巨厚松散层下软弱覆岩破坏规律

为研究巨厚松散层下软弱覆岩破坏规律,以巨野矿区郭屯煤矿3301工作面为工程背景,综合运用理论分析、数值模拟与现场实测相结合的研究方法对巨厚松散层下软弱覆岩破坏规律进行了研究。得出:①阐明了巨厚松散层软弱岩层条件下覆岩破坏演化力学过程,明确了巨厚松散层、软弱基岩及两者联动演化对覆岩破坏高度的综合影响机制,并考虑到软弱岩层塑性破裂特征,提出了基于极限拉伸应变的软弱覆岩破坏高度计算方法;②揭示了巨厚松散层下软弱覆岩破坏形态及裂隙发育拓展规律,软弱覆岩破坏演化依次经历缓慢增长阶段、快速增长阶段与稳定平衡阶段,分析了松散层厚度、开采高度对软弱覆岩破坏的影响机制,覆岩破坏高度与采高呈线性增长关系,与松散层厚度呈指数函数关系,并基于回归分析理论拟合得出了相应的数学表达式;③井下仰孔分段注水现场探测表明,巨厚松散层(515 m)、软弱岩层、大采高(6 m)开采条件下的覆岩破坏高度为78 m,为采高的13倍,发育至弥合性较强的泥岩岩层内,并基于工作面水害危险性分析、涌水规律及采场矿压规律,对理论分析和数值模拟结果进行了验证分析。

郭屯煤矿深部煤层不规则煤柱变形破坏规律研究

围绕深部不规则煤柱变形破坏问题,在煤柱变形破坏、煤柱留设宽度和影响煤柱宽度因素等方面进行了系统全面的研究。根据支承压力分布规律,以巷道观测为基准,建立了以理论分析和实测研究为主的深部不规则煤柱变形破坏分析方案。通过对实测数据的分析,得出了郭屯煤矿深部煤柱变形破坏的规律和煤柱留设的合理尺寸,为煤柱合理留设提供了参考和借鉴。

邻近厚松散层既有立井井筒地面注浆地层加固技术

为解决厚松散层既有立井井筒地面注浆加固技术难题,以山东巨野矿区郭屯煤矿厚松散层偏斜井筒地面注浆治理为工程背景,针对井筒偏斜特征,采用现场钻孔压水试验与地面高压注浆试验方法,分析不同注浆深度与注浆层段受注点试压水与注浆表头最大压力比值,获得了受注点注浆压力与该点静水压力比值,并得到了厚松散层主含水层的可注性及其注浆技术参数,最终确定了厚松散层偏斜井筒地面注浆治理方案设计原则与施工方案;研发了单井多层段注浆新型套管,形成了“注-泄”联合间歇注浆加固技术。研究结果表明:①当注浆压力达到静水压力的2.0~2.5倍时,水泥浆可顺利注入;②松散层深度越深,地层的单位吸浆量越小,同一注浆段,在相同压力情况下,压水流量是注浆量的2倍;③按注浆试验确定的设计注浆量与实际注浆量误差在27%以内,随着注浆孔的注浆,其邻近泄压孔出现孔管口出水、孔管口内返浆和串浆等现象,实现了泄压目的,且对邻近既有井筒受力变形影响较小;④注浆后,主、副、风井井筒表土段井壁淋水明显减小,且有回正的趋势。研究成果在郭屯煤矿厚松散层偏斜井筒地面高压注浆治理工程得到了成功应用。

厚松散层地面高压注浆参数现场试验确定方法

为确定深厚松散层地面高压注浆参数,以郭屯煤矿立井井筒穿越松散层为背景,采用钻孔压水试验与地面高压注浆试验,根据试验监测数据得到地层透水率和单位吸水量与深度、注浆压力的变化关系;根据各层位受注点注浆压力与静水比值和压水流量与注浆流量比值确定了注浆压力、注浆量的大小;并评价了风检3孔注浆效果。结果表明:井筒穿越深厚松散地层透水率随厚度的增加而减小,各注浆层位单位吸水量与受注点压力近似呈线性增长关系;深厚松散层地面高压注浆压力为2.0~2.5倍静水压力时,水泥浆可顺利注入拟加固地层;各注浆层位压水试验和注浆试验受注点压力相同时,注浆流量是压水流量的一半;地面高压注浆试验中各层压力注浆对井筒影响较小。

基于Hoek-Brown准则的基岩段井壁设计优化

针对某煤矿副井的井筒直径较大,工程地质条件较差,井筒施工环境和井壁受力复杂等情况,通过收敛约束法和Hoek-Brown强度准则估算岩体力学参数,验算副井基岩段的井壁结构强度,进而对基岩段的井壁结构设计方案进行优化,为确保井筒建设的安全性和快速性,从而将井壁混凝土强度等级从C30提高至C40。

郭屯煤矿深部工作面支承压力规律和煤柱破坏研究

围绕深部工作面巷道变形问题,对工作面超前支承压力、断层区域支承压力和煤柱变形破坏等方面进行了实测研究。根据顶板下沉和围岩应力变化规律,以巷道观测为基准,建立了以理论分析和实测研究为主的深部工作面矿压观测方案。通过对实测数据的分析,得出了郭屯煤矿深部工作面矿压规律和煤柱变形破坏情况,为工作面安全开采提供了帮助。

谈如何有效强化矿工的操作技能

利用矿井备用采掘头面,设立井下教学采掘工作面,对新矿工、操作素质较低的矿工及经常违章的矿工,进行相应岗位实际操作训练,经过操作技能测试,达到相应岗位正式上岗标准后,由本单位安培机构颁发上岗资格证,分配到区队持证上岗。

工作面隐伏构造槽波地震探测技术分析

井下地质构造复杂,隐伏性断层、陷落柱、裂隙发育等地质异常往往是矿井涌突水的主要导水通道。为进一步探明工作面地质构造条件,消除地质构造隐患,以郭屯煤矿2303工作面为研究区,采用槽波透射联合反射法,对工作面地质异常进行了探查。通过对单炮槽波进行预处理,基于槽波能量的CT成像技术,通过分析每条槽波射线的能量差异特征,对工作面煤岩体内部的构造变化进行了反演,解释了工作面顶板围岩体1条断层和1处地质构造异常区域,为工作面安全回采提供技术保障和指导。