浅埋深大采高工作面条带离层注浆地表减沉技术

为解决浅埋深大采高工作面开采引起的地表沉降问题,运用理论分析和数值模拟研究方法,对F6201综放工作面开采过程中覆岩离层发展的动态规律进行了研究,得出条带分区域离层注浆的开采条带宽度应小于极限拱的跨度;离层注浆钻孔的最佳位置位于主关键层下界面离层发育空间最大处;钻孔注浆最佳时机应是开采跨度达到极限平衡拱的跨度时,即离层发育刚达到充分状态时。结果表明,该技术条件下地表减沉率可达79.35%。     

“三下”采煤技术发展现状及前景展望

概述了三下采煤技术的发展历程,系统地介绍了三下采煤的条带开采、房柱式开采、限厚开采、巷道穿采、留不规则煤柱等留煤柱开采法以及建筑物的保护性措施和离层注浆技术等,对目前应用的水体下采煤技术进行了分析,在此基础上提出了矸石(固体废弃物)充填开采技术、基于岩层控制关键层理论的覆岩离层注浆减沉与大条带间歇开采综合技术、不同条件下建筑物破坏规律的实测技术、水体下采煤安全监测技术等,并总结出今后三下采煤技术发展的主要方向。     

我国煤矿覆岩离层注浆技术研究发展现状

在对我国煤矿现有采用覆岩离层注浆技术进行分析的基础上,研究了该技术的生产工艺,探讨了覆岩离层注浆减沉技术的机理,分析了目前该技术的减沉效果,并指出了今后的研究方向。     

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。     

覆岩离层带多层位注浆减沉技术研究

煤要后覆岩中的导水殍浊带这上存在离层带。多层位注浆时注浆体在离层中呈多层凸透镜状。地表减沉率与注采比成正比,其比例系数到决于地表的开采充分程度。多层位注浆的工程实验其注采比达到３７％,减沉效果显著,注浆减沉必需与井下开采协调配合。将注浆减沉技术有效应用于建筑物下开采,应具备一定的地质、开采等条件。     

村庄下宽条带开采离层注浆技术减沉效果分析

文中介绍了田陈煤矿村庄下采用宽条带与离层注浆相结合的开采技术的实施情况;根据该技术下开采时地表移动的观测资料,进行了减沉效果分析,为下一步同类条件下的采煤奠定了重要的理论基础。     

覆岩离层注浆减沉技术的应用与发展现状

在分析覆岩离层注浆减沉机理基础上,对我国矿区注浆减沉试验情况进行了统计分析,得出覆岩离层注浆是一项有效的地层控制措施,在采矿和地质条件允许的情况下,地表减沉率达到36%~65%。对近年来覆岩离层注浆减沉理论的发展进行了综述,指出高性能注浆材料、注浆系统优化和注浆减沉效果的定量评价标准仍是需要深入研究的课题。分析了影响注浆减沉效果的采矿和注浆工程因素,指出在充分掌握工作面上方覆岩离层动态发育规律的基础上,合理确定注浆层位以及适宜的注浆时机,加大注浆量才能保证注浆减沉效果。     

开采覆岩离层发育规律的动态数值仿真分析

覆岩离层注浆减缓矿山开采沉陷技术近年来得到了很大发展，该项技术应用的关键之一是必须弄清离层的动态发育规律。本文在覆岩力学参数反分析的基础上，进行了覆岩离层发育规律的动态数值仿真分析，采用流变力学模型，用接触单元模拟层间弱面，揭示了随采场推进离层从产生到闭合的动态发育规律．对于指导注浆减沉工程具有重要意义。     

对采动覆岩离层注浆减沉技术的再认识

在肯定采动覆岩离层注浆减沉技术思想的前提下，深入讨论了该技术的理论实质；通过对采动覆岩离层发生、发展时空规律的物理模拟和分析，认为可注浆离层即“潜在下沉”的空间体积总量很小，即使注入充填物，最大限度地保持其离层状态，减沉效果也有限；在对极不充分开采条件下的下沉系数进行修正后，经重新计算得出已进行的现场试验的实际减沉效果应为15％－20％左右而不会更高。     

条带开采垮落区注浆充填技术的理论研究

阐述了条带开采垮落区注浆充填技术的总体思路和基本原理,结合工业试验方案,应用PFC颗粒流程序进行了数值模拟试验,模拟了条带煤层采出、顶板垮落、注浆充填、充填体压实及上覆岩层下沉的整个动态发展过程;通过数值试验,揭示了条带垮落区充填体、煤柱与围岩三者之间相互作用的减沉力学机理,重点分析了垮落区充填体的承载作用、传载作用和对煤柱的侧限作用.研究结果表明,在此工业试验区域内,与条带开采相比,当充填量为19.5万m³时,条带开采垮落区注浆充填既可减小地面变形,提高煤柱稳定性,又可多采出煤炭24万m³.     

