基于孔间直流电透视的煤层底板采动破坏电阻率时移变化规律与机理

煤层采动过程中,底板应力状态的改变会产生变形与破坏,而不同煤层采动过程中底板破坏具有一定的规律。目前基于直流电阻率法的煤层底板水害监测主要集中于底板变形与破坏的电阻率响应特征上。为了研究工作面回采过程中煤层底板的电性时移变化特征,采用孔间直流电透视观测系统和时移电阻率反射系数法,通过数值模拟和现场试验揭示了煤层底板采动破坏电阻率时移规律。首先,针对典型地电模型,对比单独反演和时移电阻率变化率的结果,验证了孔间直流电透视时移方法的可靠性。然后,针对煤层底板采动破坏,分析了采动过程中底板承压水导升与底板破坏带的电性响应规律与特征,并讨论了时移电阻率反射系数确定煤层底板破坏深度的可行性,为野外施工提供理论依据。最后,通过现场监测试验,获得工作面回采过程中煤层底板的电性变化特征,并采用时移电阻率反射系数R确定了工作面底板岩层的破坏深度为15 m。结果表明:利用孔间直流电透视法获得的煤层底板采动破坏电阻率时移特征可在一定程度上消除了监测数据中的地层因素和随机噪声影响,且时移电阻率反射系数可用来确定煤层底板破坏深度。该方法将探测目标从单一的研究地质异常转换到对煤层采动过程中工作面底板破坏的全生命周期动态监测,进而实现了工作面底板结构破坏的精细刻画。

担水沟煤矿特厚煤层开采底板导水破坏带深度实测研究

为了研究特厚煤层开采对工作面底板破坏深度的影响,通过在担水沟煤矿9204工作面底板2个观测钻孔,运用直流电法观测分析工作面回采过程中底板岩体视电阻率的变化特征,结合工作面与测点的空间位置关系,得出采动影响下的底板破坏深度,并将其与未考虑煤厚因素影响的统计公式和理论公式的计算值进行比较分析。结果表明,工作面实测底板破坏深度为17.3 m和18.3 m;实测底板最大破坏深度小于统计公式值7.81%~12.90%,大于理论公式值24.81%。探讨其机理认为,相对于工作面斜长、采深等因素,煤厚因素对底板破坏深度影响较低;且工作面底板下17 m赋存有一厚层隔水砂质泥岩,不易产生导水裂缝,降低了底板导水破坏深度。

近距离煤层采空区下开采底板破坏规律研究

为研究近距离煤层上层煤采空区对下层煤采动底板破坏的影响,以塔山矿8199工作面为例,通过统计公式和塑性力学公式预计工作面底板破坏深度;采用双向加载相似模拟试验分析顶板有无采空区对底板破坏的影响;利用“专门电极电缆直流电法”现场观测采动过程中底板视电阻率变化,获得底板最大破坏深度。结果表明:8#煤底板破坏深度受顶板采空区和底板岩性组合的双重影响;顶板采空区的存在使8#煤开采时底板初始应力减小,应力集中程度减弱,回采过程中直接顶垮落步距减小,易形成“短砌体梁”结构,顶板周期来压伴随着底板裂隙的扩展;工作面底板实测最大破坏深度17.1 m,相比于统计公式和塑性力学公式,预测值分别减小11.4%和7.8%,塑性力学公式相对适用性更好。

煤层顶板含水构造三维直流电法探测研究

基于并行采集方式的矿井三维直流电法作为传统高密度电法技术基础上的改进,具有采集效率高、数据量大、观测系统布置灵活等优势。鉴于煤矿探查回采工作面煤层顶板含水构造的实际需求,对矿井三维直流电法勘探进行研究,设计出O型观测系统进行井下全空间电位数据的同步采集,并采用相应的正反演算法,实现含水构造的三维全空间电阻率反演成像。相似的物理模拟实验与工程实际应用结果验证了矿井三维直流电法探测方法及反演解释手段在煤层顶板水害探查方面的有效性和可靠性。

