薄基岩厚风积沙浅埋煤层覆岩变形破坏规律研究

为了研究薄基岩厚风积沙浅埋煤层开采时覆岩移动破坏规律,根据某矿工作面开采技术条件和岩石力学参数,采用数值模拟的方法,分析了采场上覆岩层破坏变形规律以及应力分布特征;基于关键层理论,推导了导水裂隙带的发展高度。研究成果为薄基岩厚风积沙浅埋煤层保水开采提供了理论依据。     

浅埋薄基岩煤层覆岩应力效应及变形破坏分析

研究浅埋薄基岩煤层开采后在采空区上方形成的导水裂隙带范围对保水开采具有重要意义。基于煤层开采后地表移动和岩体内部移动的内在联系,采用随机介质方法,将地表移动的基本参数应用于岩体内部移动规律的研究中,建立了上覆岩层移动变形力学模型,推导了煤层开采后采空区上方岩层内的位移、应变和应力的数学表达式,分析了上覆岩层变形破坏的影响因素和破坏力学机理。在此基础上,给出了浅埋薄基岩煤层开采覆岩隔水层的破坏判据,为浅埋薄基岩煤层保水开采提供理论依据。     

厚土层下浅埋煤层开采覆岩倾向结构分区与下沉预计模型

为探究厚土层下浅埋煤层开采的覆岩与地表下沉预计方法,以柠条塔煤矿1-2煤层开采为背景,结合理论分析与物理模拟的方法,揭示了厚土层下浅埋薄基岩煤层采场覆岩倾向结构分区及其特征,建立了分区下沉力学模型,提出了覆岩与地表下沉预计方法.研究表明:厚土层薄基岩浅埋煤层长壁开采后,沿覆岩倾向方向的垮落和移动可以分为边界煤柱顶板F形...     

榆阳煤矿2301工作面覆岩活动规律的数值分析

为研究陕北地区浅埋煤层开采过程中顶板移动规律,利用 F-RFPA2D软件对榆阳煤矿2301工作面煤层顶板破坏进行数值分析,再现煤层顶板破坏过程,得出了薄基岩浅埋煤层开采过程中覆岩活动特点.研究结果还表明上覆岩层在破坏过程中通过充填离层空间可以实现对导水裂隙高度的控制.     

薄基岩工作面开采物理相似模拟研究

对某煤矿薄基岩工作面取样,进行覆岩岩性分析及岩石物理力学参数测试,同时对顶板覆岩结构做钻孔窥视分析,以此来研究薄基岩回采巷道的稳定性影响因素;通过物理相似模拟试验,研究薄基岩工作面开采过程中覆岩移动破坏规律,得出薄基岩区域工作面覆岩岩层整体性差,覆岩垮落类似于整体弯曲下沉,覆岩悬而不落。该矿21406工作面薄基层覆岩垮落高度约为正常基岩的2.1倍,21203工作面薄基岩覆岩垮落高度约为正常基岩的1.8倍。该结论可为该矿薄基岩工作面岩层控制提供指导。     

浅埋深薄基岩矿井综放工作面导水裂缝带发育规律研究

转龙湾煤矿首采工作面煤层埋深160 m左右,基岩厚度60～120 m,属于浅埋薄基岩开采。本文分析了转龙湾煤矿II-3煤层覆岩特征,井下现场探测了首采试验区的采动覆岩破坏导水裂缝带发育高度,采用有限差分数值仿真方法模拟了薄基岩浅埋煤层综放开采条件下的覆岩运移破坏过程。研究表明,采动覆岩塑性破坏区的形态经历了"马鞍形"—"拱(箱)形"的演化发育过程;随着采动空间的增大,采空区两端超前破坏裂隙扩展速度较中部变慢,最大导水裂缝带发育高度位于采空区中部,裂采比为20。     

榆林矿区浅埋深厚土层薄基岩煤层开采覆岩破坏规律研究

通过对陕北地区浅埋煤层的地质采矿条件研究,揭示陕北地区新近系红土层胶结性好,隔水能力强,能够抑制导水裂缝带的发育;由数值模拟及实践开采得出陕北地区浅埋深厚土层薄基岩煤层的覆岩结构为"上软下硬",岩性属软弱,煤层开采后覆岩破坏实测高度小于经验预计数值,符合"泥盖效应"规律,为类似条件保水开采提供了技术依据。     