采动复岩离层高压注浆减沉技术研究

根据华丰矿具体地质条件 ,向采动离层注入灰浆 ,充填离层空隙带 ,从而减小地表下沉量 ,有效地保护地面建筑物 ,实现村庄下安全开采     

老采空区超高水材料注浆减沉监测与效果评价

老采空区注浆减沉效果的监测和评价对采煤沉陷区的合理利用和注浆减沉方案的优化具有重要意义。本文以邯矿集团聚隆矿业有限公司下伏老采空区为研究对象,对老采空区注浆充填过程中地表监测点进行现场实测,并对注浆后的减沉效果进行评价分析。结果表明:对老采空区进行注浆后,与不进行注浆时相比地表减沉25%;监测点受注浆影响下沉速度明显减缓,监测期间地表下沉量显著减小。对老采空区进行注浆能够减小地表下沉,有效地保证地表建(构)筑物的安全运营。     

分阶段充填开采应力演化与地表减沉效果研究

为研究分阶段充填开采应力演化及地表沉陷特征,采用数值模拟和现场实测方法,对各阶段充填开采的采动应力与位移特点进行模拟和实测分析。结果表明:第1阶段开采时,煤柱为主要支护体,充填体为被动支护体,主要起到应力传递的作用,随顶板下沉开始逐渐承载,充填体与煤柱形成统一支护体,相互提高了支撑能力,该阶段顶板及地表仅出现轻微下沉;第2阶段开采时,其应力演化过程与第1阶段类似,煤柱最大垂直应力22 MPa,充填体最大垂直应力12.0 MPa,但顶板及地表下沉量幅度较大,第2阶段下沉占总下沉量的83.2%。实测结果与模拟结果规律性一致,相比垮落法开采,地表下沉减少了92%。     

地表下沉衰减函数与塌陷区稳定性分析

根据地表下沉的3个阶段,分析了地表下沉速度的主要影响因素;以Knothe时间函数为基础,导出了适用于衰退期及其之后的下沉衰减函数,并提出下沉衰减函数中参数的确定方法.针对兖州矿区典型塌陷区不同的地质开采条件和现场实测资料,求出了典型塌陷区的下沉衰减函数和残余下沉量;最后提出了塌陷区稳定性评价指标和塌陷区稳定性分类方法,将塌陷区分为非稳定型、相对稳定型和稳定型,并对塌陷区进行了稳定性评价.     

Surface mining subsidence control based on grouting-recovery ratio theory

From an analysis of the relationships of grouting coefficients under the conditions of grouting reducing subsidence, it is concluded that the reducing subsidence rate is in direct proportion to the grouting-recovery ratio, and its proportional coefficient depends on the coefficient of reducing subsidence and collapsing coefficient.The coefficient for reducing subsidence volume φ=ΔV/V_(ash) is related to overburden lithology.The coefficient for reducing subsidence volume φ is always larger than 1.This imp...     

杨家坪地面沉陷机理及预测分析

杨家坪辖区内煤矿资源十分丰富，自20世纪90年代以来，该村开始出现裂缝、地面塌陷等灾害，且呈加剧之势。对该村地面沉陷机理进行分析并建立了相应的模型对沉陷进行了预测，预测结果与实际较符合。     

岩移“四带”模型与动态位移反分析

为应用岩石力学数值分析方法进行岩层与地表移动计算，采用位移反分析方法，进行了模型识别和理论分析研究。认为：（１）采后覆岩结构具有分带性，结构力学模型应划分为破裂带、离层带、弯曲带和松散冲积层带；（２）岩石的本构方程可以应用内时理论和开尔文－伏尔特流变模型得到；（３）对于线性、粘弹塑性力学问题可应用三点抛物线方程法求得最优估计值；（４）地表水平移动是岩层与松散冲积层倾斜变形引起的，水平移动值取决于倾斜和表土层翘曲变形两种因素。     

最大下沉角计算的神经网络模型研究

最大下沉角是确定地表移动盆地走向主断面位置的关键性参数,关系到地表移动和变形预计的精度.系统分析了影响最大下沉角的地质采矿因素,根据国内大量的地表移动观测资料,建立了最大下沉角计算的神经网络模型.该模型与遗传算法相结合,克服了单一神经网络易陷入局部最优和收敛速度慢等缺点.研究表明,用基于遗传算法的神经网络来计算地表移动盆地的最大下沉角,其结果更加真实、可靠.     

矿区DEM的时空模拟与反演方法及其应用研究

为了对矿区地表移动与变形的空间分布规律进行预计与"再现",文章提出了数字沉陷模型DSM的概念,分析了其与DTM和DEM的区别与联系,讨论了DSM的构建方法。在此基础上提出了矿区DEM反演的概念,讨论了反演分析原理及其实现方法。然后结合研究区实际例子进行了DSM计算和静态下沉等值曲线表达,最后采用动态移动过程模拟和时空反演模拟方法,根据常村矿矿井南部2002年的DEM构建了该区域2000,1997年的DEM。利用上述方法生成的DEM数据层可以与矿区对应时刻的生态数据图层一起进行GIS空间叠置运算,为分析矿区生态环境采动变化趋势提供数据方法。     

SURFACE SUBSIDENCE ANALYSES BASED ON THE PRINCIPLE OF EXPANSION AND RECONSOLIDATION OF THE BROKEN ROCK STRATA

The results of experimental studies about the characteristics of broken rock expansion and reconsolidation were briefly introduced in this paper, and the surface subsidence coefficient under critical mining conditions was also analysed based on the principle of expansion and reconsolidation of the broken rock strata, a equation to calculate the corresponding surface subsidence was finally produced. This calculation method can be used to calculate more accurately the convergence quantity of consolidated rocks in the broken zone of the working face. In addition, case analyses by using the introduced calculation method were conducted and satisfactory results were obtained.