受断层影响的水库下采煤可行性分析

针对我国煤炭资源储量逐年减少,矿井生产接续紧张的现状.以某矿拟采工作面为例,通过综合分析工作面的地质、水文地质条件,利用突水系数法排除了工作面底板奥灰突水的可能性,确定位于水库下方的F3断层威胁矿井2#煤的安全开采.经计算和分析研究,当采用分层充填开采和预留断层防隔水煤柱宽度为60 m时,可以最大限度地降低矿井开采受水库的威胁,为实现水库下2#煤的安全开采提供理论依据,可以有效缓解矿井生产接续紧张的现状.     

垮落顶板下膏体充填开采二分层方案探讨

太平井田六南02一分层煤层采用垮落法开采完毕,为控制二分层开采引起一分层采后的导水裂隙高度继续发育,二分层拟采用膏体充填开采。通过对02二分层工作面区域水文地质及工程地质条件分析,引入"等效采厚"概念,对比公式计算及预测数据,选取了接近实际的导水裂隙带发育高度,确定了合理的防水安全煤岩柱尺寸。六南02二分层工作面现已安全回采结束。     

大平煤矿水库下首采面综放开采安全分析

通过大平矿水库下首采工作面不同开采方案的防水煤岩柱计算分析，结合保护层厚度的隔水性、断层、钻孔影响分析以及库外煤层开采的地表沉陷问题分析，论证在库下采用自然分层综放开采是安全可行的。     

海下综放开采防水安全煤岩柱厚度的确定

针对龙口海域下开采的实际情况,分析了海域扩大区水文地质条件,收集整理国内13个矿区综放开采导水裂缝带高度实测数据,选取采厚、基岩柱厚度、倾角、顶板单轴抗压强度、泥岩比例和覆岩结构6种因素作为导水裂缝带发育高度预测模型的影响因子,建立导水裂缝带高度预测模型,并对不同采厚条件下导水裂缝带高度进行了预测;应用FLAC软件进行了断层条件下覆岩破坏规律的模拟,计算了不同落差、不同倾角的正断层对导水裂缝带发育高度的影响,得出在软弱覆岩类型综采工作面（采厚4.4 m）有正断层（倾角45~65°）、落差小于6.0 m的情况下,导水裂缝带发育高度较之正常地质条件下增大14.4%~22.2%.提出了综合考虑断层和正常条件的防水安全煤岩柱设计,确定在海域放顶煤开采正常覆岩条件下防水安全煤岩柱厚度为55.5 m;受断层影响条件下,防水煤岩柱厚度为62.5 m.     

薄基岩采空区下充填开采上限煤岩柱留设探讨

在一分层垮落法开采的采空区下进行二分层充填开采,使用"等效采厚"的概念,通过经验公式计算和实测结果预测方法,合理的确定防水煤岩柱的安全高度。     

太平煤矿薄覆岩分层充填开采安全防水煤岩柱留设探讨

对一分层垮落开采、二分层充填开采下三分层进行充填开采,采用等厚采高的概念,通过公式计算、实测裂采比预测、相似模型实验等方法,合理确定防水煤岩柱尺寸。     

大采高工作面顶水开采技术

针对第四系松散含水层下5.5 m大采高工作面顶水开采过程中水害防治问题,分析表明顶板砂岩水是工作面的主要充水水源,计算出导水裂隙带发育高度最大为56.9 m,防砂煤岩柱高度为42.36 m,防水煤岩柱高度为67.9 m;提出了煤水分运和分区域限高顶水开采技术以及"探放水+局部封堵+分段排水"顶板防治水技术,保证了工作面安全生产。该研究成果可为大采高工作面顶水开采提供借鉴。     

赵家寨矿新近系含水层下综放开采安全煤岩柱留设研究

为解决赵家寨矿新近系砂砾石层含水层下安全煤岩柱合理留设问题,对该矿12采区松散层地质和水文条件进行评价,根据评价结果,12采区工作面需要留设防水煤岩柱。结合UDEC软件数值模拟煤层开采时裂缝带发育高度,择优选取综放开采公式预计导水裂缝带高度,采用"最小有效隔水厚度法"选取保护层厚度;最终计算出防水煤岩柱留设高度。研究结果表明:12205工作面需要留设95.42m高防水煤岩柱,12211工作面需要留设112.93m高防水煤岩柱,12201工作面需要留设86.56m高防水煤岩柱。2015年5月12211工作面试采成功,验证了防水煤岩柱留设的安全性。     

