煤矿坚硬顶板分层爆破

文章针对大同矿区坚硬煤层坚硬顶板及坚硬覆岩,介绍了一种特殊的开采沉陷实例,即大同矿区三硬条件大面积整体突然切冒。从煤层特征、围岩性质、采煤方法及顶板管理等方面,对影响顶板大面积一次性整体切冒的因素进行了详细分析,阐述了坚硬顶板大面积一次性整体切冒的机理,指出了其对井下采场和地表破坏具有突发性、随机性和滞后性。破坏十分严重,在国内外罕见,难以预测预防。因此,大同矿区开采沉陷的治理具有重要的推广意义。     

坚硬顶板塌陷机理探讨

大同"两硬"浅埋深煤层开采地表塌陷具有整体一次性切冒特征,其特点是具有明显的滞后性和突发性,塌陷过程时间短、破坏性大、难以预测预防。通过对覆岩活动的力学分析,得出坚硬顶板塌陷原因,在采空区部分煤柱丧失承载能力后,上部覆岩将围岩应力转移到周边仍具有一定承载力的尚未完全失效的煤柱上,使相邻煤柱破坏,产生"多米诺骨牌"连锁破坏效应,造成顶板塌陷。     

大同矿区地表沉陷类型及成因初探

为研究大同矿区地表大面积沉陷成因,对不同采煤方法引起的不同沉陷类型进行分析,总结出大同地区坚硬顶板具有大面积冒落的特征.同时,通过对顶板冒落前煤柱受力情况和地表塌陷机理进行了模拟,得出如下结论:在采空区部分煤柱丧失承载能力后,上部覆岩将围岩应力转移到周边仍具有一定承载力的尚未完全失效的煤柱上,致使相邻煤柱发生破坏,产生"多米诺骨牌"连锁破坏效应,并最终引起坚硬顶板冒落,造成地表大面积沉陷.     

开采沉陷对地面建(构)筑物的损害及防护加固

文章通过对大同矿区煤层硬、顶板硬、覆岩硬等特殊地质采矿条件和采煤沉陷状况的实地调查和综合分析,针对大同矿区煤矿开采沉陷特点,提出了大同矿区地表沉陷区的分类方法,并将不同开采条件下的稳定塌陷区和不稳定塌陷区进行了分类统计,总结了开采沉陷对地面建(构)筑物的损害及影响,提出了减少地面沉陷的措施和地面建(构)筑物的保护加固措施,为大同矿区采煤沉陷区的综合治理提供了科学依据。     

大同矿区采空区覆岩破坏特点分析

在分析大同矿区覆岩破坏现场调研资料的基础上,进一步针对大同矿区坚硬煤层、坚硬顶板和坚硬覆岩的特殊条件下,对采空区上覆岩层破坏进行了分类,指出了不同类型覆岩破坏原因机理。     

大同矿区采空区覆岩破坏特点分析

在分析大同矿区覆岩破坏现场调研资料的基础上，针对大同矿区坚硬煤层、坚硬顶板和坚硬覆岩的特殊条件，对采空区上覆岩层破坏进行了分类，指出了不同类型覆岩破坏原因机理。     

坚硬顶板的矿压显现和顶板分类

大同的顶板为整体坚硬难冒的砂岩和砾岩,开采后较大面积不塌,矿压显现剧烈;大面积冒落时产生暴风和冲击波,破坏十分激烈;局部冲击地压及煤柱集中压力表现显著。分析其原因是煤层和围岩“两硬”。为了有效地控制顶板及安全采煤,研究坚硬顶板矿压显现和顶板分类是很必要的。     

大同云岗矿二号煤层坚硬顶板(砾岩)的控制

<正> 大同矿区二号煤层顶板是坚硬顶板中(岩石压强80～160MP_a)最典型的难冒煤层,一直被迫采用刀柱开采法,从而造成了顶板大面积来压、自然发火、煤柱集中应力等安全隐患。限制了综合机械化的发展和生产效率的提高。因此,大同矿务局在总结过去对坚硬顶板处理经验的基础上,与有关单位合作,在云岗矿二号煤层8143工作面首次对厚砾     

大同矿区特厚煤层综采放顶煤技术

针对大同侏罗纪的坚硬顶板与坚硬煤层特殊条件,通过对预采顶分层处理坚硬顶板然后再综放开采下部煤层,在顶煤中布置工艺巷对顶煤和顶板实施弱化破碎控制技术等试验,研究了侏罗纪煤层硬煤冒放和顶板控制的理论技术,实现了"两硬"特厚煤层条件下的综采放顶煤的安全开采.同时,对于大同矿区石炭纪的煤层厚度大、结构复杂、受火成岩侵入等难题,采用高精度微地震监测系统和全景式数字钻孔电视等技术,初步掌握了顶煤与围岩的运移规律,开发了专有综放技术及装备.     

