渭北煤田多因素影响下底板扰动破坏深度研究

针对常用的底板扰动破坏深度计算公式在渭北煤田澄合矿区适用性较差的问题，结合澄合矿区5#煤层顶底板工程地质、水文地质条件，分别对不同采宽-采深和采宽-采深-采高条件下的底板扰动破坏深度进行了数值计算分析。根据数值模拟结果，分析得到了适用于澄合矿区的底板岩体扰动破坏深度拟合公式，并与华北型煤田26组近水平煤层开采工作面底板破坏深度实测值进行对比分析。结果表明：所提出的拟合公式预测能力更强、预测精度更高，误差范围更小，可满足澄合矿区现场需要，为带压安全开采提供了评价依据和科学指导。     

渭北煤田多因素影响下底板扰动破坏深度研究

针对常用的底板扰动破坏深度计算公式在渭北煤田澄合矿区适用性较差的问题,结合澄合矿区5#煤层顶底板工程地质、水文地质条件,分别对不同采宽-采深和采宽-采深-采高条件下的底板扰动破坏深度进行了数值计算分析。根据数值模拟结果,分析得到了适用于澄合矿区的底板岩体扰动破坏深度拟合公式,并与华北型煤田26组近水平煤层开采工作面底板破坏深度实测值进行对比分析。结果表明：所提出的拟合公式预测能力更强、预测精度更高,误差范围更小,可满足澄合矿区现场需要,为带压安全开采提供了评价依据和科学指导。     

基于微震与数值模拟的区域改造煤层底板破坏演化机理研究

为揭示淮南矿区开采区域改造A组煤煤层底板破坏深度演化规律，基于潘二煤矿12123工作面生产地质及注浆工艺资料，模拟分析了采场未注浆和注浆2种工况的采动响应，对比了不同注浆扩散半径下的底板破坏深度；根据回采过程中的微震监测数据，运用SPSS软件对其集中范围进行了聚类分析；讨论了具有相似地质条件的但未注浆的邻近1612A工作面底板破坏微震监测情况。研究表明：注浆条件下的底板破坏深度明显小于未注浆条件下的底板破坏深度，初步验证了底板区域注浆的治理效果；微震显示完整底板区的平均破坏深度约为25 m，与数值模拟结果相对应；实际底板区域注浆扩散半径为25～30 m；揭示了实际注浆前后底板破坏类型差异性，再次验证了注浆治理对底板破坏的影响。     

倾斜煤层底板破坏深度的断裂力学模型研究

基于断裂力学理论,将倾斜长壁工作面看作倾斜裂纹,采用断裂力学Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹模型,计算出倾斜煤层工作面端部的底板应力分布,结合Mohr-Coulomb屈服准则,推导出平面应力状态下工作面上、下端部底板破坏深度以及破坏深度距端部的水平距离计算公式。理论分析表明,随着煤层埋深和工作面长度的增加,端部底板破坏深度呈线性增加;随着底板岩层平均抗压强度的增加,端部底板破坏深度呈反比例减小;随着煤层倾角的增大,端部底板破坏深度先增加、后减小,当拐点倾角为α时,底板破坏深度最大。用所推导的公式分析桃园矿1066工作面上、下端部最大破坏深度分别为15.77m和17.40m,现场微震监测工作面上、下端部最大破坏深度分别为12m和16m。结果表明,推导出的计算公式具有一定的适用性,可为带压开采提供参考。     

带压开采工作面长度对底板破坏深度的影响

煤层底板承压水对工作面安全回采影响很大,为研究带压开采工作面长度对底板破坏深度的影响,以某矿生产条件为例,基于弹性力学半平面体理论,建立支承压力与承压水压力耦合作用下底板应力分布模型,计算得到底板应力分布状态解析解,利用Mathematica软件进行数据处理,并将应力分布图像化。取得以下研究结果:带压开采底板破坏深度与工作面长度正相关,最大破坏深度出现在工作面倾向中部;该矿底板允许最大破坏深度为13m,工作面长度应不大于110m。该模型为带压开采合理工作面长度的确定提供了参考依据。     

大同矿区特厚煤层采动底板破坏深度研究

为研究特厚煤层采动底板破坏深度,以大同矿区某矿综放工作面采场条件为工程背景,通过FLAC^3D数值模拟软件,建立特厚煤层开采的数值模型。通过模拟发现工作面底板破坏深度最大为16 m.为进一步研究底板破坏深度,结合了理论计算的方法,并在原有公式的基础上修正了公式。结合两种方法,得到底板最大破坏深度基本处于16～20.6 m.     