浅埋煤层采空区直流电法探测水槽模拟试验研究

浅埋煤层采空区因其埋藏浅,易造成地表塌陷,给人们生产和生活带来严重影响。直流电法探测是查明其分布状况的有效手段,浅埋煤层采空区直流电法探测电性响应特征研究可有效指导野外生产并提高探测精度。以直流电法的探测理论为基础,以水槽模拟为研究手段,选用不同介质模拟充气高阻浅埋煤层采空区和积水低阻浅埋煤层采空区,根据相似准则建立了浅埋煤层采空区的地电模型,通过水槽模拟研究了直流电法温纳装置、施伦贝谢装置和单边三极装置下浅埋煤层采空区的地电场响应,通过不同图件对比分析了高阻、低阻采空区在直流电法3种不同装置上的响应特征。水槽模拟试验结果表明:浅埋煤层采空区在直流电法不同装置上均有明显的电性差异,四极测深和三极测深均能较好地反映出高、低阻采空异常体在平面上的位置;温纳装置对高、低阻采空区反应都较好,且垂向分辨率较高;施伦贝谢装置随探测深度加大分辨率会降低;单边三极装置对采空异常反应最为灵敏,但异常位置稍有偏差。

高抽巷在芦沟煤矿瓦斯抽放中的应用

随着开采深度的增加,瓦斯治理工作难度加大,单纯依靠增加风量来实现瓦斯治理在实践中被证实是不可行的。芦沟矿在工作面初采过程中采用本煤层抽放瓦斯技术来治理瓦斯,但在回采过程中回风瓦斯浓度仍然经常达到临界值,为了有效解决瓦斯对安全生产影响的难题,采用了高抽巷专用巷道瓦斯抽放技术,降低了上隅角及回风流瓦斯浓度,保证了工作面正常安全生产。

低渗透采煤工作面本煤层钻孔有效抽采半径的研究

赵官井田为高瓦斯矿井,井下217采区煤体瓦斯含量在2~9 m3/t,瓦斯含量较高,本煤层瓦斯预抽达标显得十分必要,由于一直沿用传统的2.5 m抽采半径进行的钻孔设计,对于本煤层钻孔有效瓦斯抽采影响半径未进行深入细致的研究,导致钻孔抽采半径选取不符合矿井实际,导致瓦斯抽采效率低、持续时间短、利用率不高。为了提高本煤层钻孔设计的精准性、合理性和经济性,在保证钻孔瓦斯预抽率不低于30%的前提下,进行了适应矿井217采区实际的本煤层钻孔有效抽采半径测定试验。通过在21706运输巷布置7个试验钻孔,在钻孔施工长度、封孔效果统一的前提下,通过观测周围钻孔瓦斯压力的变化以及抽采后的瓦斯含量变化值来判定钻孔影响区域,在距离中间孔5 m的3、6号孔经过一段时间抽采后,瓦斯压力降幅达到50%以上,瓦斯含量降幅仍能达到30.72%和31.32%,较其他钻孔综合抽采效果、经济效益更好,说明矿井217采区区域瓦斯抽采影响半径确定在5 m是比较合理的,在这个取值状态下抽采效果最为理想,既能达到预期目标,又能减少瓦斯钻孔施工工程,缩短施工工期,使煤层钻孔至少提前3个月完成,大幅增加了瓦斯钻孔超前预抽时间,保证了瓦斯治理效果,为赵官井田瓦斯抽采设计提供了技术依据。

贵州那罗寨煤矿薄煤层不稳定性评价

那罗寨煤矿位于云贵高原的贵州六盘水市,该矿煤层地质构造较为复杂。实验采用矿井无线电波透视仪法及矿井直流电法综合物探方法进行工作面探测,为贵州煤矿不稳定煤层工作面回采提供可靠技术支持。

我国薄煤层采煤工艺现状及发展趋势

随着国民经济的迅速发展,煤矿的需求量也在逐年增长。介绍了薄煤层的概念及开采特点,分析了我国薄煤层采煤工艺的特征和开采方式,研究了薄煤层采煤技术的现状、发展趋势和优化措施,希望可以促进我国煤矿工业的发展。

薄煤层开采技术发展现状

总结了薄煤层开采的主要特征,结合实践经验对现阶段中国常见的四种薄煤层回采技术展开叙述,并对其相应的发展改进提出几点见解。

晋城矿区煤层气综合利用现状浅析

本文通过分析晋城矿区煤层气抽采利用现状,提出改善能源生产,增加生产清洁气体燃料,减少固体化石燃料的比重,是当前和今后长时期内的必由之路。晋城矿区利用煤矿井下混合瓦斯供居民燃气之用对改善城市环境、增加经济效益、保障矿山安全有重大意义。

