大湾煤矿保护层开采数值模拟研究

结合大湾煤矿远距离保护层的开采条件,应用FLAC3D软件建立相应的数值模型,模拟在开采2#煤层时,对具有严重突出危险性的11#煤层的保护效果,根据应力、应变分布情况计算相应的卸压角和保护范围,为大湾煤矿进行保护层效果考察工作和安全开采11#煤层提供理论指导。     

煤层群开采保护层厚度设计优化数值模拟研究

保护层开采是效果明显的安全措施,能够有效预防煤层群开采过程中瓦斯事故。以屯兰煤矿为工程背景,采用数值模拟分析手段,分析7号煤层作为保护层时,开采厚度分别为0.8 m和1.5 m时,被保护煤层应力、位移变化特征,以及在保护层开采过程中煤层内部应力集中程度、泄压范围和煤层膨胀变形程范围,通过多个因素综合对比分析,最终确定最佳保护层开采厚度,相关研究对邻近煤矿保护层开采具有借鉴意义。     

保护层开采上覆煤层变形特性数值模拟

基于岩石破裂损伤理论和有限元计算方法,利用RFPA应用系统模拟分析了保护层开采过程中,被保护层层厚变形规律、煤层水平变形特征和保护层与被保护层之间的相对层间距对被保护层保护效果的影响,认为随着保护层采煤工作面向前推进,被保护层垂直变形呈现 “M”型分布;卸压区煤层水平变形呈现拉抻和挤压状态,增加该区域煤体机械破坏,有利于被保护层次生裂隙的发育;相对层间距对被保护层卸压变形产生较大影响,相对层间距愈大,其变形量减小,不利于煤层离层裂隙和破断裂隙的产生.对数值模拟结果与现场实际测定结果进行对比分析,两者基本吻合.     

远距离下保护层开采上覆被保护层卸压效应研究

利用FLAC3D数值模拟软件对淮南矿区新集一矿远距离下保护层回采时上覆被保护层应力分布和膨胀变形规律进行了研究。结果表明,下保护层回采后可使远距离被保护层得到充分卸压,通过卸压应力反算出卸压保护角为60～64.5°,被保护层膨胀变形量最大为26.82mm,此时膨胀变形率为5.96‰,膨胀变形为抽采被保护层瓦斯创造了条件。     

远距离下保护层开采的保护效果数值分析

 摘 要：开采保护层是预防煤与瓦斯突出最有效、最经济的区域性防突措施。针对向阳煤矿远距离下保护层开采问题,理论分析了远距离下保护层开采的可行性及科学性;运用计算机数值模拟的方法,模拟远距离下保护层开采过程中被保护层的应力分布规律和膨胀变形程度,分析层间距与岩层岩性对开采保护层保护效果的影响,得出远距离下保护层开采对被保护层的保护效果。计算分析认为：开采保护层一1煤层对被保护层二1煤层起到了一定的保护效果,结合保护层开采和瓦斯预抽采可以实现有效消突。     

双层被保护层的上保护层开采岩层移动和卸压规律数值模拟

为了研究上保护层开采对双层被保护层卸压规律和位移变化规律,依据平煤一矿戊组煤层地质赋存特点,通过COMSOL5.2软件模拟并分析了上保护层开采后双层被保护层应力场及塑性应变区分布情况,计算得到沿走向方向和倾向方向上的卸压角。其中被保护层戊_9煤层沿走向上的卸压角为51.59°,戊_(10)煤层沿走向上的卸压角为53.42°;保护层戊_8煤层沿倾向下侧的卸压角为72.39°,沿倾向上侧的卸压角为70.35°。     

谢桥煤矿上保护层开采保护范围研究

谢桥煤矿B6煤层的开采对B4煤层进行卸压保护,利用数值模拟软件,根据膨胀变形量确定被保护层保护范围,模拟出走向卸压角分别为78.5°和77.6°。倾向卸压角分别为78°和侧80°,得到B4煤层的卸压保护范围。根据模拟得出的卸压角和B6煤层工程实践,设计煤层变形考察孔和测压考察孔,现场测定被保护煤层的变形量、瓦斯压力,研究其在保护层的开采过程中的变化规律,得到准确的卸压保护范围,保证卸压瓦斯抽采的有效性。     

千米级深井上保护层开采下伏煤层卸压效果研究

为深入研究千米级深井上保护层开采下伏煤层卸压效果,以埋深超千米的平煤十二矿己_(14)-31070工作面为依托,利用YHW19矿用本安型顶底板位移监测仪对其下伏己15煤层的膨胀变形量进行现场监测。结果表明,随着己_(14)保护层工作面推进,下伏己_(15)煤层膨胀变形量经历了初期平缓增长,中期迅速增长,后期趋于稳定3个阶段,且距采面15～45 m区域为保护层开采卸压主要影响区域,该区域内被保护煤层膨胀变形量受开采速度变化影响显著;己_(15)煤层最大膨胀变形平均值为22.4 mm,最大膨胀变形量平均值为6.82‰,被保护层煤层卸压充分;数据点拟合发现,煤层膨胀变形量、单孔瓦斯浓度与瓦斯抽放总量在整个监测周期内均较好符合一元三次多项式的增长趋势,整个回采过程卸压特征明显,卸压效果显著。     

下保护层开采上覆煤岩体应力及移动数值模拟

为研究远距离下保护层工作面开采后采场上覆煤岩体位移及应力变化规律,利用ABAQUS有限元软件建立采场上覆煤岩体的应力变化力学模型,对远距离下保护层开采引起的上覆煤岩体应力及位移变化过程进行数值模拟,同时分析了不同间距上被保护层应力与变形特征及卸压效果。研究结果为确定上被保护层的保护效果和卸压范围提供了可靠的理论依据。     

