承压水上工作面采动诱发断层活化及煤柱留设研究

为加强矿井水灾害防治,保障矿井安全开采,以五沟煤矿1026工作面实际地质条件为基础,针对工作面回采诱发断层活化突水问题,采用室内相似材料模拟试验与FLAC3D数值模拟相结合的方法,研究了工作面采动影响下断层的活化特征及煤柱留设情况。研究结果表明：运用相似材料试验分析可知,随着工作面不断推进,当DF68断层下盘防水煤柱小于20m时,DF68断层活化程度明显加剧,工作面突水威胁也将更大|采用数值模拟对工作面推进过程中的DF68断层活化特征、渗流特性及断层防水煤柱的留设进行了系统的分析,得到了DF68断层防水煤柱最小留设宽度|结合相似材料试验、数值模拟综合分析确定DF68断层下盘防水煤柱留设宽度为20m,该宽度在保证工作面回采安全的基础上可进一步提高资源回采率。     

大型断层采动活化特征及对断层防水煤柱影响模拟研究

含、导水的大中型断层对于煤矿安全生产往往产生较大的危害,一般采用留设防水煤柱的方法加以防治。在采动条件下,断层会产生不同程度的活化,对防水煤柱的安全性造成一定的影响。通过对新集一矿F10断层水文工程地质条件分析,利用FLAC3D数值模拟软件,模拟工作面顺、逆断层开采时,断层带及两盘岩层位移、应力分布状态,分析两盘岩层移动、破坏特征及其对防水煤柱的影响。模拟结果表明,当上盘煤层开挖距断层15 m时,断层面两侧应力和位移发生差异性变化,存在"活化"趋势,对防水煤柱的影响较小,不会影响其安全性。当下盘煤层开挖距断层25 m时,断层发生明显变化,塑性带范围向上扩展到断层对盘岩层,存在明显的"活化"现象,对防水煤柱的影响较大。     

微山湖下断层煤柱留设与开采技术的模拟试验

通过相似材料模拟试验，得出殷庄煤矿断层不地水且冒裂带高度控制在４０ｍ以内地，可以不留煤柱，采区的推进方向宜由断层的向远方，并且不超过临界推进距离，可以保证湖下开采的安全。以上结论通过现场验证可行。     

条带开采断层煤柱留设的研究

从岩移控制的关键层理论出发，应用离散单元法对沛成矿条带开采断层煤柱留设进行了研究，条带开条断层煤柱留设的是使关键层处于两端简支状态。据此确定沛城煤矿ｆ１０断层煤柱留设宽度为４０ｍ。     

断层活化特征及防隔水煤柱合理化留设研究

目前浅部煤炭可采储量开挖殆尽,以井工开采的煤矿正逐渐向深部含煤地层区域延伸,因面临深部“高温、高压、高瓦斯”及复杂地质构造的威胁,井下作业环境变得十分恶劣。虽然通过钻探、物探手段及巷道开挖对煤矿安全生产构成较大影响的深部隐伏断层构造进行探查,但矿井对断层性质及采动影响下断层活化等基础资料掌握程度不足。在设计断层防隔水煤(岩)柱留设尺寸阶段,往往存在断层煤(岩)柱留设过大或过小的问题,造成生产期间煤炭资源可开采量的降低,或诱发断层水害事故。以宿州煤电集团界沟煤矿F6断层为研究对象,从断层的含(导)水性、采动影响下断层活化特征、煤层顶板岩性特征及导水裂隙带发育高度等方面综合分析研究煤层防隔水煤柱宽度留设问题。利用基于有限元理论的COMSOL Multiphysics(CM)数值模拟、理论计算及矿井生产验证等多方法,确定最合理的防隔水煤柱尺寸。研究表明：F6断层在未扰动状态下表现为富水性弱,导水性差,但当工作面继续向再前推进至距断煤交线20 m时断层带附近岩层因受集中应力作用而发生塑性破坏,断层导水性质发生变化。基于以上综合分析最终确定F6断层防隔水煤柱合理留设宽度为36.13 m。研究成果...     

82采区F高长营断层防水煤柱留设研究

袁店二井煤矿82采区边界的F高长营正断层落差440～560 m,主采煤层72煤与奥灰含水层对接。奥灰突水具有水压高、水量大的特征,给矿井工作面开采带来极大的隐患,需在82采区内F高长营断层留设防水煤柱,为82采区开采设计提供必要的安全条件。     

采动诱发断层活化规律的试验研究

根据某煤矿F_2断层实际地质资料,通过相似材料模拟试验的方法对两盘工作面依次回采对断层活化的影响、断层带的应力变化规律及突水路径的形成进行研究,研究结果表明:随工作面的推进,断层界面的垂直向应力呈现先减小后增大的趋势,且同一推进步距时,上盘界面的应力变化量大于断层带的应力变化量,大于下盘界面的应力变化量;两盘煤层中间地带在两盘依次开采过程中均受到影响,其产生活化突水的可能性较大。     

