煤层底板承压水导升规律数值模拟

为了研究煤层底板承压水导升规律,基于流固耦合理论,在对煤层底板突水机理进行分析的前提下,建立了煤层底板突水的水文地质物理概念模型和数值模型,模拟了在不同方案下(不同的底板隔水层渗透系数、不同底板水压)原始导升高度与再导升高度的变化规律。     

断层影响下底板突水通道研究

基于岩体极限平衡理论,综合考虑断层本身性质和矿山压力中应力降低区的作用,解得底板隔水层的极限水压解析式,推导出底板突水力学判据,结合华泰煤矿7502工作面,解得底板隔水层的极限水压大于实际承压水水压,底板隔水层中没有形成突水通道;基于FLAC3D流固耦合理论,建立了断层影响下煤层开采的数值模型,得出断层带中的承压水导升高度(8m)较正常岩层(6m)高,断层影响下底板岩体应力呈非对称分布,断层附近的底板采动破坏深度(24m)大于未受断层影响的底板破坏深度(20m),底板破坏区与断层导通,承压水通过断层进入破坏区,形成突水通道,发生底板突水。结果表明:断层影响下的底板突水,往往不是底板隔水层破坏导致,而是承压水通过断层进入采动破坏区所致。     

带压开采底板破坏因素分析及突水预测研究

为有效防治采动影响导致的底板突水事故,采用塑性理论及经验公式分析总结了底板破坏的影响因素,并将其分为赋存因素与开采设计因素。以上孔煤业15号煤层为研究背景,选取隔水层厚度、底板水压、煤厚及工作面斜长作为主控因素,建立了"赋存-采动"多因素组合模型,利用FLAC3D模拟了不同因素组合下底板垂直应力及塑性区分布规律。结果表明:采动破坏带深度对工作面宽度的变化十分敏感;隔水层厚度及底板水压则对承压水导升带范围起控制作用,且隔水层厚度影响更大;采厚的波动对底板破坏影响微弱。首次提出了等效破坏深度的概念,并将其应用于突水系数法中,预测了15号煤层带压开采突水危险,并建议降低工作面宽度、在煤壁及工作面前方等采场边缘处加强探放水以预防突水。     

特厚煤层带压开采安全性评价研究

针对山西某矿地质构造复杂、煤层开采面临着奥灰突水的严重威胁的情况,对底板突水的影响因素、隔水层隔水能力进行了分析,从而提出了该矿井底板突水治理技术。基于复合梁结构模型,对底板隔水层中软、硬岩层破断情况进行了分析,验证了底板隔水层中的软、硬岩层能够有效阻止底板突水的发生。     

煤层底板突水危险性的可拓评判及应用

为了全面评价煤层底板突水危险性,选取断层密度、断层导水性、裂隙发育程度、承压水水压、含水层富水性、岩溶发育程度、强水源补给、隔水层厚度、隔水层强度、隔水层完整性、开采厚度、开采深度、工作面斜长等13个因子作为影响底板突水的主要因素,以物元理论、可拓集合论和关联函数运算为基础,建立了煤矿开采底板突水危险性等级评价的物元模型。应用该模型对淮北某矿3612工作面底板突水危险性进行评价,验证了其正确性。选取近年来煤层底板突水的典型案例作进一步的应用分析,其结果与实际相吻合。基于可拓评判法的煤层底板突水危险性分类具有较高可靠度和实用性,研究结果为煤层底板突水危险性分类提供了一种新的思路和方法。     

