覆岩离层注浆充填开采方案及应用分析

为解决铁路下压煤影响煤炭资源释放,以及煤矿开采造成的地表采空区塌陷、矸石排放污染环境等难题,基于覆岩离层注浆减沉技术原理,对门克庆煤矿3101工作面开采地面铁路环线保护煤柱下资源进行研究,详细介绍了覆岩离层注浆充填方案。应用效果表明:采用覆岩离层注浆减沉技术,能够人为形成充填压实承载体、改变覆岩活动状态、大幅度控制地表沉降,和未注浆开采相比,地表减沉率达69.5%～71.1%,充填效果良好。     

综放采场上覆岩层运动模式及其控制

基于煤系地层的层状岩体结构特征 ,对长壁综放开采工作面上覆岩层的活动特点和过程进行了深入的分析 ,由此提出了上覆岩层状岩体运动的 3种基本模式 ,并对离层的类型和控制特点进行了分析。此项研究对长壁综放开采条件下地表沉陷及岩层移动的控制具有指导意义。     

覆岩离层充填减缓地表沉降实验模拟研究

以岩石力学，流体力学为基础，采用相似材料模拟手段，对覆岩离层充填减缓地表沉降机理进行了系统的实验室研究，揭示了覆岩内部离层产生和发展的时间与空间规律。探讨了浆液在离层空间的流动规律和存在状态，阐明了充填材料脱水与注冰压力的关系及其对减沉效果的影响作用；提出了浆液以钻孔为中心呈二向点源式流动特征，为解决实际工程问题提供了科学依据。     

采场覆岩离层演化规律研究

采场覆岩的离层与关键层密切相关,离层一般都发生于关键层之下,并且覆岩离层一般要经历离层未发育、离层扩展和离层闭合三个阶段。离层以"梯形"的形式由下部逐渐向上发展的,并且"梯形"的大小也一直在演化。     

煤矿覆岩离层注浆减缓地表沉降效果评价方法探讨

文中通过对我国覆岩离层注浆减缓地表沉降试验实例分析,探讨了采用这种技术的减沉效果,分析了一些实例中计算的减沉效果过大的原因,指出用地表移动预计值与实测值进行比较不能反映出离层注浆的真实减沉效果,提出了准确评价离层注浆减沉效果的方法。     

覆岩离层注浆开采地表下沉预计

本文应用矿山开采沉陷与弹性薄板理论，提出了覆岩离层注浆开采地表下沉预测模型，并对模型参数给出了具体的估计方法。为预测覆岩离层注浆开采地表下沉提供了理论依据。     

覆岩离层注浆对地表减沉技术的应用

为解决煤炭开采后地表沉降控制、矿山环境保护问题,国内外采用了多种技术手段,但相对来说经济成本较高,离层注浆作为一种新型、经济、环保的地面减沉技术已在我国取得了良好的效果。煤层覆岩离层注浆减沉技术是近40年提出的抑制覆岩移动、减少地表下沉、能适应于“三下”压煤安全开采的新技术。通过以往项目施工经验,简要分析了离层注浆对地表减沉的原理、理论上关键层的确定、施工过程及影响减沉效果的因素,从而对今后覆岩离层注浆施工提供帮助。     

采动覆岩离层性确定方法及离层规律的研究

将层状岩体视为各向同性材料，采用富氏积分变换得出了水平煤层开采覆岩离层的解析表达式。同时，采用动态模型辨识和参数识别方法，相似材料模拟方法，并结合部分实测资料，对采动覆岩离层的动态发育规律进行了探讨。     

3116工作面覆岩运动规律及离层充填注浆技术研究

为防止3116工作面回采对地表建筑物的损坏,采用UDEC数值模拟软件进行覆岩运动规律的分析,结合离层充填注浆技术,进行注浆方案的设计.设计注浆孔孔底与煤层间距86 m,注浆终孔压力为3.4～6 MPa,布置注浆孔9个,并在注浆方案实施后进行地面沉降量监测分析.结果表明:离层充填注浆方案实施后,建筑物围墙最大下沉量为30...     

