煤层覆岩导水裂隙带发育高度综合分析技术研究

为探明综采工作面导水裂隙带高度发育规律,通过传统经验公式计算、软件数值模拟、钻孔窥视技术等方法,研究了盖州煤矿9105综采工作面导水裂隙带发育高度,并进行了相互验证。结果表明:钻孔窥视技术确定的导水裂隙带发育高度准确度更高,但受采后覆岩塑性破坏马鞍形位置最高部位和观测时间影响较大;采用钻孔轨迹分析进行高度校正是提高利用钻孔窥视技术确定导水裂隙带发育高度准确性的关键;钻孔倾角和方位越接近设计参数,导水裂隙带发育高度预测越准确。钻孔窥视技术结合传统经验公式和数值模拟技术综合确定导水裂隙带发育高度,能有效提高导水裂隙带发育高度预测精度。     

工作面覆岩导水裂隙带发育规律及高度探测

为充分了解81201工作面覆岩导水裂隙带的发育规律及高度,采用钻孔取芯的方式对钻孔的冲洗漏失量和岩芯特征进行综合分析,得出导水裂隙带的发育高度。结果表明:81201工作面导水裂隙带的高度为137.3 m。     

综放面覆岩导水裂隙带高度的确定

为了确定长壁综放工作面覆岩导水裂隙带高度,以便为矿井开采提供设计依据,根据某矿长壁综放工作面开采技术条件和岩石力学性能等参数,建立力学模型,运用岩石破断过程分析软件RFPA^2D,对自开切眼至充分采动全过程覆岩随工作面推进时的变形、冒落情况进行了数值模拟,由此确定了覆岩导水裂隙带高度．用经验公式对覆岩导水裂隙带高度进行了计算,采用简易水文观测法对覆岩导水裂隙带高度进行了测定．结果表明数值模拟所得到的覆岩导水裂隙带高度与现场钻探结果比较接近,而由经验公式得到的结果偏于保守和安全,从而为确定覆岩导水裂隙带高度提供了一种新的、有效的方法．     

11101工作面顶板导水裂隙带发育规律实测分析

为掌握昊兴塬煤业11101工作面导水裂隙带的发育规律,采用现场实测与理论分析相结合的方式进行分析.根据理论分析结果可知,导水裂隙带发育高度为45.7～59.2 m,现场实测采用钻孔冲洗液漏失量观测法,通过分析测试方法的原理及施工工艺,在地面布置3301和102观测钻孔,并对钻孔长度和直径等参数进行设计,根据观测钻孔的分...     

覆岩导水裂隙带发育高度分析

为准确测定太平煤矿某工作面开采的导水裂隙带高度、确定工作面合理开采上限,运用“双端堵水器”技术, 采用井下打仰上孔的方法, 实测了覆岩导水裂隙带的发育高度。观测结果表明, 该工作面导水裂缝带发育高度为23.85 m, 裂采比为13.2。实测结果与理论预计值和数值模拟值基本吻合,相互得到验证。     

特厚煤层分层开采覆岩导水裂隙带高度分析

采用理论分析、现场实测和数值计算模拟的方法,对孟巴矿特厚煤层一分层开采形成的覆岩导水裂隙带高度进行研究,结果表明:导水裂隙带形态为两边高中间低的马鞍型。通过井下仰孔探测方法,对覆岩导水裂隙带高度进行探测,对探测结果修正后的最大导水裂隙带高度为70.68 m,最大裂采比为23.56。数值模拟计算结果与实测相比误差率为2.1%,小于10%,与实测基本一致,能够指导生产实际。     

采区首采工作面导水裂隙带发育高度实测研究

导水裂隙带发育高度是指导降低煤炭开采水害影响、提高煤炭资源回收率等工作开展的基础性参数。文章以山西某矿2采区首采的2501综放工作面为研究对象,依据地质钻孔资料、岩层力学参数对5号煤层顶板覆岩岩性进行划分,采用现场实测法确定导水裂隙带高度。结果表明:5号煤层覆岩岩性属于软弱类,根据经验公式计算得到导水裂隙带发育高度为153.4~177.0 m;现场实测得到5号煤导水裂隙带高度为168.27~177.05 m、为煤层厚度的18.7~19.7倍。     

