153302工作面采空区自燃“三带”分布研究

为有效防止采空区煤炭自燃,在153302工作面回风巷铺设束管采集采空区气体,利用M-9000型燃烧分析仪测定分析采空区气体样本的成分,根据实测采空区氧含量分布规律和计算机数值模拟结果,掌握了采空区自燃三带宽度,计算出工作面最小推进度为0.7 m/d,研究结果为矿井制定内因火灾防治措施提供理论依据。     

不连沟煤矿特厚煤层综放面采空区自燃“三带”分布规律

 为有效防治采空区自燃,对不连沟煤矿特厚煤层6103综放工作面采空区自燃“三带”进行研究,建立了采空区气体渗流场模型,采用FLUENT软件对采空区氧浓度进行了数值模拟,总结采空区氧气浓度的分布规律。在此基础上,分析了散热带、氧化带的分布呈现不对称性及进风侧氧化带往采空区深部转移的原因;并结合现场实测,应用MIN-MAX优化理论对采空区自燃“三带”进行划分,得出能够抑制采空区自燃发火的最小安全推进速度,为该矿采空区防灭火工作提供了理论依据。     

关键层对煤层群开采瓦斯卸压运移“三带” 范围的影响

采用相似模拟、数值模拟和理论分析的方法,就覆岩关键层对煤层群开采瓦斯卸压运移“三带”范围的影响进行深入研究。研究结果表明：覆岩导气裂隙带内是否存在关键层将对覆岩瓦斯卸压抽采范围起到十分明显的影响作用。在相同开采条件下,覆岩裂隙带内存在关键层时,该关键层的破断将引起导气裂隙带高度突增,其高度明显高于经验公式计算高度并止于该关键层上方另一层关键层之下;卸压解吸带高度止于覆岩中尚未发生破断且下方存在离层空间的关键层之下,其最大高度止于主关键层之下。     

“三软”煤层综采工作面覆岩运移和裂隙演化规律实验研究

针对“三软”煤层综采工作面卸压瓦斯治理问题,采用物理相似模拟和UDEC数值模拟实验研究了工作面受采动影响后采场覆岩运移规律。同时,采用现场仰斜注水钻孔法和高位钻孔瓦斯抽采浓度监测法对实验结果进行验证。结果表明：在相似材料模拟实验中,对观测面刷白后,能更加清晰地观测到裂隙发育情况;相似材料模拟和UDEC模拟结果基本吻合,垮落带和断裂带最大高度分别为12和38 m,则高位钻孔最佳布孔垂距为20~26 m;现场仰斜注水表明垮落带和断裂带最大高度分别为10和39 m;现场高位钻孔瓦斯抽采浓度监测结果表明,1-2和1-3高位钻孔瓦斯抽采浓度最大,其垂距分别为24.4和20.5 m,验证了物理相似模拟和数值模拟实验方法和结果的正确性和科学性。     

基于“三带”理论的沉陷区边坡失稳过程分析

地下开采扰动给沉陷区内边坡稳定性带来不利影响。以抚顺老虎台矿开采沉陷区内某边坡失稳破坏为例,分析沉陷区内边坡失稳的动态演化过程。根据开采沉陷学“三带”理论,将处于开采沉陷区的东露天边坡岩土体划分为冒落带、裂隙带、弯曲下沉带和原生带4个特征区域,并分别计算出边坡处于3种“临界状态”时对应的地下开采深度。     

基于Matlab采空区自燃“三带”的分析

针对目前沿工作面两巷布点不能很好地观测采空区自燃“三带”分布的问题,提出沿工作面全线布点的方法观测采空区自燃“三带”,选取一个试验工作面进行自燃“三带”观测,观测数据包括O2、CO2、CH4浓度和温度。利用Matlab得出采空区内O2、CO2、CH4浓度和温度的立体分布和等值线图。以O2作为划分自燃“三带”的指标,利用Matlab得出采空区自燃“三带”的分布范围,并且从图上得出各个测点的自燃“三带”范围。最后,利用O2、CO2、CH4浓度和温度进行叠加,得出采空区危险区域的范围。     