煤层群开采留设断层防水煤柱的方法

煤层群开采断层防水煤柱的留设，至今还没有一个完整的规定和系统的方法，因此，留设煤柱时缺乏参考依据。本文就唐山矿的实践并参考有关规定，详细介绍了煤层群开采留设断层防水煤柱的方法。     

大采高工作面合理煤柱尺寸留设研究

针对寺河矿采掘衔接紧张、采区煤柱损失大的问题,通过数值模拟、煤柱受力分析及煤柱强度测试,开展了大采高工作面合理煤柱尺寸留设研究,结果表明:煤柱宽为35 m时,巷道围岩变形量小,受压小,为较合理的煤柱尺寸;对煤柱强度进行测试可得,W13012巷和W13013巷之间煤柱煤体强度值大部分集中在10~20 MPa,煤体强度平均为16.05 MPa,煤体中等硬度,煤柱浅部强度值普遍小于深部强度值;对煤柱受力进行分析,在受超前压力影响期间,距巷道表面较近的煤体逐渐被压裂破坏,而经过煤柱的峰值点后,煤柱在受超前压力期间和滞后压力期间受力基本恒定,煤柱应力只有一个峰值且峰值位置右侧1 m范围内应力均达到自身极大值,说明在此支护强度下此煤柱宽度的4倍宽度是极限的煤柱宽度。     

煤层高压脉动水锤器的脉冲特性研究

从理论上确定了高压脉动水锤装置峰值压力的大小及脉动水力锤击波的传播速度,分析了主弹簧的性能参数,设计试验测定了高压缸的压力,结果表明,在0.0044s内,装置峰值压力由2.77MPa激增至14.0MPa;供水压力为4MPa时,能够产生17MPa脉冲波。此脉冲波以交变应力的形式作用于煤体,能够改变煤层孔隙网络的通透性。     

带压开采底板突水预测研究

为了有效预测工作面在带压开采下底板突水,以上孔煤业15#煤层为研究背景,通过塑性理论和经验公式分别计算底板的破坏深度|考虑采动与赋存因素影响,基于修正的突水系数法,提出极限突水系数公式,确定合理的工作面尺寸,提高突水预测精度。现场施工水文钻孔探查底板涌水情况,并根据岩芯测得底板隔水层物理力学性质,与理论推算结果对比,对15#煤层底板突水可能性进行有效预测。研究结果表明：底板主要隔水层属于中等坚硬岩石类,具有较好的隔水性能,底板含水层含水性弱,不具备底板突水的条件。极限突水系数计算结果显示,15#煤层在底板完整区段无突水危险,受构造破坏的区段具有底板突水的危险,建议减小工作面尺寸,查明底板地质特征,并加强在构造等薄弱区域的探放水以预防突水危险发生。     

煤质对水煤浆加压气化炉操作性能的影响探析

基于褐煤、烟煤、无烟煤用作水煤浆加压气化原料的煤质分析,主要分析和阐述了煤的基础分析、制浆性能以及煤的灰渣特性对水煤浆加压气化炉操作性能的影响。分析研究表明,为提高气化炉的冷煤气效率、降低其比氧耗和比煤耗及提高气化炉的运行经济性能以推进水煤加压气化炉的智能化和精细化操作水平,应加强对原料煤的煤质分析和监督管理工作。     

承压水体上采煤实践

介绍了注浆封堵突水点和改造煤层底板从而实现承压水体上安全采煤的经验.对条件相似的矿区进行承压水体上采煤具有借鉴意义.     

水煤浆的黏度与煤粒表面动电电位关系的研究

通过3种石油磺酸盐对煤粒表面动电电位影响的测定及采用这些分散剂制成水煤浆的黏度测定，分析了水煤浆黏度与煤颗粒表面动电电位的关系。试验结果表明，水煤浆的黏度随煤粒表面动电电位绝对值的升高而降低，另外水煤浆黏度与分散剂的结构有关。     

承压水上矿井开采优化设计

具有承压水威胁的煤矿矿井设计是个复杂的系统工程问题 ,既要考虑到安全还要考虑技术经济问题。论文以潞安煤炭集团五阳煤矿水文地质条件为背景 ,在深入分析突水原因基础上 ,经过优化设计 ,提出相应的防治水措施 ,对预防工作面突水 ,保证矿井安全生产极其重要。     

钻孔与水压联合爆破拆除地面煤仓

介绍了利用钻孔与水压联合爆破拆除钢筋混凝土煤仓及输送带走廊的方案选择、参数设计和爆破施工;通过采取合理的延期时间,保证了建筑物不同结构部分的顺序倾倒和不同爆破方法的联合作用,减少了二次破碎量.     

陈四楼煤矿21301工作面陷落赶防治水技术研究

本文介绍了利用井下瞬变电磁法和探查钻孔等综合手段来查明陷落柱的形态.21301工作面实现不需要搬家跳面安全回采通过陷落柱.     

三维地震勘探解释煤矿陷落柱及探采对比分析

简述了煤矿陷落柱的形成和三维地震勘探解释陷落柱的方法，通过对两滚三维地震勘探解释陷落柱的探采对比结果分析，提出了解释陷落柱的一些建议。