综采工作面覆岩导水裂隙带发育高度研究

为研究综采工作面覆岩导水裂隙带发育高度,以霄云煤矿1314工作面为研究背景,采用工程地质调查、理论分析、数值模拟、现场实测等手段进行了研究,研究结果表明：1314工作面上覆岩层为“中硬”岩层,理论分析、数值模拟、现场实测获得的导水裂隙带发育高度较一致,为保证较高安全系数,取实测最大值作为最终结果,即导水裂隙带发育高度为39.5 m,裂采比为11.29,以裂采比11.29作为基础参数指导地质概况类似的工作面导水裂隙带高度预测分析是较合适的。     

弱胶结覆岩导水裂隙带高度预测及三维空间发育特征

针对西部侏罗系煤田弱胶结覆岩导水裂隙带发育高度预测及三维空间特征问题,首先以西部18个大采高（>5m）侏罗系煤田实测导水裂隙带高度为基础,基于回归分析的方法推导了弱胶结覆岩导水裂隙带高度计算公式。对比结果表明：回归公式较经验公式平均误差降低了34.85%,提高了导水裂隙带高度预测精度。其次以营盘壕煤矿2201工作面为例,通过数值模拟得到了空间不同位置的导水裂隙带发育切片,并提取主要空间位置信息,以此绘制了导水裂隙带空间三维形态图,结果显示导水裂隙带三维空间发育形态整体上呈略倾斜的“拱背形”。最后采用井下钻孔分段注水观测方法,对导水裂隙带高度和形态进行实测,结果对比验证了回归公式及数值模拟结果的准确性。     

山区采煤覆岩导水断裂带发育高度研究

以青龙煤矿为试验矿井,结合导水断裂带发育高度现场实测资料,运用相似材料模拟与数值模拟相结合的方法,研究了岩溶山区采场覆岩变形破坏规律及导水断裂带高度发育情况。研究结果表明:青龙煤矿煤层开采顶板导水断裂带发育高度为42~46 m;随着工作面的推进,导水断裂带发育高度逐渐增加,最终达到稳定;开采过程中,工作面前后方煤壁处出现应力集中;上覆岩层在工作面推进结束后最终破坏形态为"马鞍形"。     

寺河矿厚层综采工作面覆岩冒裂带发育高度实测研究

厚煤层综采工艺引起的覆岩顶板导水裂缝带发育规模直接影响防治水安全评价结果。以晋城寺河矿为例,采用冲洗液消耗量法、钻孔彩色电视观测法和RFPA数值模拟法对3#煤顶板导水裂缝带进行了深入研究,研究成果对晋城矿区类似条件的矿井具有借鉴意义。     

固体密实充填开采覆岩损伤范围分析

为了能够科学地预计固体密实充填开采的覆岩损伤范围,在建立合理的损伤范围预计公式的过程中需要考虑的主要因素包括覆岩结构形态演化规律和岩层移动特征。相似材料模拟试验和现场钻孔窥视揭示:固体密实充填开采的覆岩以完整层状结构的弯曲带为主要形态,仅在近顶板附近覆岩会发育有一定高度的断裂带,垮落现象不会出现。在较系统地分析充填开采岩层移动的等价采高理论基础上,利用简化的平面力学模型及弹性力学知识,推导了固体密实充填开采覆岩损伤高度的计算公式。通过实例分析,将建立的覆岩损伤高度计算公式应用于某工程实例,取得了良好的效果,可对地下矿体安全回采、地表建筑物安全运营提供参考。     

覆岩采动裂隙带动态演化模型的实验分析

为研究采动覆岩裂隙演化规律及其形态,基于采动裂隙"O"形圈理论,结合物理相似材料模拟实验,提出了"采动裂隙圆角矩形梯台带"工程简化模型,分析了动态演化过程.得到采动裂隙带的演化高度、沿走向与倾向的带宽距及断裂角等参数,即切眼侧带宽大约1倍初次来压步距,工作面侧带宽在2～3倍周期来压步距间变化,进风巷、回风巷附近带宽约0...     