石炭井焦煤公司上保护层开采数值模拟研究

根据石炭井焦煤公司上保护层的开采条件,应用FLAC3D数值模拟方法模拟计算了3#煤层先行开采后对其下伏的4#、5#突出煤层的卸压影响程度、保护范围(走向、倾向卸压角)等。研究结果对石炭井焦煤公司进行上保护层开采效果考察工作以及安全开采4#、5#煤层具有重要的理论指导作用。     

下保护层开采上覆煤岩体变化的数值模拟

为了实现含突出煤层的煤层群安全高效回采,依据淮南潘三矿1792(1)保护层工作面的地质条件及开采参数,对保护层工作面开采过程中围岩的变化规律进行了数值分析及现场相关参数测试。研究结果表明:随保护层工作面的推进,围岩卸压几何特征由"V"字型转变为"W"型,被保护煤层保护范围内某点膨胀量变化的几何特征为"S"型;覆岩变化的时空规律决定了高位钻孔、地面钻井等抽采参数经历活跃期、丰富期、衰退期3个阶段;数值分析结果和现场抽采参数分析结果基本吻合。     

祁东煤矿远距离上保护层开采保护效果分析

为了保障祁东煤矿具有突出危险的9煤层的安全开采,根据矿井煤层群赋存条件及突出危险性的情况,采取了远距离上保护煤岩层开采结合被保护9煤层底板穿层钻孔卸压瓦斯抽采相结合的治理措施.结果表明,采取上述措施后,9煤层的瓦斯压力由3.3 MPa降为0.2 MPa,瓦斯含量由11.2 m3/t降为3.2～6.5 m3/t,煤层膨胀变形量达到1.7%,煤层透气性系数增大1 484倍,达到了区域性防治9煤层煤与瓦斯突出的目标.     

红菱煤矿开采保护层后煤岩体采动裂隙分布的数值模拟研究

以沈煤集团红菱煤矿保护层开采为工程实例,通过开采11#煤层,对存在煤与瓦斯突出的7#煤层和12#煤层进行卸压,研究保护层开采后采动裂隙分布规律。通过FLAC3D模拟采动后应力场和位移场变化情况、塑性区分布范围,分析了保护层开采后煤岩体采动裂隙的分布规律。     

上保护层开采的瓦斯综合治理

针对C13突出煤层工作面的具体情况,合理选择保护层并论证了开采保护层的可行性,确定开采保护层的瓦斯治理措施,考察被保护层的解放效果。     

大间距上保护层重叠开采卸压效果研究

选取平煤八矿一采区作为研究对象,通过FLAC^3D数值模拟方法结合现场钻屑量实测结果,分析了大间距上保护层对下层煤的卸压保护效果。研究结果表明:丁组煤层开采对戊组煤层卸压效果42%,倾向卸压角为下帮75°、上帮65°,有一定卸压保护效果,对己组煤层卸压效果6%,卸压效果不明显;戊组开采对己组煤层卸压效果17%,倾向卸压角为下帮77°、上帮71°;丁戊共同开采后卸压效果进一步增强,丁戊开采后对己组煤层卸压效果20%,倾向卸压角为下帮77°、上帮72°;各煤组工作面空间投影重叠、交错布置,使丁组的卸压区与戊组的卸压区在回采过程中起到相互掩护的作用,消除应力集中影响,对己组煤层起到了很好的保护作用。     

近距离上保护层开采下伏被保护层卸压效应研究

使用ZKBY-Ⅱ型顶板离层仪对戊_9-10煤层的变形膨胀进行观测,对近距离上保护层回采时下伏被保护层应力分布和膨胀变形规律进行了研究。结果表明,近距离上保护层开采后,在采空区下方的一定范围内被保护层产生卸压膨胀变形,煤体弹性潜能得以释放,透气性增大,消除或减小了被保护层煤与瓦斯突出危险性,研究取得了显著的经济技术效益。     

下保护层开采对上分层的效果分析

通过利用改进的KDX-1机械式多点位移计,对丁5.6煤层变形膨胀观测远距离下保护层回采时上覆被保护层应力分布和膨胀变形规律进行了研究。结果表明,下保护层回采后可使远距离被保护层得到充分卸压,丁5煤层最大膨胀量达到7.1 mm,相对膨胀变形量为3.55‰,丁6煤层最大膨胀量达到7.4 mm,相对膨胀变形量为3.7‰。煤体弹性潜能得以释放,透气性增大,消除或减小了被保护层煤与瓦斯突出危险性。     

上保护层工作面开采设计浅析

文章对任楼煤矿Ⅱ1采区上保护层开采可行性进行了分析,阐述了保护层工作面保护范围的确定方法和被保护层卸压瓦斯抽采方案,确定了保护层工作面的平面位置.对保护效果、保护范围的考察方案,消突验证亦进行了说明.     

上保护层开采卸压数值模拟与保护效果考察

保护层开采是煤与瓦斯突出最有效、最经济的防治技术,运用现代数值模拟技术,对上保护层开采后下伏的被保护层应力分布和位移变化进行了分析,结果表明:保护层开采后,被保护层已经充分卸压,垂直应力减小到原来的5.9%,最大膨胀变形位移为0.12 m。保护层的开采使得被保护层大量瓦斯得到释放,被保护层瓦斯压力降低到0.32～0.48 MPa,反算残存瓦斯含量为3.66～5.31 m3/t,有效地消除了被保护层的煤与瓦斯突出危险性。