煤矿采空区温度和气体成分自然发火“三带”的研究

在煤矿沿采空区两巷布置测点,对采空区温度和气体成分变化规律分析研究,确定唐口煤矿2307综采工作面自燃"三带"的范围,为防治井下煤炭自燃提供科学依据。     

变条带开采技术在“三下”压煤开采中的应用

 摘要：文章针对我国东部某煤矿构造复杂、煤层赋存不稳定又是建筑物及水体下压煤开采等地质采矿条件下,应用变条带工作面开采技术进行成功开采的实例,进行了分析和总结,得出该区域地面建筑物不出现明显损坏条件下的条带设计参数和条带开采地表移动规律,并且将变条带开采作为该矿井的主要采煤法进行了推广应用。     

马堡矿8204工作面覆岩“三带”高度数值模拟研究

根据马堡矿8204工作面实际情况,建立了工作面三维立体数学模型,运用Flac数值模拟软件对采场顶板逐步破坏及垮落带和裂隙带随工作面的推进动态变化过程进行数值模拟,得到随着工作面的推进垮落带和裂隙带的高度不断上升最后达到稳定的规律及稳定后垮落带和裂隙带的高度为11~33 m的结论。并通过现场对顶板走向长钻孔抽采效果的监测结果判断模拟结果与实际高度基本相符,为马堡矿邻近层瓦斯抽采提供了可靠的理论依据。     

马堡煤矿15号煤层水力压裂增透技术研究

针对马堡矿15号煤层瓦斯含量高、煤层透气性差、钻孔施工量大、瓦斯抽采率低等问题,提出以15108综放工作面为试验地点进行水力压裂增透试验来增加煤层透气性。通过对水力压裂增透技术原理的研究,分析了水力压裂试验流程,确定了试验设备仪器、压裂工艺参数,最终成功完成了水力压裂试验。并通过对注水压力的变化分析和试验前后抽采效果的对比,总结得出通过对煤层进行水力压裂,可大幅度提高煤层透气性和钻孔瓦斯抽采效果、增加煤层瓦斯抽采半径、缩短抽采周期,有效解决马堡矿瓦斯治理难题。     

范各庄矿5煤顶板破坏及突水模拟研究

根据范各庄5煤顶板的水文地质条件,应用岩石破裂过程渗流-应力耦合分析系统(RFPA2D-Flow)模拟采动条件下顶板损伤、破断的演化形成全过程.通过对损伤区和应力场分布及顶板水流量变化曲线进行分析,揭示了开采扰动及水压驱动下完整泥岩顶板由隔水岩层到突水通道的演化机理.同时,讨论了隔水泥岩层厚度与顶板突水的关系.结果表明:顶板存在大范围的拉应力区域,含水砂岩和顶板泥岩交界应力集中是造成顶板突水的关键;顶板隔水泥岩层的强度不足以起到关键层的保护作用,对采场保护不够,应对顶板泥岩层进行加固或留设防水煤柱.     

水力冲孔增透技术在三软煤层煤与瓦斯突出防治中的应用

登封东部矿区的煤与瓦斯突出矿井没有开采保护层的条件,只能布置底抽巷、施工穿层钻孔来抽采二₁煤层瓦斯。为了提高二₁煤层的透气性系数,采用水力冲孔（割缝）技术措施,在实施水力增透措施中,应合理确定工作水压、每米出煤量以及冲孔有效影响半径,以达到较好的卸压增透效果。     

“三软”厚煤层顶底板破坏特征的数值模拟

淮南矿区"三软"煤层开采条件复杂。在"三软"6 m厚煤层一次采全高过程中,运用计算机FLAC数值模拟软件系统分析了随着工作面推进距离的增加,顶底板的垮落特征。工作面刚开始推进时,顶板的垂直位移范围要比底板大,但是底板的垂直位移最大值要大于顶板的垂直位移最大值。随着工作面的不断推进,顶板的垂直位移最大值逐渐接近并大于底板的垂直位移最大值,当工作面推进30 m时,顶底板的垂直位移相接近。现场生产时,应加强工作面前方煤壁的应力监测监控,防止煤壁大面积片帮,前期还应该注重底板的防治。     