新疆伊北矿区典型浅埋深厚煤层开采地面沉陷机理研究

新汶矿业集团伊犁四号矿井深处新疆伊北矿区,主要可采煤层上覆易冒落的不稳定顶板,无厚而坚硬的基本顶存在,属于典型浅埋深厚煤层开采矿井。为研究该矿区地面沉陷机理和相应的运动参数,全面掌握采空区对地面的影响,采用理论分析、模拟计算、数据实测和位移反分析理论相结合的方法,通过浅埋深大采高采煤工艺对本矿区地表产生的裂隙及沉陷,分析了地表沉陷机理,得出了"三带"观测参数和伊北矿区地表沉陷变形静态盆地的岩移参数,并为伊北矿区"三下"采煤提供有参考价值的技术参数。     

Deformation of mining caving zone grouting compound rock under overlying strata pressure

To solve the problem of surface subsidence caused by mining, the main method is to reasonably process coal mining space. “Mining caving zone high-pressure grouting pulverized coal ash hydromass controlling roof and overlying strata movement” technology is one of processing methods. After grouting pulverized coal ash hydromass in mining caving zone, formed one kind of special material which is used to support roof and effectively control the subsidence of overlying strata. For the accurate calculation of roof mining subsidence at grouting state, based on the characteristics of such materials, established its constitutive equation based on certain assumptions, gave deformation calculation method when the compound rock supports overlying strata, lay foundation for the actual calculation of subsidence of overlying strata after grouting and the promotion of mining caving zone grouting technology.     

急斜放顶煤开采围岩破坏规律立体模拟研究

通过大型组合堆体立体模拟架,对急斜煤层开采过程中围岩及上覆层变形破坏特征进行了模拟研究．研究发现急斜水平分段放顶煤开采围岩破坏主要向顶煤和顶板两个方向发展．顶煤在冒放过程中可能成拱．随着工作面的推进和顶煤的放出,破坏向上发展．煤层开采后形成的沉陷由最初在地表生成的孔洞发展为孔洞间的贯通．形成塌陷坑．随着塌陷坑周边岩体的垮落,最终形成主要沿顶板及走向发展的深槽形塌陷坑．沉陷表现为反复多次沉陷,塌陷坑内垮落体整体呈现为由底板侧朝顶板侧的台阶式下降分布．     

综放工作面上覆岩层变形破坏时空演化特征试验研究

采用相似模拟实验方法进行采空区工作面顶板垮落过程中上覆岩层变形破坏试验研究。以CCD相机构建实验图像数据采集系统,采用数字散斑相关方法对上覆岩层位移场和垮落角进行了分析,研究了上覆岩层垮落区域裂隙演化、位移演化及偏态特征。研究结果表明:工作面顶板垮落过程中上覆岩层垮落角角度随垮落区域形状不断变化,垮落高度逐渐减小直至平稳,垮落面积逐渐增大直至平稳;在竖直方向上,上覆岩层垮落带呈宽缓的W型沉降、裂隙带和弯曲下沉带呈V型沉降;在水平方向上,下部上覆岩层向两侧移动、上部岩层向中间移动,造成各岩层间发生摩擦滑动,并对两侧未开挖区域及煤柱产生弯矩作用;工作面顶板跨落后形成偏态,开切眼侧垮落角大于开采侧垮落角,并在开采侧形成岩移角,开切眼侧的下沉曲线较陡、工作面侧下沉曲线较缓。根据实际工程背景,计算了地表塌陷影响范围,为煤矿开采对上覆岩层影响范围和程度以及后续采空区治理等问题评估提供了必要依据。     

巨厚坚硬顶板变形及垮落的动态演化特征研究

义马煤田赋存一层巨厚坚硬岩层,是矿区诸多动力灾害的主要诱因.本文以义马煤田千秋矿21221工作面为工程背景,开展了顶板岩层冲击倾向性的实验测定,采用相似模拟和数值分析方法研究了工作面回采过程中巨厚坚硬顶板运动特征,分析了巨厚坚硬顶板垮落垂直位移动态演化规律,建立了采动应力分布与顶板运移的关系.研究结果表明:巨厚坚硬顶板...     