261303工作面推覆体寒武系下防水岩柱76m开采的实践

261303工作面是六采区13煤首采工作面,为推覆体寒武系下76m防水岩柱下开采工作面。由于推覆体寒武系灰岩局部富水性较强,因此,推覆体寒武系灰岩水和13-1煤顶板砂岩水将威胁261303工作面的安全开采。通过对261303面地质、水文地质、工程地质等条件进行分析,提出工作面回采是可行的,并提出了相应的水害防治措施。开采实践证明:261303面推覆体寒武系下76m防水岩柱开采是可行的,为矿区相似条件下工作面安全开采提供了技术依据。     

五沟煤矿矸石充填开采提高回采上限可行性研究

五沟煤矿第四含水砂层严重威胁着10煤层的开采,为了保证矿井安全开采,需留设较大的防水砂安全煤岩柱,但由此造成煤炭资源的极大损失。基于提高煤炭采出率,研究了运用综合机械化充填采煤技术提高水体下采煤回采上限的可行性。根据等价采高模型理论,计算了充填开采"两带"的发育高度和防水安全煤岩柱留设高度。研究表明,综采充填技术实现了采空区完全充填,有效地控制了上覆岩层的下沉破坏,减小了导水裂隙带发育高度,提高回采上限30 m以上,开采提高至-260 m水平,对于五沟煤矿及皖北矿区类似条件下采煤具有重要现实意义。     

对淮南巨厚松散层含水层下提高回采上限的探讨

为提高煤层回采上限,解放呆滞煤量和煤层安全开采,基于顾桥煤矿北二采区的地质工作,分析承压松散层含水层下覆岩破坏特征,查明工作面"两带"发育高度,最终确定:I类区块留设60～100 m安全煤岩柱,Ⅱ类区块留设20～40 m安全煤岩柱。按淮南煤田部分矿区常规防水煤岩柱80 m留设比较,Ⅱ类区块缩小40～60 m防水煤岩柱,初步估算解放呆滞煤量约1. 80 Mt。     

厚松散冲积层下防水煤柱的留设方法

为了合理确定厚冲积层下开采时防水煤岩柱的高度,以开滦钱家营矿业公司八采区2871西工作面为例,对松散冲积层厚度与防水安全煤岩柱高度的关系进行了综合分析,定义了"松散含水层透水系数"的概念,提出了厚松散层条件下的防水安全煤岩柱留设方法。该方法的应用使2871西工作面防水煤柱降低约13.0m,实现了煤柱的合理留设。     

煤矿水体下安全开采可行性分析

针对山东某煤矿地表塌陷积水坑下开采3#煤问题,分析了煤矿开采引起的地表塌陷量;采用"双端堵水器"技术,实测了3#煤开采"两带"发育高度,与经验公式预计、UDEC模拟值比较,确定导水裂隙带高度为47.75 m,3#煤开采安全防水煤岩柱高度为70 m;并利用FLAC软件,模拟了不同落差的断层在不同煤柱宽度时受水威协程度。结果表明,该煤矿可以在积水区下进行安全开采。     

河流下断层煤柱区残采工作面安全开采分析

以权家河煤矿河流下断层煤柱区残采回采为例,在分析确定5329残采工作面覆岩类型的基础上,预计了断层存在条件下的导水裂缝带高度,对地面河流和第四系含水层这一复合水体留设了防水安全煤岩柱,并确定了合理开采厚度,根据河流与工作面、断层的空间关系,在回采的不同阶段留设了不同的断层煤柱。研究结果表明:针对5329工作面埋深浅的条件,采高控制在2.3m的条件下能满足留设防水煤柱岩柱的要求;在距切眼120m阶段,开采该阶段需要留设的断层煤柱尺寸不小于21m,120~停采线阶段,需要留设的最小断层煤柱尺寸为72.5m,才能保证安全回采。     