彬长矿区坚硬特厚煤层综放面矿压显现特征

为了确保矿区坚硬特厚综放开采条件下安全生产,采用物理相似模拟和现场观测的方法,对综放工作面覆岩移动、矿压显现特征进行了分析研究,总结了坚硬特厚综放工作面矿压显现特征.研究结果表明,工作面来压过程中覆岩破坏范围大,支架载荷较大并具有一定的瞬时冲击性,矿压显现剧烈.可为坚硬特厚煤层综放工作面矿压显现规律的认识和顶板管理提供借鉴.     

浅埋藏煤层长综放面采空区自燃“三带”分布研究

利用采空区流场数学物理模型,基于COMSOL数值软件模拟了采空区氧浓度与漏风速度分布,采用氧气浓度划分法和漏风风速划分法相结合的方法划分自燃"三带",并通过现场监测"两道"氧浓度验证其可靠性。结果表明:长综放工作面采空区在"两道"漏风严重,氧化升温带在进、回风巷分布范围较广。     

煤矿井下煤层瓦斯含量测定方法的研究进展

如何精准测定煤矿井下煤层瓦斯含量,进一步厘清煤层瓦斯成藏特征是矿井实施瓦斯灾害治理或煤矿区煤层气资源开发利用的关键。基于前期研究及文献调研,回顾了煤矿井下煤层瓦斯含量测定方法的发展历程,综述了当前国内外井下煤层瓦斯含量测定技术的研究进展。分析了煤层瓦斯含量测定理论与工程应用中存在的问题,指出瓦斯在煤屑内的扩散机理与多物理场耦合作用下煤吸附瓦斯机理尚未研究透彻、井下“保真”取样技术存在局限性等因素制约了煤层瓦斯含量的精准测定。对总体发展趋势进行了展望,认为煤矿井下煤层瓦斯含量测定技术正朝着智能化、多元化的方向发展,加强理论研究,尽快完善装备,发展高精度的原位测量技术是未来的主要研究方向。     

新安矿煤层开采底板破坏程度及底板水防治技术

根据新安矿底板3#煤层含水层分布情况,研究煤层开采过程中对底板的破坏程度,通过钻孔注水实测和数值模拟相结合的研究方法,确定底板破坏"下三带"分布规律,依据底板"下三带"理论判断工作面底板突水危险程度,得出新安矿底板岩层中完整岩层带偏小,底板破坏深度在18～20 m,突水危险性高。针对地质条件和底板"下三带"破坏情况提出了该煤层开采时底板突水隐患的防治方案。     

新郑煤电公司三软煤层巷道支护技术研究

新郑煤电公司12202工作面煤层松软且厚度较大,原有支护方式难以保证巷道的稳定性.通过有限差分软件FLAC3D建立三维数值模型,对12202工作面三软煤层巷道围岩变形规律及应力分布进行数值模拟研究,并对现场实测数据进行了分析.研究结果表明,应用微拱工字钢支护方式,巷道顶底板移近量较小,支护巷道深部围岩的受力分布比较均匀,位移较小.     

五阳煤矿低透气性松软煤层瓦斯抽采参数优化数值模拟

煤层透气性低,煤质松软,抽采难度大,抽采率低是目前五阳煤矿瓦斯抽采存在的主要问题,根据煤与瓦斯的耦合作用机理及煤层瓦斯的运移规律,深入分析五阳煤矿现有瓦斯抽采系统,利用RFPA2D-Flow建立本煤层瓦斯预抽钻孔数值模型,对比分析回采巷道先抽后采过程中平行钻孔预抽时间、钻孔间距和抽采负压对瓦斯抽采效果的影响,最终确定其合理的抽采参数,提高瓦斯抽采率。