倾斜长壁综采工作面采空区涌水治理系统研究及应用

为解决倾斜长壁综采工作面采空区涌水难排出、易形成水煤,水煤进入运输系统易造成机械事故、甚至人员伤亡事故的问题,在现场生产实践的基础上,研究总结了倾斜长壁综采工作面涌水治理系统。通过现场应用,该涌水治理系统较好地解决了倾斜长壁综采工作面内积水难以排出、仰采工作面巷道积水不易导出、下部巷道煤泥处理等问题,保证了矿井安全顺利生产。     

倾斜长壁综采工作面采空区涌水治理系统研究及应用

为解决倾斜长壁综采工作面采空区涌水难排出、易形成水煤,水煤进入运输系统易造成机械事故、甚至人员伤亡事故的问题,在现场生产实践的基础上,研究总结了倾斜长壁综采工作面涌水治理系统。通过现场应用,该涌水治理系统较好地解决了倾斜长壁综采工作面内积水难以排出、仰采工作面巷道积水不易导出、下部巷道煤泥处理等问题,保证了矿井安全顺利生产。     

采煤工作面采空区涌水防治技术

陈四楼煤矿21503采煤工作面(里段)在回采过程中,受到回采扰动影响,采空区顶、底板裂隙出水,涌水量20m3/h,为防止工作面外段回采期间,里段采空区水流入回采工作面,对回采造成影响,采用施工挡水堰墙,埋设引流管的方式将老空水经工作面埋管引入皮带顺槽(外段),成功避免了老空水对工作面(外段)回采的影响,取得了良好的效果,为相似条件下采煤工作面老空水治理提供了宝贵经验。     

荆各庄矿动态涌水综采工作面回采的实践

荆各庄矿2021D综采工作面,在沿走向回采74 m后,工作面出现多个出水点,而且出水点的位置随着回采而变动,呈动态涌水形式,涌水一直持续到回采结束,涌水量平均0.3 m3/min,给回采带来很大的困难.通过对动态涌水的科学治理,采取综合治理手段,实现了综采工作面高产高效的生产.     

白集煤矿深部水平采空区涌水特征及探疏实践

白集煤矿在开采深部水平二迭系下石盒子组3煤层过程中,采掘工作面普遍存在顶板淋水,甚至突水问题,采空区涌水给安全生产带来水患威胁。通过对白集煤矿深部水平矿井水文地质条件及采掘工作面出水特征的分析研究,总结采空区涌水特征,介绍该矿在探疏采空区积水实践中采取的措施及取得的成功经验,保障了采掘工作面的安全生产。     

用双示踪技术检测综放工作面采空区漏风分布

新集一矿通过实验选定了双示踪气体 ,并成功地应用于综采放顶煤小区段无煤柱连续回采采空区漏风分布检测上 ,为预防采空区煤炭自然发火提供了可靠依据。     

炮采工作面采空区天然焦回收实践

为延长矿井服务年限,在天然焦赋存较好的张怀珠工作面采取有效的安全技术措施,使用回收工具人工回收垮落于采空区内的天然焦资源.实践表明,该方法的实用性较高,提高了煤炭资源采出率,确保了采面的正常接替.     

赵楼煤矿工作面排水系统的优化及实践

该文针对赵楼煤矿深井5301综放工作面开采过程中面临采空区涌水量大且不间断的不利条件,通过对工作面水文地质条件及采空区出水特征的分析研究,根据工作面不同的水文地质条件采取不同的排放采空区涌水系统方案,保障了工作面的安全正常生产。     

煤矿工作面有毒气体及采空区防治技术分析

现阶段,随着我国经济发展水平不断进步,国家对各个行业发展提出更高要求,煤矿行业在国家发展过程中占据着相当关键的地位,受到社会各方面的关注。但是由于各方面因素的限制,煤矿开采的危险系数较高,特别是煤矿工作面存在较多有毒气体,采空区防治也存在较大问题。煤矿行业要保证开资源开采质量,保障开采人员人身安全,需要做好有毒气体及采空区防治工作。故此,将围绕“煤矿工作面有毒气体及采空区防治技术”这一话题进行研究和探讨。     

