急倾斜多煤层开采地表移动规律与岩层破坏特征

急倾斜多煤层开采覆岩破坏和地表移动规律不同于缓倾斜煤层开采。采用相似材料模型实验对赵各庄矿急倾斜多煤层开采进行了模拟研究。通过对7次观测数据分析,得出了不同开采阶段地表移动变形规律及岩层破坏特征。实验结果表明：地表下沉盆地具有分区沉降突变性和沉陷分布格局控制性特点,岩层的空间破坏范围随着煤层开采层数的增加和开采深度的加大而扩大,其破坏特征主要表现为累积性和突变性。     

急倾斜矿层开采地表移动计算的皮尔森函数法的改进

急倾斜煤层开采时,由于采空区上部岩一石冒落向下滚动填充下部采空区,加剧了岩石沿层面方向的移动。此外,底板也会发生移动。因此使得急倾斜矿层的岩层和地表的移动与缓倾斜或水平矿层的移动过程很不相似,目前对急倾斜矿层地表移动规律的研究还很不够。为了解决急倾斜煤层开采的各种地表移动变形预计问题,文献根据淮南     

急倾斜煤层开采非连续变形的相似模型实验研究

与缓倾斜煤层开采相比,急倾斜煤系地层常隐含软弱夹层,其露头容易出现台阶和裂缝;与切割岩层的结构比较,层间软弱面并不对移动盆地起全局控制作用,而只产生局部影响。通过综合考虑急倾斜地层与层间弱面两个因素,阐明了急倾斜煤层开采地表非连续变形的发生条件;采用相似材料模型实验,研究了岩层垮落、弯曲、离层的方式和形态;提出了急倾斜煤层开采岩层的层梁移动模式;揭示了地表非连续变形的形态特征和变形机理,为进一步研     

缓倾斜煤层群上行开采的研究

在相似材料模拟试验、有限元计算和生产实践基础上,研究了缓倾斜煤层上行开采岩层运动发展规律和支承压力分布规律。通过分析和比较得出:上行开采条件下的岩层运动特征和支承压力分布特征有助于采场围岩的平衡和稳定,对顶板管理、岩层控制和巷道布置都极为有利。     

岩层倾角对采动覆岩应力演化影响规律数值模拟

为研究岩层倾角对采动覆岩应力演化规律的影响,以西北某矿缓倾斜工作面为研究背景,建立近水平和缓倾斜煤层2种模型,采用FLAC3D模拟研究不同开采条件下覆岩应力、位移演化规律和“三带”分布特征,对比分析煤层倾角对覆岩运动的影响,为揭示缓倾斜煤层开采上覆岩层活动规律提供参考。研究表明：随着工作面不断推进,缓倾斜煤层上覆岩层垂直应力的峰值大于近水平煤层上覆岩层垂直应力的峰值;缓倾斜煤层开采覆岩位移峰值大于近水平煤层开采覆岩位移峰值;近水平煤层和缓倾斜煤层开采距采空区上方10 m左右为冒落带,近水平煤层开采距采空区上方47 m左右为裂隙带区域,缓倾斜煤层开采距采空区上方50 m左右为裂隙带区域;缓倾斜煤层塑性区域范围大于近水平煤层塑性区域范围;通过数值模拟对比分析,不能忽略煤层倾角对采动覆岩应力的影响。     

特厚急倾斜煤层水平分层开采岩层及地表移动机理

以窑街矿区三矿地质条件为原型,采用相似材料模型试验方法,研究了特厚急倾斜煤层水平分层开采岩层移动机理和地表移动规律。结果表明,特厚急倾斜煤层水平分层开采时,浅部开采阶段岩层以应力拱结构控制岩层移动,深部开采阶段岩层以铰接岩梁结构控制岩层移动;根据覆岩破坏形式,将采动岩层移动分为松散岩块区和层状岩层区。揭示了特厚急倾斜煤层水平分层开采具有显著的重复开采和变方向传播的特征;随着工作面自上向下逐层布置回采,地表移动盆地具有向顶板侧扩展和下沉值不断累计的特点,最终形成一个整体的移动盆地。研究结果可为地表及岩层移动预测模型的建立提供依据,从而指导类似条件下煤炭资源的合理开发。     

基于“采-充-留”技术的岩层控制效果和机理研究

为进一步研究"采-充-留"协调开采对岩层破坏的控制作用,以开滦某矿中厚倾斜煤层9煤和12煤为研究对象,基于相似材料模型试验,针对协调式跳采全采技术和"采-充-留"协调开采技术对地表的移动变形和覆岩控制效果和机理进行了研究。结果表明,9煤采用协调式跳采全采技术开采,地表下沉系数为0.64。在9煤开采的基础上,采用"采-充-留"协调式开采技术回采12煤,地表下沉系数仅为0.16。全采后岩层裂缝带法向发育高度是采厚的32.1倍,而"采-充-留"协调开采后岩层裂缝带法向高度是采厚的6.3倍,说明了充填体与煤柱形成的联合支撑体能够有效地抑制上覆岩层的垮落,阻隔了两侧采空区的联通,对上覆岩层移动起到良好的控制作用,达到了减小地表移动变形和岩层破坏的目的。     