重复采动覆岩离层井下钻孔注浆充填减沉技术

覆岩离层注浆充填减沉技术是煤矿绿色开采体系中的重要组成部分,以焦作矿区古汉山矿16032下分层工作面覆岩离层注浆充填为工程背景,从综合考虑覆岩结构和地表沉降规律的研究思路出发,提出了根据最大下沉角确定缓斜煤层重复采动覆岩离层水平位置的方法;建立了利用井下已有注浆管路系统、在井下大巷布置钻场和斜上钻孔对工作面覆岩离层进行注浆充填的方法;沿工作面走向布置5个钻场,每个钻场布置3个仰斜钻孔,由下至上分别指向亚关键层下方离层区、亚关键层与主关键层间的软硬岩交互区、主关键层下方离层区,终孔位置位于最大下沉线附近。现场监测结果表明:注浆后地表最大下沉量仅0.3 m左右,有效控制了地面沉降状况。受地层产状稳定性、岩体结构以及岩石物理力学性质测试准确性等的影响,关键层位置及离层靶区的准确识别较为困难;在实施井下覆岩离层注浆时,不仅应参考覆岩关键层位判别结果,还应根据覆岩柱状分阶段多次“钻进-注浆”交替进行的方式探索最合理的离层注浆层位。     

变厚煤层综采工作面覆岩运动规律研究

利用数值模拟以及现场实测等手段,对岱庄煤矿变厚煤层4320综采工作面覆岩运动规律进行了研究。研究结果表明:数值模拟试验发现变厚煤层在开采过程中两帮及煤层厚度变化处出现应力集中,塑性破坏严重,顶板破碎,顶板下沉量相对较大,随着模型开挖进行,煤层厚度变化处塑性区的范围呈现变大趋势;4320工作面初次来压步距为22.8 m,周期来压步距平均为11.8 m,超前支承压力影响范围大约为工作面前50 m;由于应力集中,煤层厚度变化处顶板破碎、难管理,但对于上覆岩层的运动情况影响较小。     

综采工作面过上层煤集中煤柱动载矿压控制技术

为解决近距离煤层群下层煤综采工作面过上层煤集中煤柱时压架的问题,以大柳塔煤矿活鸡兔井12306综采工作面为研究对象,分析其过上层煤集中煤柱期间的矿山压力规律、支架工作阻力、动载矿压显现特征,据此分析动载矿压显现的原因为工作面悬顶距离过长,周期来压步距较大,导致基本顶大面积垮落与集中煤柱边界覆岩铰接结构失稳的载荷同时作用于工作面支架上,对工作面支架形成了冲击载荷,支架立柱下缩1.2~1.5 m,形成剧烈的动载矿压。据此提出主要采取工作面调斜、调整周期来压、加大支架工作阻力、提高安全阀开启压力、加快推进速度以及采用合理的采高等技术措施,预防了综采工作面压架事故,保证矿井安全生产。     

综采工作面缩面回采方法的应用

21002综采工作面在掘进期间揭露落差达19 m的正断层,在回采过程中,该断层走向与工作面推进方向成54°夹角。为了减少该断层对工作面回采工作的影响,工作面设计采用缩面回采的方式过断层,机头段继续向外推进,减少缩面搬家的设备拆除和安装的工作量,通过缩面或搬家跳采方式躲过该断层影响区域。     

大倾角煤层长壁开采覆岩空间活动规律研究

针对大倾角煤层长壁开采覆岩变形、破坏和运移规律复杂,对工作面安全开采影响大等问题,采用现场实测、数值模拟和相似材料模拟,研究总结了大倾角煤层长壁开采直接顶、基本顶和高位岩层空间的变形、破坏和运移规律。结果表明:大倾角煤层走向长壁机械化开采过程中,沿倾斜方向采场顶板低位岩层与高位岩层均呈现出非对称力学特征,且破坏运移呈现出时序性和不均衡性。沿工作面倾斜方向中、上部区域内"三带"特征明显,且层位较高,而下部则顶板岩层没有明显的"三带"特征或"三带"形成的层位较低且不完整;多区段、多煤层开采时,上覆岩层影响程度远大于单一煤层,且具有一定冲击性。     

房柱式采空区下长壁工作面覆岩宏观变形特征研究

基于鄂尔多斯矿区房柱式采空区下长壁工作面回采实际情况,采用理论分析、现场实测和数值模拟相结合的方法,对该条件下工作面覆岩宏观变形特征进行了研究。结果表明,房柱式采空区下长壁工作面顶板结构呈现上部大结构和下部小结构的特征,大结构和小结构交互影响,导致支架循环末阻力和来压判据较实体煤下和长壁采空区下都大,遗留煤柱下方工作面煤壁处存在应力集中异常区,工作面片帮和切顶危险增加,更易导致采场支架失稳。     