隔水层裂隙演变机理与过程研究

以神东矿区浅埋煤层采矿地质条件为例,研究采动覆岩中软弱隔水岩层裂隙演变的力学机理与规律.在分析浅埋煤层薄基岩顶部风化带岩层的隔水性和覆岩裂隙发育规律基础上,建立平板力学模型,采用薄板理论中的差分法,应用应变分析原理,结合下伏垮冒岩层的弹性地基特性,研究了薄基岩浅埋煤层长壁工作面覆岩活动规律和软弱隔水层板的裂隙演化机理及...     

基于Schwarz交替法求解分析浅埋近距离煤层开采覆岩结构演化规律

我国西部地区有着丰富的浅埋近距离赋存条件的煤炭资源,其特点是煤层埋藏较浅,上覆基岩厚度较薄,覆盖层为含水砂层.该类型矿井工作面开采一旦波及到含水砂层,工作面将产生涌水溃砂等灾害事故.为了预防此类矿山灾害问题,通过弹性力学和复变函数理论建立了近距离煤层开采扰动的"无限平面双矩形孔口"理论力学模型,并对其覆岩结构演化规律进行了深入研究.主要研究结果为:① 基于弹性力学和Schwarz交替法推导了煤层重复开采扰动覆岩应力场理论公式,并采用理论解析方法对不同中间岩层厚度下覆岩应力场分布规律和破坏范围进行了分析研究.研究表明:覆岩内水平应力σx整体呈"X"型分布,顶底板岩层处于拉应力状态,左右两侧呈椭圆形分布;当中间岩层厚度为20 m时,工作面上方岩层处于拉应力状态,极值拉应力为0.82 MPa,覆岩破坏区达到58 m.与上煤层开采引起的32 m裂缝带高度相比,下煤层开采引起的覆岩破坏范围明显增大;② 灵露煤矿Ⅱ2-1和Ⅱ3煤层开采相似材料模拟结果表明:整个中间岩层发生破坏,与上煤层开采引起的35 m裂缝带高度相比,下煤层开采引起的裂缝带发育高度明显增大,达到61 m.下煤层采动造成了原上覆岩层裂缝带的二次发育.相似材料模拟试验验证了该理论解析方法的可行性.研究成果对浅埋煤层安全高效开采和可持续性发展具有一定的理论指导意义.     

浅埋薄基岩综放工作面矿压显现规律埋深效应

采用相似模拟实验和现场实测相结合的方法,研究了埋深对浅埋深薄基岩综放工作面矿压显现规律的影响。研究结果表明:浅埋深薄基岩煤层赋存条件下采用综放开采,当煤层和基岩厚度相同时,煤层埋藏深度的变化(黄土层厚度变化)对综放工作面覆岩的结构影响不大,均形成"组合悬臂梁+铰接岩梁+拱"的结构;埋深越大,综放工作面周期来压步距越小,但动载系数及支架循环末阻力随之增大。     

深部条带开采的开采深度探讨

基于概率积分法的基本原理，在满足条带开采采出率的基础上，对安全开采深度和条带开采的极限开采深度进行了计算分析。探讨了深部条带开采的定义以及合理的开采深度范围。对确定建筑物下深部压煤是否采用条带法开采，具有重要的指导作用和实际意义。     

综采工作面扇形调采

综采工作面扇形调采能有效地解决开采三角煤的问题。其技术关键在于预先采取措施防止输送机和支架的下窜 ,防止工作面支架的咬架 ,并需要处理好调采与收尾工序的有机结合。     

采矿新模式--合同采矿的探索

合同采矿制，即通过招投标的方式，引进社会力量从事采矿。改变矿山办矿办社会的生产模式。业主从具体的生产中淡出，加强技术生产的监督、控制。采矿单位即乙方充实到具体的生产组织中去，满足生产的需要。大红山推行的合同采矿制，降低了采矿投资成本，使50万t采矿工程一年达产、第二年就超产，是新矿模式的重要创新。     