西部浅埋煤层开采顶板含水层水量损失动力学过程特征

受保护含水层水量损失的定量计算是"保水采煤"理论发展目前面临的瓶颈问题。利用覆岩破坏数值模拟方法,将陕北榆神矿区典型覆岩结构下煤层开采顶板水量损失过程划分成单一风化基岩失水和萨拉乌苏组、风化基岩复合失水模式;基于系统动力学理论,构建了2种水量损失模式动力系统模型,建立了实际疏放与无疏放状态水量损失过程之间的数学关系,求解了水量损失动力系统模型参数,确定了水量损失峰值及发生位置、水量损失动态平衡值及发生位置;通过开采扰动区水流数值模拟,计算了2种模式单位走向长度水量损失强度。结果表明:覆岩组合特征控制着煤层采动含水层动、静储量叠加释放过程,决定了工作面采动顶板水量损失模式; 2种水量损失模式相比,复合模式下水量损失峰值和动态平衡值均较大;钻孔疏放水显著削减了推采过程水量损失峰值强度,改变了水量损失方式和时机,但采动过程水量损失动态平衡值及顶板水资源损失总量并未发生变化;两种模式下工作面采动,水资源损失总量以及水资源损失强度中松散层和风化基岩水占比计算结果,揭示了古近系黏土隔水层对于萨拉乌苏组潜水保护的重要意义。研究结果为"保水采煤"理论在工作面尺度含水层水量损失及保护的定量计算提供了新思路。     

基于采动过程的工作面底板涌水量计算

为获得与煤层工作面采动过程节点相关联的最大与正常涌水量实用计算方法,针对“集水廊道法”进行改进研究,理论分析了计算参数的取值方法,以开滦东欢坨矿北二采区煤12_-1首采工作面为例进行了应用与效果检验。结果表明,改进后“集水廊道法”公式中,最大水力梯度与煤层底板初始承压高度有关,稳定水力梯度取决于含水层渗透性,最大水力梯度与稳定水力梯度分别用来计算最大涌水量与正常涌水量;用于涌水量计算的含水层厚度受到工作面倾向斜长的显著影响;廊道计算长度取决于推采长度、工作面总长度与水位影响半径之间的关系。经2224工作面应用检验,实测涌水量介于预测最大涌水量与正常涌水量之间,其变化趋势与预测正常涌水量相似,预测效果良好。     

采动影响下工作面深孔注水非线性渗流规律

针对采煤工作面深孔注水渗流理论方面仍存在不足,在分析了工作面应力分布状态及其对煤层注水特性影响的基础上,基于渗流力学理论对煤层注水非线性渗流方程进行简化与求解,通过分析其解的特性研究了注水压头、渗流速度、注水流量等的时空演化规律,并通过工作面注水实例对本文所得理论进行了验证。研究结果表明：深孔注水区域内的煤体处于卸载破坏区,该区域内的注水过程属于渗流层流,沿钻孔径向方向上的水力压头具有余误差函数特性,其渗流边界的扩展速度及钻孔注水流量均随时间逐渐减小;而沿钻孔深度方向上,随着煤体的渗透率的逐渐降低,钻孔周边的渗流速度逐渐减小,煤体的润湿程度也逐渐降低。     

工作面不同采宽与涌水量关系研究

随着煤矿采掘规模的扩大,采煤工作面宽度也越来越宽,从矿井防治水角度而言,涌水量与工作面采宽之间的关系是决定工作面采宽必不可少的一个因素。以锦界煤矿的回采工作面与涌水量情况关系为例,通过数据回归分析和理论分析,研究工作面宽度与涌水量组成部分之间的制约关系,得出工作面宽度主要决定静态水量大小,并得出疏放水是防治水措施的关键,充实了矿井防治水的研究。     