坚硬顶板厚隔水层条件下底板突水致灾机理及全周期治理技术

峰峰矿区九龙矿4号煤层顶板为厚3.5 m的坚硬野青灰岩,煤层底板岩层组合为“厚隔水层夹薄层灰岩+奥陶系灰岩”,九龙矿开采4号野青煤以来,发生多起底板奥灰突水事故。针对煤层底板存在厚隔水层且传统井下底板加固甚至区域治理仍无法完全消除奥灰突水的现状,笔者基于零位破坏理论,建立了考虑顶板压力传递的煤层底板采动破坏力学模型,分析了顶板压力传递和承压导升作用下的底板突水致灾机理,提出底板水害“采前-采中-采后”全周期治理技术并通过井下底板验证孔-工作面涌水量-奥灰水位动态变化“三位一体”立体化监测对治理效果进行评价。研究结果表明：(1)坚硬顶板条件下,采空区悬露面积大,周期来压强烈,导致底板破坏深度增加,在煤层底板导水构造阶梯式导升作用下容易发生滞后突水;(2)通过采前区域治理对煤层底板进行全面加固消除致灾因素,采中对煤层底板微震事件多发、构造发育区域进行重点加固达到减水开采,采后补强加固实现保水开采,创建了工作面底板奥灰水害全周期治理模式;(3)治理后,工作面底板薄层灰岩与奥灰无水力联系,奥灰水位与工作面底板涌水量随工作面来压发生变化,但变化幅度较小,工作面涌水量仅为0.46～1.12 m3/...     

曹窑东井27080工作面非断层大型奥灰突水分析

从突水水源、导水通道、压力条件、采掘条件等方面分析了曹窑东井27080工作面非断层条件下煤层底板大型奥灰突水原因.分析表明:地下水径流条带的存在和底板有效隔水层厚度不足是导致奥灰突水的根本原因.奥陶系岩溶裂隙水是此次突水的水源;高水压为突水提供了动力条件;煤层底板薄弱区在水压与矿压的联合作用下经"撕裂"形成了导水通道;采掘活动是本次突水的诱发因素,也为突水提供了空间.指出随着采深增加,奥灰水压升高,突水危险性增加.提出了避免再次奥灰突水,做好物探查异、钻探查证和突水危险区注浆加固改造等方面的建议措施.     

太贤井田煤层底板突水危险区水文地质条件及带压开采方案研究

太贤井田主采的5#煤层受到底板奥灰高水压威胁,为了探索5#煤层安全带压开采方法,利用"突水系数"法与地层分析法评价5#煤层带压现状、隔水层发育规律以及底板突水危险程度,针对高突水危险区提出利用奥灰上部地层为有效隔水层的防治技术新探索,并制定了与可研与建设规划同步的水文地质补充勘探、底板注浆改造等理论可行、经济优选的综合防治水技术与对策,实现井田5#煤层的安全带压开采。     

晋城成庄井田煤层气直井开发后煤层底板突水危险性评价

以晋城矿区成庄井田为依托,分析煤层气开发后煤层底板岩石破裂压力、地应力、煤层底板含水层水压和隔水层有效厚度等条件,建立了煤层气开发后煤层底板突水危险性评价理论与方法,揭示煤层气直井开发对煤炭开采底板突水影响机制。研究结果表明:煤层气井煤层底板完井深度和采动矿压与承压水的水压使煤层底板隔水层形成贯通的破裂,如果隔水层中的最小水平主应力大于承压水的水压,从应力方面,就不会发生突水,如果相反,就会发生突水;煤层气井煤层底板完井深度和采动矿压与承压水的水压未能使底板隔水层形成贯通的破裂,开采煤层承受的水压与煤层到主要含水层间有效隔水层厚度之比,决定了煤层底板突水危险性。根据煤层底板隔水层岩石破裂压力、水压和水压与隔水层厚度比值等关键参数,将煤层底板突水危险性划分为安全(Ⅰ)、中等安全(II)、安全性差或有危险(III)和安全性极差或极有危险(Ⅳ)4类。成庄井田太原组15号煤层距奥灰含水层间距小,且变化大,煤层气垂直井开发后煤炭开采受奥灰水威胁。如果9号煤层气完井深度与煤炭开采底板破坏深度15 m相同计算,煤层底板突水危险性主要为中等安全,仅在深部存在突水危险性;煤层气开发后3号煤层开采过程中不会发生底板突水。     

