煤层倾角对断层防水煤柱稳定性影响分析

煤层倾角是影响断层防水煤柱留设的重要因素,为了分析煤层倾角对断层防水煤柱及周围岩体的应力分布、塑性破坏及变形特征的影响,用理论推导和数值分析两种手段对其进行研究。研究表明,随煤层倾角的增大,煤柱及周围岩体的塑性破坏区增大,易造成断层带破坏区绕过煤柱与顶底板破坏带连通,同时因破坏区加大,在煤柱两侧边缘的应力集中现象减弱,为不同煤层倾角下断层防水煤柱的留设提供了依据。     

下伏煤层开采导水断层防水煤柱留设宽度研究

基于长春兴煤矿601工作面上覆采空区与导水断层的地质条件,利用经验公式和理论分析确定了导水裂隙带发育最大高度和保护煤柱宽度范围。采用CDEM模拟软件建立下伏采煤工作面与断层相耦合的数值模型,模拟不同宽度保护煤柱工况下煤层开采对断层和上覆采空区岩层裂隙发育的影响规律。模拟结果表明,40 m保护煤柱条件下,601工作面煤层开采会显著影响断层和上覆采空区的导水裂隙发育;50 m保护煤柱条件下,601工作面煤层开采对上覆采空区裂隙发育产生影响,对断层无影响;60 m保护煤柱条件下,601工作面煤层开采对上覆采空区和断层区域的导水裂隙带发育均无影响。     

煤层群开采留设断层防水煤柱的方法

煤层群开采断层防水煤柱的留设，至今还没有一个完整的规定和系统的方法，因此，留设煤柱时缺乏参考依据。本文就唐山矿的实践并参考有关规定，详细介绍了煤层群开采留设断层防水煤柱的方法。     

采动和强承压水作用下大倾角断层防水煤柱宽度研究

针对煤层位于断层上盘的大倾角正断层防水煤柱的合理宽度留设,采用数力学理论分析和现场实测的综合研究方法,同时考虑沿煤层方向和沿煤层底板方向的复合作用,在沿煤层方向分别建立了煤柱采动影响区、弹性核区和断层裂隙带煤柱宽度的数学模型,在沿煤层底板方向深入分析了煤层底板抵抗水压破坏的力学机理,揭示了断层防水煤柱合理宽度影响因素的作用机制。研究表明,断层防水煤柱宽度的计算必须考虑采动矿压和断层裂隙带的双重影响;当断层下盘为特厚含水层时,防水煤(岩)柱合理宽度的计算还要考虑煤层底板能否抵抗承压水的破坏;最后形成了特大落差正断层防水煤(岩)柱合理宽度的计算方法。工程实践表明,所留设的煤柱宽度合理,经济效益显著。     

留设断层防水煤柱开采的模拟试验研究

以皖北临涣矿区任楼煤矿F3-F4断层间块段为原型,建立了相似材料模型,模拟煤层开采条件下断层带岩体的变化情况和断层下盘含水层在采动影响下突水的可能性.通过模拟试验,确定了开采范围,为安全回收煤炭资源提供了科学依据.     

煤矿断层防水煤柱预设的研究

为了安全开采断层附近区域的煤层,本文以煤矿F6-6断层为研究对象,使用瞬间电磁法探测了断层的附近煤层的含水性和导水性,详细的分析了断层地质和水文情况,合理创建断层活化的力学模型和FLAC3D模型,以不同的煤层倾角为研究参数,采用理论结合实际的方法,通过优化和力学分析F6-6断层模型,计算模拟得到了不同煤层倾角在不同深度下的防水煤柱的宽度的变化曲线,为以后类似断层煤矿的开采提供了理论参考。     

蒋庄煤矿断层附近煤层开采防水煤柱留设分析

针对煤矿开采中因断层活化造成工作面突水的问题,根据蒋庄煤矿已有的水文地质资料,分析了3上煤层开采时,断层带以及上部土层的变形与破坏情况,并运用FLAC建立平面应变模型,模拟了留设不同断层宽度煤柱时断层受水威协的程度.通过分析得出总结:蒋庄煤矿临近断层开采时,断层落差小于40 m时留设20 m防水煤柱,落差大于40 m时留设30 m防水煤柱是可靠的.     

