急倾斜煤层开采地表移动变形预计研究

急倾斜煤层的地质条件及破坏机理与水平煤层开采时有本质不同,急倾斜煤层开采引起的地表移动变形规律在国内外研究中属于薄弱环节,其地表沉陷预计是国内外开采沉陷研究领域尚未解决的难题之一。通过ANSYS数值模拟及计算机编程方法对急倾斜煤层开采地表移动变形预计进行了一定的研究,以期对急倾斜煤层的合理开采和矿区环境保护提供相关依据。     

千米深部急倾斜煤层开采地表移动变形规律研究

为了揭示岩层与地表移动的内在机理和规律,丰富和发展开采沉陷理论。在分析赵各庄煤层开采特点的基础上,提出用皮尔森Ⅲ型函数模型,采用最小二乘法原理,利用Simpson数值积分对Matlab绘图和数据分析功能二次开发,选用实例用该模型进行拟合和理论预测以及模型检验,得出了相应的岩移参数,紧接着分析了地表移动变形的特点以及开采损害的特殊性。这对研究矿区地表移动变形规律的具有重要指导意义和应用价值。     

急倾斜矿层开采地表移动变形预计

常用预计方法不适用于急倾斜矿层开采地表下沉预计,预测结果与实测数据相差较大,难以符合实际生产要求。在急倾斜矿层开采地表移动变形预计中一般采用皮尔森Ⅲ型函数,由于该模型所需的计算参数较多且求取方法较为复杂,在实际工作中并未得到广泛应用。采用改进的皮尔森Ⅲ型函数进行急倾斜矿层地表移动变形预计,改进后的皮尔森Ⅲ型函数与经典皮尔森Ⅲ型函数具有相同的性质,参数物理意义明确且方便求解应用。根据某金矿地表移动观测资料,采用改进的皮尔森Ⅲ型函数为预计模型,应用MATLAB软件进行了模拟计算,预计了急倾斜金矿层开采引起的地表下沉、倾斜和曲率,分析了地表移动变形预计的特点,为金矿建(构)筑物下安全开采提供了依据,为实现急倾斜矿层开采地表移动变形精确预计奠定了基础。     

急倾斜多煤层开采地表沉陷数值模拟

为了研究急倾斜煤层开采对地表的影响,对江西省天河矿区急倾斜多煤层开采方式进行了分析;采用连续介质力学分析软件FLAC3D,对急倾斜多煤层不同开采方案对地表变形的影响进行了数值模拟。通过对模拟数据的分析研究,得到了急倾斜煤层开采地表沉陷变形的特点是向顶板方向非对称性的,并得出结论:煤层分区段均匀开采对地表的影响较小。     

薄冲积层急倾斜煤层群开采地表移动规律

采用离散元数值模拟方法对青山煤矿同一水平急倾斜煤层群开采后地表沉陷规律、煤层顶底板在重复采动条件下的移动规律进行了研究,分析了地表易产生非连续变形和突发性破坏的机理。在掌握同一水平煤层开采后地表移动规律的基础上,进行地表变形参数评价。提出建议:在模型-300~0 m范围内作为建筑物用地时以开采硬子槽煤层为主,适当增加阶段煤柱;850~1 200 m范围内作为建筑物用地时以开采大槽煤层为主,管子槽煤层配采。     

急倾斜煤层水平分层开采引发的地表变形监测技术研究

西北地区厚黄土覆盖层急倾斜煤层开采引发的地表沉陷、地裂缝等地质灾害具有独特的发育特征,需要具有针对性的监测指标和方法,从而获取监测体的演变模式,本文选择甘肃省窑街三矿采煤引发的地表沉陷典型区域作为研究试验区,通过总结采煤工艺及地质条件差异引起的地表沉陷特征,结合采用传统测量技术与现代实时监测技术,实施了针对急倾斜煤层开采引发的厚黄土层变形监测工作,选取地表埋设GPS监测桩定期监测和安装拉绳变形监测仪实时采集数据的方法,实时监测塌陷区典型变形点的三维变形情况,并通过数据分析对垂向沉降和水平位移进行了对比,进一步对稳定区进行了划分。该研究为开展类似条件下的监测和研究工作积累了经验。     

马家沟矿急倾斜煤层开采地表移动规律分析

根据唐山马家沟矿多年积累的实测资料,对马家沟矿急倾斜煤层开采的地表移动规律进行了总结,揭示了急倾斜煤层开采条件下地表沉陷在空间上的分区沉陷特点。     

特厚急倾斜煤层水平分层开采地表移动预计方法

特厚急倾斜煤层水平分层开采具有重复开采、沉陷影响累积的特点,其岩层移动模式和地表移动形态需要建立新的预测模型来描述。在实测分析和相似模型试验的基础上,根据急倾斜煤层开采覆岩与地表的移动的变形机理和传播方向变化特征,建立了基于开采影响传播角变化的特厚煤层水平分层开采地表移动的预计模型,提出了分层充分与非充分开采条件下沉系数与煤厚、采深、煤层倾角的波兹曼拟合关系式,提出了预计参数的确定方法。通过实例验证分析表明,预测模型能较好地反映实际规律,预计参数物理意义明确,易于确定。     

急倾斜煤层充填开采的数值模拟

建筑物下压煤开采已成为许多矿区面临的主要问题,严重制约着矿区的可持续发展.充填开采是我国建筑物下采煤的主要技术之一,能有效解决煤矿开采造成的环境问题以及最大限度的控制地表沉陷.针对湘潭矿业公司二矿的实际情况,运用RFPA数值模拟软件,分析了急倾斜煤层开采过程中,全部垮落法开采、留区段煤柱开采、区段留煤柱充填开采时煤层顶板及地表的运动规律,计算结果表明,充填开采能改变上覆岩层的运动规律,显著减小岩层沉降,有效地控制地表位移.     