工作面开采后底板破坏带深度的计算

工作面开采过程中底板破坏带是导水导气的重要通道,对底板水防治和瓦斯抽采具有直接影响。为研究某矿01658工作面开采后底板破坏带的深度,采用断裂力学计算公式、塑性力学计算公式和经验公式对工作面采后底板的破坏带深度进行了分析。采用断裂力学计算得到01658工作面最大破坏深度为25.73 m;采用塑性力学计算得到的最大破坏深度为17.0 m;采用经验公式计算得出底板破裂带的最大深度为26.60 m。为保证安全生产,选择底板破坏带深度应为26.60 m。     

带压开采煤层底板破坏深度数值模拟研究

伴随煤炭开采深度的加大,带压开采在深部矿井开采中的应用越来越广泛。以金庄煤矿北二盘区的首采面为工程背景,利用FLAC数值模拟软件分析煤层开采过程中底板应力及破坏特征,采用经验公式预计和现场地质雷达探测2种方法得到底板破坏深度。结果表明:煤层底板下0~10 m内岩体破坏较为严重,不具备阻水能力;煤层底板下10~25 m内岩体虽发生了局部破坏,具备一定的阻水能力。由经验公式预计和现场地质雷达探测得到底板破坏深度分别为22.36 m和25 m,综合3种测定结果,确定底板破坏深度为25 m。     

华北型煤田下组煤开采围岩破坏规律研究

为了防止华北型煤田下组煤开采因围岩破坏致煤层底板奥灰突水,基于FLAC3D数值模拟软件,建立了下组煤开采试验工作面数值模型,利用光纤光栅传感器技术,监测了工作面回采过程中底板突水信息,通过数值模拟与监测结果的对比,获得了工作面煤层顶底板应力与破坏特征.结果表明:试验工作面初次来压步距为35～40 m,周期来压步距为10～20 m;工作面底板存有3个应力分区,即应力增高区、应力降低区和应力恢复区;煤层顶板破坏形态为沿走向和沿倾向方向“马鞍形”的叠加;试验工作面煤层底板破坏深度10.0～12.5 m,开切眼与终采线位置附近煤层底板破坏深度均达22.5 m,终采线位置附近煤层底板破坏深度大是试验工作面突水的主要原因.     

煤层底板破坏深度多因素影响指标分析与深度预测

为准确快捷计算煤层底板破坏深度,保证工作面安全生产以及防治水措施的制定,须建立多影响因素下的煤层底板破坏深度统计公式。通过获取的文献与现场资料,得到国内92组煤层底板破坏深度的实测结果,选取其中80组利用灰色关联度理论和多元线性回归方法分析了采深、工作面斜长、煤层倾角、采高对煤层底板破坏深度的影响权重,构建了煤层底板破坏深度的计算模型,并对其余12组实测数据进行了模型检验,结果表明：煤层采深<500 m时,各影响因素对煤层底板破坏深度的影响权重顺序为：工作面斜长>采深>煤层倾角>采高;煤层采深≥500 m时,各影响因素对煤层底板破坏深度的影响权重顺序为：采深>工作面斜长>采高>煤层倾角。基于灰色关联度理论分析,采用SPSS软件多元线性回归分析模型得到4种煤层底板破坏深度经验公式,通过预测值与实测值对比发现,预测值与实测值随煤层采深的增加具有相同的变化特点。同时,检验结果表明,煤层采深≥500 m时的绝对误差和相对误差较煤层采深<500 m时略大,但从整体来看,两类公式预测值平均绝对误差均小于3 m,平均相对误差均小于20%,预测值与实测值...     