急斜煤层覆岩关键层对防水煤柱尺寸的影响

为了对水体下急斜煤层的安全回采提供依据,基于龙湖煤矿南二采区急斜煤层的水文工程地质和煤岩层赋存条件,采用离散元UDEC2D数值计算,分析了覆岩关键层对急斜煤层开采导水裂隙分布和防水煤柱稳定性的影响,结果表明:当上覆岩层无关键层时,急斜煤层开采导水裂隙呈“耳型”分布,而当上覆岩层存在关键层时,导水裂隙以平行于岩层层面的离层裂隙为主,且随着煤层采厚的增加呈抛物线型增大趋势,硕板初次破断后导水裂隙向关键层及其上方岩层发育;急斜煤层覆岩关键层的存在,将明显增大防水煤柱的抽冒范围,水体更易沿防水煤柱塑性破坏区渗流进入工作面采空区.据此,现场设计了分带仰斜充填开采方法,并采取了加固防水煤柱的措施,有效确保了水体下急斜煤层的安全回采.     

缩小断层防水煤柱的研究

该文通过对程楼断层的水文地质分析 ,提出缩小断层防水煤柱的可行性 ,并应用公式计算出程楼断层留设防水煤柱的具体尺寸     

煤层开采影响露头煤柱留设的主要因素分析

在煤层露头留设煤柱问题的研究中，关键是如何正确预计和判定冒落裂隙带发育高度的问题。     

任楼煤矿F_3和F_4断层防水煤柱留设研究

研究断层区防水煤柱的留设具有重要的现实意义。文中通过对任楼煤矿F3和F4断层导水性分析,认为其为不导水断层,通过数值模拟和理论计算断层区煤层在开采影响下底板的破坏深度,考虑断层的性质,对断层进行了分段留设,为尽量开采煤炭资源提供了理论支持。     

断裂带岩体工程地质力学特征及其对断层防水煤柱留设的影响

对F₃，F₄断层带水文地质、工程地质特征进行了系统测试研究，并结合钻探、物探资料，对F₃，F₄断层进行了导水和含水性分析，得出了F₃，F₄断层为不导水、不含水断层.分别利用相似材料模拟和数值模拟技术对F₃，F₄断层间块段不同水平留设断层防水煤柱开采进行了模拟，得出了不同地质条件下煤层顶、底板的采动效应；根据F₃，F₄断层带水文地质、工程地质特征及模拟结果，对F₃，F₄断层防水煤柱进行了重新留设，减小煤柱压煤量23万t.     

急倾斜煤层防水煤柱合理尺寸的理论分析

根据深部急倾斜煤层工作面开采方式、积水位置的不同组合,将防水煤柱留设分成三种常见模式,并分析了每一种模式煤柱留设的主要依据;运用块体极限平衡理论建立急倾斜煤层失稳力学模型,推导出煤柱区段稳定尺寸的计算公式;针对不同矿区的具体条件,提出急倾斜防水煤柱留设合理尺寸的优化体系.将优化设计的理论运用于唐山某矿,得出防水煤柱留设合理高度为59.3m,而该矿在防水煤柱高度60m的条件下实现安全试采,说明优化设计理论具有工程实践指导作用.     

