基于GIS的沉陷预计分析系统及可视化研究

文中以概率积分法和皮尔逊Ⅲ型公式法为基础,基于Longruan GIS平台开发了基于GIS的沉陷预计分析系统.利用空间数据库对倾斜、急倾斜煤层工作面数据统一管理,实现了倾斜、急倾斜煤层开采沉陷预计和计算结果的可视化分析,可快速绘制开采损害等级云图、计算损害区域影响范围等工作.研究成果可用于倾斜、急倾斜煤层开采引起的地表...     

煤矿微生物诱导碳酸钙沉积胶结充填开采技术研究

针对当前充填开采技术中水泥基胶结料存在的高排放和高耗能问题,将微生物诱导CaCO₃沉积(MICP)技术引入充填开采领域,研究了微生物胶结充填材料的力学性能,建立了基于MICP的微生物胶结充填开采技术体系。研究表明,拌和型和灌注型微生物胶结充填材料的强度随着营养液浓度和菌液用量的增加呈现先增大后减小的规律,平均强度分别为0.88 MPa和17.95 MPa;微生物充填材料内部的有效CaCO₃晶体是充填材料固结的关键,在拌和型试样中以方解石和球霰石的矿物形式存在,在灌注型试样中主要为方解石。微生物胶结充填开采技术的节能减排环境效益显著,特别是在当前环保需求和政策背景下,该技术具有科学价值和发展前景。     

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。     

建筑物下压煤条带煤柱支护设计

以某矿建筑物群下压煤条带开采区为工程背景,对原条带开采设计进行了优化,提出了缩小留设条带煤柱,并对留设煤柱进行锚杆和巷柱的联合加固技术方法——巷柱式联合加固留设煤柱条带开采技术,并给出了锚杆和巷柱的有关设计参数。     

唐山马家沟矿急倾斜煤层开采地表非连续变形规律

根据马家沟矿急倾斜煤层开采地表实测资料和现场勘察结果,对地表非连续变形的分布、发育规律进行了研究.研究结果显示,马家沟矿急倾斜煤层开采地面发育大量裂缝,这些裂缝在空间分布上具有间隔性,在时间发育上具有间歇性,对地面沉陷分区性具有控制作用,对采动影响范围扩展具有屏障作用.这些认识对类似条件矿井的急倾斜煤层"三下"开采具有一定参考价值.     

矸石充填开采顶板裂隙分布及演化特征分析

为了分析矸石充填条件下采空区顶板的破裂特征和运动过程,针对唐山矿矸石充填工作面条件,采用倾斜钻孔探测方法,对采空区顶板进行长期多次定点探测,通过裂隙密度定量描述顶板采动裂隙的分布规律,并采用相似模型试验的方法进行辅助分析,揭示矸石充填开采顶板裂隙发育过程。研究表明：矸石充填开采条件下,顶板中的离层和错动等结构裂隙通常出现在岩层分界处,裂隙形式与所处层位相关;随工作面开采,煤层顶板活动具有裂隙孕育、裂隙超前发育、裂隙密集发育、裂隙稳态扩展、顶板稳定5个阶段特征;离层是顶板下沉的主要组成部分,占总下沉量的一半以上。研究结果可为充填开采支护设计、工作面支架选型等提供理论依据。     

固体充填开采直接顶位态控制机制及工程案例

基于充填开采岩层移动特征与实际采场中的8种典型覆岩载荷形式,建立了四柱充填采煤液压支架顶梁的平衡方程,分析了不同覆岩载荷形式下立柱的受力状态,结合工程实测确定支架顶梁最优载荷形式为二次曲线;构建了充填采煤液压支架与充填体协同控顶的力学方程;分析了直接顶位态的主要影响因素,揭示了固体充填开采直接顶位态控制机制,即充填体弹...     

建筑物下压煤条带煤柱巷柱式加固技术及应用

为了提高条带开采的采出率,可采取巷柱式加固煤柱、减小留宽的方法。通过数值模拟分析,揭示了巷柱式条带煤柱可以优化条带开采方案和煤柱加固方案,研究结果表明煤柱加固能减少留设煤柱的宽度,提高条带开采采出率。结合国内某矿特殊的地质采矿条件和巷柱式煤柱加固思想,在试验区采用拱棚木垛联合加固技术,木垛与棚架组成的巷柱式加固宽度1.5 m,间距2 m。通过井下煤柱位移监测和地表变形监测数据分析可知,井下巷柱式加固体最大竖向位移为361 mm,地表最大下沉值217 mm。煤柱加固有效地防止煤壁的破坏,地表变形得到了一定的控制,确保了建（构）筑物的安全使用。因此,巷柱式煤柱加固思想能为建筑物下采煤提供重要的途径和借鉴。