再论采场“三带”的划分方法及工程应用

为解决现有导水裂隙带发育高度确定方法存在的不足展开了研究,研究基于采场覆岩“三带”的划分展开。采用相似模拟实验、理论分析及现场验证等方法和手段,通过理论分析并结合相似模拟实验发现,一次采出煤层厚度、工作面开采范围、覆岩残余碎胀系数、关键层与煤层之间的距离以及关键层自身的运动特点均是影响采场覆岩“三带”分布的影响因素。在此基础上,提出了基于关键层稳定及断裂后运动特点的采场覆岩“三带”划分的新方法及其适用条件。应用所提方法对祁东煤矿7₁30工作面、6₁30工作面、7₁21工作面、补连塔煤矿41301工作面、潞安煤矿6206工作面实际地质与开采情况进行划分结果的验证,结果表明,新方法更接近实测数据。     

论马兰矿煤层开采"三带"发育高度研究

阐述了在西山矿区进行“三带”研究的必要性,分析了煤层采空后“三带”的发育高度,并提出了“三带”发育研究的具体方法。对煤矿开采防治水具有现实意义。     

采空区上覆岩层导水裂隙发育高度研究

基于毛家庄矿3煤层80203工作面地质赋存情况,通过理论分析计算采空区上覆岩层裂隙发育高度,并采用钻孔返水损失量的测试方法分析采空区上覆岩层实际裂隙情况。经理论分析与现场实测结果的对比发现:采用理论分析法中的标准公式较经验计算公式计算结果更好反应现场实测采空区覆岩裂隙发育情况,经验公式计算结果偏小于实际情况;钻孔返水损失量分析法可用于煤矿井下采空区冒落带高度测定及冒落带上方导水裂隙分布高度测定,是一种简单可靠的现场实测方法。     

望田煤矿开采对地下水影响的研究

根据望田煤矿的地质情况,计算煤层开采后形成的冒落带和裂缝带的高度以及煤矿开采排水导致地下水位降落漏斗分布范围,分析煤层开采对上部和下部含水层以及村民用水的影响,预测评估了2011-2015年采矿活动对地下含水层的影响。     

生态艺术公园——我国废弃矿区治理新模式研究

简要综述了国内外废弃矿区治理的历史，在借鉴了发达国家艺术园区和景观公园的优秀案例后，提出了在我国条件适宜的废弃矿区上建立生态艺术公园的设想，建议在公园内嵌入“大地艺术+工矿区游览+景观公园+艺术园区”的主题模式；并以京西某废弃矿区为实例，形象地展示了生态艺术公园的建设理念。生态艺术公园模式旨在通过生态设计和视觉设计，更新废弃矿区工业设施的功能和应用，使矿业城市在经济转型过程中逐步实现经济、社会、文化的良性循环。     

高应力半煤岩异形巷道围岩松动圈测试

采用智能松动圈测试仪和矿用钻孔窥视仪对巷道围岩的损伤与变形状况进行了测试分析。测试结果表明,测试巷道围岩的松动圈深度约为2.6 m,这为确定合理的锚杆支护参数提供了重要依据。     

煤矿顶板突水机理探讨

通过黄陵一号煤矿顶板突水案例,分析了突水原因,从导水裂隙带的发育高度、煤层顶板有效隔水层厚度以及含水层水压等方面对煤矿突水机理进行了探讨。     

低瓦斯矿井瓦斯异常带地质特征识别

低瓦斯矿井的瓦斯异常带是发生煤矿事故的隐患。通过井田地质构造、煤层厚度及其结构、煤体结构、水文地质条件等瓦斯异常带地质特征分析,结果表明:瓦斯异常带是地质异常带。对潘西矿后五块段瓦斯异常带进行了分析,发现F7-1下盘断块的煤层,除煤层瓦斯保存条件较好外,其上部受阻于F7-1断层,下部又有深部本煤层瓦斯补给,异常涌出的次数也最多。     

综采工作面覆岩破坏高度实测研究

确定导水裂缝带发育高度对于确保煤矿水体下安全生产以及地表水、地下水资源等的保护都具有十分重要的意义。陕蒙交界处某煤矿为了确保生产安全,在2201综采工作面上方,布置了2个钻孔,采用钻孔冲洗液消耗观测法和钻孔电视观测法,对覆岩破坏状态进行了实测。通过对实际观测资料的总结分析,获得了该区综采条件下的导水裂缝带、垮落带发育规律并进行了相关对比研究,研究成果为条件类似矿井缩小防水煤柱、提高采煤上限等提供了参考。     

上覆岩层冒落带和裂隙带高度的确定

通过观测枣庄、淮南、开滦、峰峰、大屯、大同等矿区,开展了覆岩破坏特征的研究,得出了煤层覆岩的破坏范围形态,以及冒落带和裂隙带高度的计算公式,准确确定冒落带和裂隙带范围,为煤层开采、顶板管理奠定基础。