赵固二矿露头区砂砾含水层下安全煤岩柱留设研究

赵固二矿煤层隐伏露头区域工作面开采受到新近系下层砂砾含水层的威胁,原设计中采用分层开采,工作面产量和效率难以提高,经济效益低。通过对现场实测、FLAC3D数值模拟以及对类似地质条件矿井综放或大采高综采的覆岩破坏规律进行分析,选取较大的垮采比和裂采比预计"两带"高度,并与综放开采"两带"高度经验公式预计进行对比,采用"最小安全厚度"法选取保护层厚度,最终合理确定了防砂和防水安全煤岩柱的高度以及开采厚度。结果表明基岩厚度较薄的区域可只采顶分层,解放大量浅部煤炭资源,提高采出率;基岩较厚的区域变分层开采为一次采全厚大采高开采,有利于矿井实现高产高效安全开采。     

地堑状断层防水煤岩柱体塑性区宽度研究

煤系地层中断层带常常以地堑、阶梯状等形式出现,为研究地堑状断层组防水煤岩柱体塑性区宽度,以淮南矿区刘庄煤矿地堑状断层组为研究对象,基于工作面导水断裂带发育规律,提出地堑状断层梯形防水煤岩柱体稳定性结构力学模型,根据梯形煤岩柱体内局部岩体受力情况及其几何特征,推导出地堑状断层防水煤岩柱塑性区破坏宽度计算公式,并针对刘庄煤矿内F19断层与F19-7断层组成的地堑状断层组,通过理论分析和数值模拟,计算了地堑状断层防水煤岩柱塑性区宽度,进一步验证了理论分析的正确性。     

五沟煤矿F_(13)断层防水煤柱留设研究

为防止五沟煤矿F13断层在工作面开采过程中活化突水,威胁矿井安全。采用数值模拟、物理模拟及理论计算等手段,综合确定了F13断层合理的防水煤柱留设宽度为40 m,并提出了相应的防治水措施。现场实践表明:宽度为40 m的防水煤柱可有效防止断层活化突水,保障了矿井安全生产。减少防水煤柱压煤量10万t,取得了良好的经济效益。     

煤峪口矿断层防水煤柱留设研究

针对同煤集团煤峪口矿410盘区矿井开采中出现的断层突水现象,对开采工作面的断层特性以及断层的导水性进行分析,确定断层含有弱导水性,并提出采用简支梁模型和底板突水模型,对断层防水煤柱的留设宽度进行计算,结合81022工作面的地质条件,在底板突水模型下,认为断层煤柱的合理留设宽度为13.33 m,通过现场数据表明:所设计的断层煤柱留设宽度能够有效地控制巷道围岩的变形,对煤峪口矿后续安全开采有很重要的指导意义。     

阶梯状断层条件下防水煤岩柱留设宽度研究

为研究阶梯状断层组防水煤岩柱宽度,以邯邢矿区邢东矿内F23断层与SF27断层组成的阶梯状断层组为研究对象,根据煤层开采引起的底板岩层变形和破坏深度,利用断层四边形防水煤岩柱体稳定性结构力学模型,按照四边形煤岩柱体内局部岩体受力情况及其几何特征,推导梯状断层防水煤岩柱塑性区破坏宽度计算公式,且计算结果与相似模拟实验结果一致。结合以往地堑状断层煤柱留设成果,说明该模型对于断层组防水煤岩柱留设研究具有很好的适用性。     

薄基岩综放工作面安全开采可行性探究

为了探究兴隆庄煤矿巨厚松散层薄基岩综放开采安全可行性问题,以6300工作面为研究对象,通过对研究区第四系主要含隔水层富水性、底粘厚度分布和主采3煤层上覆基岩特征进行系统分析,获得该工作面底粘厚度和基岩高度分布特征,水体采动等级为Ⅱ级,该工作面可按留设防砂煤岩柱进行试采。采用类比分析和数值模拟2种方法分别获得了垮落带最大高度,对综放开采条件下保护层厚度进行了类比分析,计算了开采3煤层最大厚度8.9 m条件下所需最小安全基岩柱高度,反算了基岩柱高度48～49 m范围3煤层限厚开采的量化取值。研究结果为该工作面按防砂煤岩柱类型进行安全开采的可行性试采方案设计提供了重要参考依据。