开滦煤田岩层移动几点体会

开滦煤田为石炭二叠系地层,可采煤层有五至六层,大部分地区为缓倾斜煤层,局部地区有倾斜、急倾斜及倒转现象。煤系上覆岩层为中等硬度,基岩面上大部分为第四纪冲积层,在倾角α≤35°的煤层中,用走向长壁大冒顶采煤法进行回采,并且建立了一些地表和井下岩层移动观测站,积累了一些观测资料。结合本矿区的观测资料,进行一次综合分析,得到以下七点体会。一、地表下沉、下沉速度与采空面积、开采深度的关系     

大埋深条件下地表沉陷规律相似模拟研究

以山西河东煤田北部某大埋深煤矿为研究对象,采用相似材料模拟实验,分析了受采动影响的采场上覆岩层移动变形规律以及地表移动变形规律.结果表明,采动结束后的上覆岩层依次形成垮落带、裂隙带、弯沉带;采空区上方地表形成一个比采空区大得多的下沉盆地,并从地表移动的力学过程及工程技术问题的需要出发,地表移动及变形采用下沉、水平移动、倾斜、曲率、水平变形来描述下沉盆地的动力学状态.     

倾斜煤层相似材料模拟实验分析研究

为了研究倾斜煤层开采引起的覆岩移动与变形规律,以淮南矿业集团潘一矿11-2煤层为例,采用全站仪观测法,对倾斜工作面上覆岩层移动与变形进行了相似材料模拟试验的研究,基本掌握了该地质采矿条件下的覆岩移动与变形规律,为倾斜煤层综采技术的应用和安全提供了科学依据。     

下覆工作面回采对斜井的影响分析

通过理论计算得出工作面开采覆岩破坏高度,利用关键层理论分析覆岩破坏、移动、控制规律,并对井筒下覆工作面回采对斜井的影响进行了论证,为工作面安全、高效回采提供了理论支持。现场矿压观测数据结果表明,斜井没有受到下覆工作面开采的影响。     

急倾斜煤层深部开采岩层移动数值模拟研究

岩层移动规律随地质采矿条件的不同而存在较大差别。采用离散元数值模拟方法,结合唐山马家沟矿具体条件,研究了急倾斜煤层深部开采岩层移动规律与机理。研究表明:急倾斜煤层深部开采岩层移动垮落带发育到一定高度终止,其上位岩层以法向弯曲移动为主;采空区上方形成铰接岩梁结构,顶板岩层呈双端固支的梁弯曲,从而减缓了地表的变形。研究结论对于深部三下开采具有指导意义。     

倾斜煤层的超高水材料混合固结充填法

为解决超高水材料开放式充填受煤层倾角影响较大的缺点,实现倾斜煤层安全、高效的充填开采,创新性地提出了混合充填的新思路,形成了超高水材料混合固结充填技术并深入地进行了可行性分析。给出了相关充填工艺流程：首先填充固体充填物,之后充填高水材料,待浆液液面达到要求高度后,进行二次充填固体充填物。分析了该技术的充填机理和能够控制上覆岩层运动的实质,总结了技术的特色和优点。认为该充填技术合理地利用了煤层倾角,达到了充填不受煤层倾角限制的目地,解决了开放式充填的技术难题,同时还进一步提高了控制地表移动的能力。此外,超高水材料混合固结充填成本低廉,采煤与充填互不影响,为提高倾斜煤层滞压资源采出率、减缓地表损害提供了新的手段,具有广阔的应用前景。     

矿井水综合利用技术应用

通过对海孜煤矿所属煤系地层水文地质条件综合分析,揭示了矿井水构成特征,提出了矿井水利用流程,对矿区矿井水资源的回收再利用具有指导意义。     

缓倾斜突出煤层石门揭煤瓦斯灾害治理模式

白羊岭煤矿15#煤层为缓倾斜突出煤层,由于受断层影响,在掘进过程中频繁面临石门揭煤。预计揭煤地点有断层发育,且均处于采掘应力叠加带。为了确保井底车场副井绕道石门揭煤过程中安全揭穿缓倾斜突出危险性煤层,提出了施工探煤孔控制煤层层位、施工瓦斯超前排放孔、排放钻孔效果检验、安全揭煤的治理模式,并进行了现场实践。结果表明:该方法效果显著,施工安全,消除了石门揭煤中的动力现象,确保了安全揭煤,矿井建设速度得以提高。     

大倾角俯斜开采技术研究及实践

大倾角俯斜开采一直困扰着煤矿综合机械化的正常发挥。文章在实现缓倾斜煤层开采的基础上,进一步对18~25°大倾角俯斜综采工作面的回采工艺、技术研究以及可行性进行探索分析。     

煤矿开采岩层移动的相似模拟实验及数值分析

采用相似模型和数值分析,对倾斜煤层的开采沉陷及地表移动进行了探讨。根据相似原理进行了相似模拟实验研究;采用2D-σ有限元计算程序对岩层移动及开采沉陷进行了数值分析。得到了倾斜煤层在倾向方向上移动盆地对地表的影响范围、最大下沉点位置,地表下沉曲线,以及该煤矿的下沉系数、水平移动系数、最大下沉量,所得结果对矿井的延深设计及灾害预测具有实际的指导意义。     

大倾角煤层采场顶板运动与矿压显现规律研究

双鸭山东保卫煤矿36#大倾角煤层采场顶底板运动直接制约生产安全。通过现场监测,结合计算机数值模拟等理论方法,对大倾角条件下采场顶板运动与矿压显现规律、工作面支架载荷进行了研究。研究结果表明,由于煤层倾角增大,老顶沿倾向会形成一个由断裂岩块铰接而成的拱形结构,工作面中上部与下部载荷比为1.41。