开滦唐山煤矿7.5m采高综采面开采技术研究

以开滦唐山矿为例,通过分析其开采过的7.5m落差的断层,研究我国的大采高综采面开采技术。首先对开采的唐山矿的工作基本情况进行概述,然后阐述了过断层的方案,最后分析了开采过程中的技术措施。     

淮南矿区开采实践简述

通过淮南矿区近年来的开采实践，总结出了以采煤方法、煤巷支护技术、优化巷道布置等方面的建设高产高效矿井的成功经验。     

弓长岭露天矿独木采区山坡转深凹露天开采过渡开采境界优化

为对弓长岭露天矿独木采区山坡转深凹露天开采过渡开采境界方案进行优化,通过建立采场地形数据库、钻孔数据库、优化初始模型进行断面优化步长评估与计算,计算出了各个断面步长的导数,进而根据导数给出总体优化步长,进行总体优化迭代计算,从而确定了总体最优方案。采用MATLAB软件编写了适用于独木采区的开采境界优化软件,通过优化计算,得到了新的优化境界,净增加高级别矿量0.188 3亿t,净利润提高了5.156 4亿元,矿山服务年限提高了约7.5 a。     

开采沉陷对矿区土地资源的采动效应研究

基于生态场理论和GIS技术研究矿区土地资源的采动效应。首先介绍了采动土壤特性测算、采动变化规律分析及土壤采动损害评价的程序方法;然后叙述了采用RS和GIS空间分析技术对土地资源各采动生态位指标进行量化,并基于生态场理论和开采沉陷学分析土地资源的采动空间分异特征、采动累积效应及其延迟效应的过程。对山西潞安集团五阳矿井采煤沉陷区的实例分析表明,耕地土壤特性与开采沉陷明显相关,1997年至2002年间采动生态元耕地和植被覆盖率上升而建设用地覆盖率下降,研究区土壤侵蚀以轻度和中度为主且明显存在采动延迟,土地利用集约度指数终采后10 a逐步进入稳定期,各地类的流失与来源组成趋于稳定,说明土地利用方式摆脱采动影响并进入新的动态平衡状态。     

房柱式采空区上部煤层上行开采可行性分析

韩桥湾煤矿二盘区下部2-2煤层厚度大,开采条件优越,先行采用房柱式开采完毕,使其上部1-2煤层不能按正常顺序开采。根据两煤层赋存条件(煤层厚度、层间距、层间岩性等),采用垮落开采的比值法、"三带"判别法、围岩平衡法以及上、下煤层开采的时间间隔,分析论证了1-2煤层上行开采的可行性,确认二盘区上行开采1-2煤层技术上是可行的,由此可解放上方呆滞煤量,延长矿井寿命,提高经济效益,具有重要现实意义。     

大倾角条件下大采高工作面开采工艺研究

复杂条件下大倾角大采高工作面围岩运动规律是保证安全回采的关键技术,以宁东矿区清水营煤矿大倾角"三软"富含水大采高工作面为背景,根据现场监测,系统分析了开采扰动过程中工作面采场应力应变演化的特殊规律,判断出工作面直接顶垮落步距12 m,老顶初次垮落步距39.3 m、周期来压步距为10~15 m左右,并针对现场开采中遇到的一些实际问题,提出了一些切实可行的解决方案,为安全开采提供了科学依据。     

大采高长工作面过陷落柱回采工艺

针对成庄矿5310大采高工作面开采受陷落柱影响的问题,对陷落柱进行了详细的勘探,明确了陷落柱的位置、范围,制定详细的探放水技术措施,对陷落柱进行超前探放水,并制定了过陷落柱的可行性方法。通过控制采高,采用采煤机直接割矸和震动爆破的方式,运用浅截深回采工艺,直接通过陷落柱。结果表明:通过运用直接过陷落柱的方案,减少了工作面搬家工作量,节约了费用,保证了工作面的连续推进,提高了煤炭资源回收率。