孟庄煤矿缩小NF3断层防水煤柱的可行性研究

皖北矿务局孟庄煤矿是个地质条件复杂，煤层赋存条件差，经济可采储量少，岩浆岩侵蚀严重的衰老矿井。为了缩小ＮＦ３断层防水煤柱，增加矿井可采煤量，延长矿井寿命，作者利用勘探资料和水文地质工程获得的实验成果，论证了缩小ＮＦ３断层防水煤柱的可行性，并提出结论性意见。     

老矿井冲积层防水煤柱留设方法探讨

 我国华北各煤田浅部资源日渐枯竭,许多矿井经多年回采,冲积层含水层水文地质条件被充分揭露和一定程度疏干,水害威胁相对减小。在保证安全开采的前提下,合理缩小、回采原冲积层防水煤柱是延长衰老矿井寿命、提高煤炭资源回采率的重要途径。本文以开滦荆各庄矿为例,根据规范计算、现场实测和数值模拟三种方法论证了当前开采条件下导水裂隙带高度,重新计算、留设了井田冲积层防水煤柱。冲积层防水煤柱高度由原来的60m缩小变为43m,解放原煤炭资源54.172×104 t;不仅延长了矿井服务年限,而且带来了社会和经济的双重效益。     

导水断层防水煤柱的留设

留设断层防水煤柱是每个矿井防治水、合理划定采区边界经常遇到的一个问题,本文就此问题提出看法并提出了一系列的计算公式。     

缓倾斜煤层防水煤柱留设宽度设计

根据王坡煤矿工作面赋存情况,将工作面突水类型划分为煤层方向突水和底板方向突水两类,应用弹塑性极限平衡理论结合莫尔-库伦屈服准则得到倾斜条件下工作面上侧、下侧防水煤柱的计算公式,经计算并分析比较,防水煤柱留设宽度为17.4 m,考虑采动过程中底板压力变化造成底板破坏深度的增加,实际留设防水煤柱宽度20 m。该研究为倾斜煤层巷道防水煤柱的合理留设提供了依据,为倾斜煤层的安全高效开采提供有益借鉴。     

急倾斜煤层开采防水煤柱支承压力分布特征研究

为了研究急倾斜煤层开采防水煤柱的稳定性,基于龙湖煤矿南二采区急倾斜煤层的水文工程地质条件,采用离散元数值计算,分析了急倾斜煤层开采防水煤柱尺寸及充填开采对防水煤柱支承压力的影响.结果表明:急倾斜煤层开采随着防水煤柱尺寸的减小,支承压力分布由“马鞍型”向“单峰值”分布转变;切向应力集中在防水煤柱底板界面形成滑移错动裂隙,是水体渗流发生透水的优势涌水途径;急倾斜煤层充填开采能有效降低防水煤柱的支承压力集中程度,进而减小防水煤柱的抽冒范围,有利于水体下急倾斜煤层的安全回采.     

深部断层探测及防水煤柱留设优化设计

F2断层是开滦某矿特大型断层之一,深部切割奥灰,落差局部在300 m以上;1994年曾留设防水煤柱,通过生产实际揭露和在十水平西翼4石门打两个井下钻孔,进一步查明了F2断层的导(含)水性及奥灰顶界面位置,故对F2断层防水煤柱进行调整。实现了对F2断层防水煤柱的合理留设,最大限度的挖潜储量,取得了很好的经济效益。     

急倾斜煤层开采防水煤柱稳定性影响因素研究

为实现水体下急倾斜煤层的安全回采,基于龙湖煤矿南二采区急倾斜煤层的水文工程地质条件,采用离散元UDEC2D数值计算,分析了急倾斜煤层开采防水煤柱稳定性的影响因素。结果表明:随着急倾斜煤层采高的增大和煤体强度的降低,防水煤柱的垮落范围呈增大趋势;覆岩中关键层的存在以及直接顶岩梁的破断旋转均导致防水煤柱的垮落范围增大;当充填体弹性模量达到0.5GPa时,防水煤柱的垮落破坏范围可以降低54.3%,根据数值计算结果确定了急倾斜煤层采空区矸石自溜充填并注浆胶结充填体的顶板控制技术,同时采取了防水煤柱加固措施,有效确保了急倾斜煤层回采期间防水煤柱的稳定。