巨厚覆盖层下特厚煤层综放开采岩移规律

针对巨厚覆盖层下20 m特厚煤层综放开采后,地表出现大台阶、大落差地裂缝,采取地裂缝综合物探、裂隙带高度实测等手段,分析其岩移规律的形成机理,发现地裂缝深部发育为压密性闭合不导水剪切裂缝,裂隙带上方基岩被整体压断,通常的弯曲下沉带被整体断裂带取代,整体断裂带主要破坏截面位于岩梁中间和两端。最后针对地质灾害防治提出了一系列措施。     

承压水上采煤底板破坏规律的解析法计算及应用

根据工作面回采过程中其前后方支承压力并考虑底板含水层的水压,建立支承压力与水压共同作用于底板的力学模型,以此求解底板任意一点的应力,与莫尔-库仑准则相结合给出了底板是否破坏的判别依据;根据孙疃煤矿1028工作面地质情况,理论计算得出底板下0～20 m内受采动影响较大;其破坏由工作面前方2 m向采空区方向发展,破坏深度范围0～16 m,最大破坏深度为16 m。现场采用电阻率测试方法对相对于工作面不同位置处的底板破坏情况进行了探测,其结果与理论计算相近,验证了此力学模型理论分析的正确性。     

近距离煤层采场过上覆T形煤柱矿压显现规律

为对大柳塔煤矿21306工作面过上覆T形交叉煤柱矿压显现规律进行分析,运用理论分析和FLAC3D数值模拟,从煤柱内应力分布角度对T形煤柱的作用机理进行了分析。结果表明,上覆走向煤柱区下的工作面来压呈现对称性分布,且支架载荷普遍大于采空区下对应支架;上覆倾向煤柱区下的工作面推进过程中,分别在进入倾向煤柱、煤柱正下方以及出倾向煤柱呈现出3阶段不同的来压特征。上覆倾向煤柱对采场矿压影响明显大于走向煤柱,因走向煤柱与倾向煤柱的影响作用叠加,T形煤柱交叉区对工作面来压的影响程度则介于两者之间。煤柱上的集中应力分布是造成走向煤柱区以及进入倾向煤柱阶段采场矿压显现规律不同于其他区域的原因,而对于出倾向煤柱阶段工作面的动载矿压则是由于煤柱上方不稳定的关键块体结构的相对旋转运动造成的。     

矸石充填普采面采煤充填工艺及矿压显现

基于鄂庄煤矿二采区2#煤层的地质条件和地面学校等建筑群需要重点保护的要求,介绍了2202东普采工作面直接利用井下掘进矸石充填采空区的相关技术,涉及充填系统、采煤与充填平行作业方式、支护技术、机械矸石充填工艺及充填效果;分析了矸石充填工作面顶底板闭合量、支柱载荷和活柱缩量的变化规律.结果表明:2202东工作面采用胶带抛矸机充填装备及"见六充三"和4.5 m×3.0 m充填循环参数,工作面月产量可达到1.47万t,采空区得到密实充填,采场矿压显现十分缓和,顶底板闭合量平均累计值小于25 mm,在工作面投影上方地表下沉为203~276 mm,地表重点保护的建筑群得到有效和安全的保护,矸石充填后的最大压缩量为251mm,最大压缩率为12.1%.     

厚松散层薄基岩综采面覆岩破坏高度发育规律

为确保高承压松散含水体下缩小安全煤岩柱开采,合理回采防水煤柱内所留的煤层,在淮南煤田潘集矿区深厚松散层薄基岩条件下的综采工作面,采用地面地质钻孔、井下声波检层CT技术探测等多种现场实测手段,结合离散单元数值模拟,对深厚松散层薄基岩综采工作面覆岩破坏带高度发育的时空分布规律进行研究。研究结果表明：覆岩破坏带随工作面推进动态变化,随着综采工作面向前推进,导水裂缝带高度35.20～45.10 m,垮落带高度7.28～16.24 m;其覆岩破坏由下向上、由后向前逐步发展。