缓倾煤层采空区滑坡形成机制数值模拟研究

以贵州都匀马达岭滑坡为例,采用离散元方法,研究了缓倾煤层采空区滑坡的变形发展过程,提出了该类矿区滑坡防治建议。研究结果表明:采空区顶板塌陷导致上覆岩层弯曲-沉陷,地表产生沉降变形,同时采空区边界部位产生倾倒式拉裂,在地表形成深大拉裂;采空区上部岩体沉陷变形导致坡脚部位岩层往坡外剪切滑移;中部滑面沿变形后倾向坡外的层面和陡倾节理组合形成阶梯状滑面。滑坡形成机制可概括为由采空区顶板变形引发的阶梯状蠕滑—拉裂—剪切滑移式滑坡。缓倾煤层采空区滑坡的防治应从防止采空区顶板塌陷入手,通过回填矸石或加强顶板的永久支护来防治采空区上覆坡体的变形。     

大柳塔煤矿多煤层开采覆岩变形破坏模拟研究

针对大柳塔煤矿远距离多煤层开采冒裂带发育及采动影响问题,通过相似模拟和数值模拟计算,系统研究了2个主采煤层开采过程中覆岩垮落、裂隙发育及地表沉陷规律。研究结果表明：浅部2-2煤覆岩主关键层破断后,顶板基岩会发生直达地表的整体切落现象,5-2煤一次采全高长壁开采冒裂带连通上部采空区,形成工作面涌水的导水通道;重复采动岩层与地表移动和变形值增大,非连续性破坏增加;采空区上覆岩体依据主应力分布可划分为双向拉应力区、拉压应力区和压应力区3个区,主应力状态对采动裂隙的形成、发育起着控制作用;采动影响与工作面几何参数密切相关,地表沉陷随着工作面斜长或采厚的降低而减小。研究成果对大柳塔及类似条件下的煤矿安全开采与设计有指导意义。     

中硬覆岩综放开采裂缝带发育高度研究

根据潞安矿区王庄煤矿6206综放工作面开采条件,在分析煤层顶板覆岩组合及力学结构特性基础上,采用现场实测、数值模拟、物理模拟等手段综合研究了中硬覆岩综放一次采全厚裂缝带发育特征。结合已有的裂缝带实测资料,通过回归分析,得出中硬覆岩综放裂缝带发育高度与一次采放总厚度成正比,与已有经验公式相比,更能揭示综放覆岩破坏剧烈的特点。     

塔然高勒矿区深部开采冲击地压防控实践研究

近年来,随着我国煤炭开采战略西移,冲击地压现已成为鄂尔多斯地区影响最为严重的煤矿灾害。以鄂尔多斯煤田塔然高勒矿区红庆梁煤矿为背景,针对塔然高勒矿区深部开采条件下的冲击地压防控进行了系统研究。研究表明:塔然高勒矿区深部开采处于"弱胶结覆岩+高强度煤体"的地质条件下,深部开采冲击地压是由于高强度开采导致坚硬的煤体内积聚大量弹性能而产生的,提出了降低煤体强度、控制推采速度、优化区段煤柱尺寸、加强支护相结合的冲击地压防控策略,红庆梁煤矿综合采用钻孔卸压、控制推采速度和加强回采巷道支护等措施,现场微震监测数据证实了冲击地压防控的有效性,实现了矿井的安全高效开采。     

大同矿区"三硬"煤层巷道煤壁整体推出型冲击地压发生机理的研究

建立了大同矿区"三硬"煤层巷道煤壁整体推出型冲击地压的数学力学模型,研究了整体推出型冲击地压发生的力学机理.认为在煤层与顶板已经离层的条件下,发生煤体整体移动所需的垂直应力的值很小,易发生煤体被挤出、整体向外移动的现象.