架后切落,形成工作面周期来压。松散载荷层垮落时重力功作用于基岩层及顶板,形成短暂剧烈的动载现象。