采动覆岩裂隙演化规律的定量描述

对采动覆岩裂隙的定量描述一直是困扰采矿工程的科学问题。通过室内相似材料模拟实验,对综放工作面覆岩裂隙破坏过程进行了监测,并根据采动覆岩裂隙的发育过程在时间及空间的数字成像,提出了应用"双重分形"理论揭示采场覆岩裂隙的萌生、扩展、贯通的过程,获得了采动条件下覆岩裂隙时空演化的定量描述方法。     

中硬偏硬覆岩高强度综采覆岩裂缝带发育规律研究

 为了研究中硬偏硬覆岩高强度综采条件下覆岩裂缝带发育规律,根据潞安矿区王庄煤矿6206工作面开采地质条件,利用现场实测、数值仿真、相似材料模拟等手段综合研究确定了中硬偏硬覆岩综放一次采全厚导水裂缝带的发育高度。结合潞安五阳煤矿分层综采裂缝带高度观测资料,分析表明中硬偏硬覆岩高强度综采条件（分层综采和综采放顶煤）覆岩裂缝带高度与 成正比更符合现场实际情况,裂高采厚比达到20.2倍,所得经验公式可以用来类似条件下开采覆岩破坏高度预计,获得的裂高可以作为潞安矿区水体下采煤留设保护煤柱及保水采煤方案制定的参考依据。     

基于微震分析法的特厚煤层导水裂缝带高度研究

针对老虎台矿区特厚煤层、断层构造较多、开采条件复杂等特点,通过应用微震分析法对83002工作面的导水裂缝带高度进行了研究。根据对微震事件分布规律,确定了83002工作面导水裂缝带高度,并应用现场可控源音频大地电磁法(CSAMT法)对其进行了验证,结果基本一致,可以确定所得上覆岩体导水裂缝带范围和高度的合理性,为后续开采的设计和安全防护提供了指导。     

生态脆弱矿区煤层覆岩隔水特征及保水开采实验研究

对薄基岩浅埋煤层覆岩的隔水性进行了分析,采用相似材料模拟的方法,研究了薄基岩浅埋煤层覆岩的物理力学特征和上覆岩层移动破坏规律。研究表明,覆岩的矿物成分以石英、钾长石等为主,其含量高达75.4%~92.0%;岩石的单向抗压强度远大于抗拉强度,属于典型的脆性岩石。风化岩石的膨胀性增强,塑性增加,强风化带内,结构致密的粉砂岩、细粒砂岩的物理力学性质无明显变化。相似模拟实验表明:在煤柱附近和采空区中央,沿顶板方向覆岩移动表现出明显的分区性,在同一层位水平变形引起的压缩区和拉伸区交错出现;导水断裂带最大高度约为94 m,是采高的27倍。在此基础上,对薄基岩浅埋煤层保水开采的条件进行了评价,提出了保水开采的关键技术措施。     

近距离多煤层开采覆岩破坏高度与特征研究

以新强煤矿为试验矿井,采用钻孔冲洗液漏失量观测和钻孔彩色电视系统探测了近距离多煤层开采覆岩破坏高度。研究结果表明,通过钻孔冲洗液漏失量观测和钻孔彩色电视系统探测综合分析,得到新强煤矿近距离煤层群开采垮落带高度约为80m,导水裂缝带高度为133.75m,裂采比为31.1～40.5。与新强煤矿导水裂缝带高度经验值较吻合,观测到的垮落带高度已与传统意义上的垮落带有所区别,应该属于导水裂缝带的严重开裂范围之内。