工作面顶板水害精细化与定量化防治技术

为了准确掌握工作面的充水条件及制定有针对性的顶板水害防治措施,在对顶板含水层进行划分并获取其水文地质参数的基础上,采用关键层理论、数值模拟和相似材料模拟对工作面导水裂隙带高度进行了预测,从而实现了工作面充水因素的精细探查;利用顶板含水层静储量叠加动态补给量的方法对工作面的涌水量进行精细化预测,结合工作面顶板含水层疏放水量观测值对疏放水效果进行定量化评价,评价结果表明工作面已经达到了安全回采的水文地质条件。通过实例分析,对工作面水文地质条件进行精细化探查,采用“动—静”水量的工作面涌水量预测方法,结合顶板含水层疏放水效果定量化判别方法,可以保障工作面的安全开采。     

洛河组砂岩含水层下大采高工作面导水断裂带演化规律

针对旬耀矿区厚煤层大采高工作面上覆洛河组砂岩含水层下的安全采煤问题,采用理论分析、相似材料试验和数值模拟研究了某矿1109大采高工作面覆岩破断及裂隙演化规律。研究表明:上覆岩层经历了直接顶破断、基本顶初次破断与周期破断、亚关键层初次破断与周期破断5个阶段,破断发生引起工作面煤壁上方裂隙密度和开度发生跃变,采空区覆岩裂隙经历孕育、产生、张开、闭合、压实5个动态阶段;从开切眼到充分采动过程中,在裂隙带的上部、工作面煤壁上方及开切眼上方裂隙较为发育,裂隙区近似"抛物线"状,采空区中部覆岩裂隙闭合而边界处裂隙不易闭合;工作面充分采动后,导水断裂带发育高度82~85 m,未导通上覆洛河组砂岩。     

深部首采工作面顶底板涌水量预计

在深部工作面受多种含水体影响的情况下,通过对工作面采矿地质条件深入研究,根据综放开采条件下覆岩破坏和底板下"三带"的经验公式,预计了开采对顶底板造成破坏的范围,对各含水层向工作面充水危险进行了分析。参考类似条件工作面出水的实例,最终预计工作面底板将出现小型涌水,工作面实际涌水量符合预计结果。     

双U型通风系统综放开采采空区瓦斯分布规律

利用矿用移动式束管采样、色谱分析系统对成庄矿5303双U型通风系统综放工作面采空区进行定期采样分析、随工作面推进分阶段释放示踪气体测定采空区气体流场、应用CFD模拟技术对采空区瓦斯分布进行数值模拟。模拟结果表明：双U型通风综放工作面在正常生产情况下,高浓度瓦斯在采空区深部沿回风侧逐渐汇集,形成瓦斯富集带,瓦斯浓度最高可达70%;现场实测表明采用CFD模型模拟得到的双U型通风系统综放工作面采空区瓦斯分布规律与现场实测结果相吻合,模拟结果为制定采空区瓦斯抽放措施提供了科学依据。     

陈四楼煤矿二2煤底板控水构造发育规律研究

为解决陈四楼煤矿大采长工作面高承压水区域底板水害治理难题,在矿井典型2517大采长工作面采用底板注浆改造技术解放受底板太原组灰岩水威胁的煤层。通过资料调研和数据计算,选取改造层位并进行钻孔设计,基于底板注浆改造钻孔的涌水量和注浆量数据,对各含水层富水性、注浆量、主要可注裂隙、不同级别充水裂隙注浆材料消耗及平均单孔耗浆量规律进行对比分析。结果表明,含水层富水区主要受裂隙、断层和褶皱等构造的影响,L₁₀灰岩和L₈灰岩含水层富水性强,分布较均匀,连通性较好,其含水层以中小型和大型裂隙为主且中小型裂隙较多; 工作面平均单孔耗浆量约是充水裂隙涌水量的3.4倍。3次物探结果显示,底板注浆改造效果显著,基本解决了陈四楼煤矿高承压水工作面底板突水问题,可为其他矿区矿井水害治理提供借鉴。

     

沿空掘巷工作面矿压显现规律研究

为了研究沿空掘巷工作面矿压显现规律,分析了2105轨道巷支护设计技术参数,然后设置了3个测站进行围岩表面位移,顶板锚固区内、外离层值,锚杆（索）受力,研究了沿空掘巷工作面矿压显现规律。研究结果表明,沿空留巷后,围岩变形量小,围岩控制效果较好。研究为其他相似开采条件的沿空掘巷综放工作面提供了依据。