软岩底板突水机理分析及数值试验

结合煤矿地形特征和煤层赋存条件,通过数理方程确定底板发生破坏的条件,实现对突水通道的初步预测与定位;利用RFPA软件对煤矿软岩底板进行突水机理数值试验研究,进行煤层底板突水路径的应力场、渗流场和声发射演化过程分析,再现底板突水的形成过程,即底板在水压驱动下出现裂纹萌生、扩展以及水压跟踪传递,最后底板隔水层变成导水通道层。研究结果表明：董家河煤矿可通过调控煤层底板突水的条件使之不发生突水事故;该数值计算方法适用于具有类似地质条件的煤矿,可为煤层底板突水机理研究和防范矿井突水事故的发生奠定理论基础和方法指导。     

煤炭企业“内部市场化管理”浅析

把市场机制引入煤炭企业内部,实行“内部市场化管理”,从而实现企业经营机制的根本转变,使企业内部组织结构得以调整,各种生产要素达到优化合理配置。这既是提高经济效益,增强企业竞争力的一种管理创新,又是从根本上解决扭亏增盈乃至企业生存和发展问题的有力措施。     

煤矿“三专两闭锁”技术的应用

通过对《煤矿安全规程》规定的"三专两闭锁"应用的现状分析,提出了合理应用的技术关键。     

关于“三软”厚煤层煤与瓦斯突出的分析及建议

高压注水可有效改善工作面前方应力分布和瓦斯赋存状况,增强煤体抵抗突出的能力。文章主要论述了注水防突的原理,并提出了具体的操作步骤,认为注水防突实用便捷,是适合超化煤矿消突的较好方法。     

“三软”不稳定突出煤层反揭煤实践

郑煤集团公司告成煤矿针对“三软”不稳定煤层在正常揭煤情况下存在的安全隐患及经济效益问题,采用反向揭煤法,从21021上副巷开口施工煤下山,由煤层逐渐过渡到全岩,然后完成21011车场的贯通工作。该方法具有缩短工期、安全效益好的特点,具有一定的借鉴和推广价值。     

煤矿"三专两闭锁"技术的应用

通过对《煤矿安全规程》规定的"三专两闭锁"应用的现状分析,提出了合理应用的技术关键.     

罗克休泡沫在益新煤矿的应用

益新煤矿井下开拓巷道在过旧巷的施工过程中,超前打注罗克休泡沫,顺利通过-50旧巷,取得了显著的经济效果。     

献给共和国50华诞的礼物--写在《中国煤炭志》完成时

《中国煤炭志》一套３０卷,３０００万字,作为向国庆５０周年的献礼工程,于祖国５０华诞前夕全部同读者见面。《中国煤炭志》是一套史料性的大型志书,它填补了我国煤炭行业史志的一个空白。我国不仅有悠久的文明史,也是发现、开发和利用煤炭最早的国家,更是当今世界上产煤、用煤大国。但是,在我国浩瀚的史料中,却缺乏一部记载煤炭行业和煤炭人的丰功伟绩和有份量的志书,不能不说是件遗憾的事。党的十一届三中会以来,我国亿万人民开始了波澜壮阔的以经济建设为中心的第二次长征。国泰民安、百业兴旺,中华大地一片生机。正是在这种…     

泉店煤矿“三软”煤层大断面切眼支护技术

在大倾角、"三软"煤层中沿顶板施工切眼时,用锚网索、架棚支护的关键是及时支护顶板,在顶板下沉前,及时打锚索、架棚护顶,控制顶板下沉,施工卸压孔和卸压槽减少煤壁内移量.介绍了泉店煤矿首采工作面初始设计及支护情况,在大断面切眼支护中,锚网索+W钢带+工字钢棚联合支护效果良好.     

“三软”煤层采煤工作面顶板管理的实践与认识

依靠科学技术,通过针对性的采取措施,解决“三软”采煤工作面顶板管理问题,充分改善工作面支护状况和工作环境,实现安全生产。     

轻型钻掘机在“三软”煤层煤巷掘进中的应用

介绍了用轻型悬臂式煤巷钻掘机在“三软”不稳定煤层煤巷中快速掘进的应用及特点,在郑煤集团及郑州矿区其它中、小型煤矿中有很高的推广价值。