急倾斜煤层开采对地表沉陷影响的数值模拟

针对急倾斜煤层开采复杂的采矿地质条件,运用求解非线性大变形问题有限差分法(FLAC),对不同开采方案所引起的岩体移动和地表沉陷进行了研究,总结出了岩体移动的基本特征和地表沉陷的相关参数．结果表明：煤层开采对地表沉陷的影响有一个发展变化的过程,呈现出较为明显的阶段性,在开采影响剧烈区内应该加强对重点部位的加固与维护;综合比较4个开采方案,煤层区段间正台阶顺序开采较为有利,地表构筑物受采动损害小,区段间相互影响小,有利于巷道布置。     

厚冲积层急倾斜煤层群开采重复采动下的开采沉陷

针对新集三矿急倾斜煤层开采复杂的采矿地质条件,运用求解非线性大变形问题有限差分法 (FLAC),对不同开采方案所引起的岩体移动和地表沉陷进行了研究;实验表明,煤层区段间正台阶顺序开采较为有利.区段间相互影响小,地表受采动损害小,有利于巷道布置.运用实验室相似模型试验方法对煤层开采引起的岩体移动和地表沉陷的基本规律进行了研究,发现地表处出现了水平移动的“指向异化”;而岩层土与表土层界面处出现了水平移动指向上山方向“指向同化”.综合模型试验和数值模拟的结果,总结出了新集三矿急倾斜煤层开采重复采动所引起的厚冲积层岩体移动基本特征和地表沉陷的相关参数.     

注水技术在急倾斜煤层中的应用

结合木城涧煤矿的生产情况，介绍了急倾斜煤层的注水方法及在煤矿应用后所取得的效果。     

山区地貌下浅埋煤层工作面开采覆岩运动及地表沉陷规律研究

为了提高山区地貌下浅埋煤层工作面开采的安全性,减少山体滑坡等地质灾害的发生,以纳雍县普洒煤矿11101工作面为工程背景,应用数值模拟和物理模拟的方法,研究山区浅埋煤层综采工作面覆岩运动及地表沉陷规律。结果表明:(1)工作面直接顶初次垮落步距为30m,基本顶初次来压步距约为50m,基本顶周期来压步距平均约为20m;(2)工作面推进至50m左右时,工作面开采影响波及到地表;(3)基本顶下沉量最大为2.13m,地表下沉值最大为1.45m,地表水平移动值最大为0.27m。山区地貌下浅埋煤层工作面开采显现出独特的沉陷形式,地表沉陷曲线呈现U型,工作面距地表越远,岩层弯曲变形幅度越大,工作面距地表越近,对地表的影响程度越大,研究成果可为类似工作面安全开采提供借鉴。     

急倾斜煤层中综采技术的应用

结合双鸭山矿业集团所属煤矿生产实际情况,以及急倾斜煤层回采和支护工作的特点,提出了在急倾斜煤层中使用综采技术的作法,并对综采技术工艺方法进行了分析。     

薄及中厚急倾斜煤层采煤方法优化研究

急倾斜煤层属难采煤层,具有安全状况差、支架稳定性差、机械化程度低、回采效率低等问题.针对薄及中厚急倾斜煤层的这些特点,提出了薄及中厚急倾斜煤层采煤方法改进方向和优化方法,即通过加大采区走向长度、改进回采工艺和改进巷道布置方式,优化生产系统等方法,可以大幅提高薄及中厚急倾斜煤层开采效率.     

大倾角炮采面矿压显现规律研究

针对平煤集团香山矿戊9-0-22090工作面的地质采矿技术条件,进行了矿压观测,分析了采场周期来压规律、支柱载荷、超前支承压力等问题,对今后生产实践具有指导意义。     

特厚急倾斜煤层瓦斯抽采关键技术与实践

为了减少瓦斯对乌东煤矿特厚急倾斜煤层安全生产的影响,对水平分层综采放顶煤技术在特厚急倾斜煤层高瓦斯矿井中的应用进行了研究,分析了布孔间距、钻孔直径、钻孔有效长度,以及抽采负压等钻孔参数和瓦斯抽采工艺对瓦斯抽采效果的影响,并以顺层长钻孔瓦斯预抽、顶板走向高位钻孔抽采、采空区埋管抽采和卸压瓦斯抽采等技术手段为基础,建立了开采分层瓦斯抽采、开采分层下部煤体瓦斯抽采相结合的立体化瓦斯抽采成套技术体系,为建立特厚急倾斜煤层煤与瓦斯共采体系提供了理论依据和指导。     

特厚煤层充填开采对地表村庄的影响研究

随着煤炭资源的不断开发,"三下"(建筑物下、水体下、道路下)压煤问题越来越突出,充填采煤法成为"三下"压煤开采的有效方法。基于公格营子矿特厚煤层似膏体充填开采实践,通过充填开采地表沉陷实际观测和地表移动变形的预计分析,结合地表建筑的受损等级标准,就充填开采对地表村庄的影响进行了研究。结果表明,似膏体巷式充填开采控制地表下沉的效果良好,地表沉陷下沉系数为3.5%。特厚煤层全部充填开采后,村庄范围地表移动变形不明显,将不会影响村庄范围内的建筑物正常使用。