薄煤层采煤工艺现状及发展

本文主要介绍了薄煤层采煤的工艺现状以及特点,重点介绍了薄煤层采煤以后的发展方向,通过介绍,能了解到薄煤层还是有很大的利用空间,它的煤矿储量大,虽然对开采技术要求较高,但是只要结合地形地势特点,选择合适的开采方式,就会使薄煤层的煤矿得到充分利用。通过对薄煤层的开采研究,我国已经发明了更多开采的先进技术,能够使我国获得更多的经济效益,促进煤业的发展,也能够促使我国的综合国力快速提升。

物探与钻探在煤矿防治水方面的应用

为避免含水层对煤矿安全生产的影响,采用井下直流电法圈定了煤层顶板含水层的富水异常区:A、B、C共3个区域。其中B异常为本区最大异常,A异常次之,C异常最小。再利用钻探方法进一步验证了在B异常附近有少量出水,A、C异常附近均无出水,符合物探成果。利用物探与钻探相结合确定富水异常区及出水量的方法,为煤矿安全开采提供有力的依据。

红阳三矿703工作面瓦斯综合治理技术探讨

红阳三矿703综采工作面瓦斯涌出总量预计为32.24 m^(3)/min。为解决瓦斯涌出量大的问题,通过分析得出采面瓦斯来源为本煤层、邻近层和701采空区瓦斯涌出,并提出顺层孔、顶板瓦斯抽采巷、回顺交叉迈步埋管、斜交孔综合治理技术措施。从现场实施情况来看,工作面已经回采375 m,平均日产煤5326 t,工作面进风量1600~1800 m^(3)/min,回风流瓦斯体积分数0.25%~0.46%,治理效果显著。

杜家沟煤业地面探测浅层采空破坏区技术应用

杜家沟煤业由于煤层埋藏较浅,小煤窑进行了不同程度开采,形成了大片小窑采空破坏区,通过采用地面直流电四极测深技术对工作面2煤层赋存情况、小窑采空破坏情况进行探查,较为准确地圈定了井下小煤窑采空破坏区、煤层赋存区,为矿井采掘布置提供了精确的地质资料。

论新疆隧洞掘进机在不良地质围岩中的施工方法和卡机后的脱困方案

主要阐述了新疆某隧洞在施工过程中遇到的几种不良地质情况以及TBM在通过不良地质情况下的操作技巧。通过在施工过程中解决的各类问题,总结了在特殊不良地质条件下,TBM掘进中的应重点注意的几个掘进参数,参数在不同变化情况下围岩及机器设备情况,旨在交流TBM掘进技术,提高各类工作人员的操作水平,加快TBM施工进度和施工质量,从而更好地体现TBM施工的优越性。

加固式动态密封技术封孔段合理分布数值模拟

为了改善本煤层近水平瓦斯抽采钻孔的封孔效果,解决高瓦斯松软煤层封孔段易失稳钻孔瓦斯抽采的现实难题,提出了加固式动态密封技术。阐述了加固式动态密封技术的基本原理,并通过数值模拟的手段,利用Fluent对注入浆液在钻孔周围的分布进行模拟和分析,从而优化封孔段各部分的长度。模拟结果表明:加固式动态密封方法封孔段各部分最优封孔长度为加固段L1为6 m,密封段L2为2 m,加固段L3为4 m。

基于能量理论的瓦斯抽采系统优化研究

以山西潞安集团五阳煤矿为例,将该矿现有南丰工业区旧地面固定瓦斯抽采系统进行优化,保留原有低浓度瓦斯发电系统,扩建新地面瓦斯抽采泵站,采用2套管路分别建立高、低负压瓦斯抽采系统。在井下采用管路增压本煤层瓦斯强化抽采技术,有效提高了井下瓦斯抽采管路负压,缩短了本煤层瓦斯预抽时间,实现矿井瓦斯分源抽采,有效地解决了高瓦斯低透气性煤层采掘工作面瓦斯超限与瓦斯突出的问题。

浅析薄煤层采煤机现状及发展方向

回顾了薄煤层电牵引采煤机的发展历程,介绍了国内薄煤采煤机的发展现状及冀中能源股份公司的使用配套情况,浅析了冀中能源股份有限公司薄煤采煤机的发展方向。

深部近距离煤层开采底板破坏规律实测对比研究

基于大屯矿区地质和水文地质条件的分析与研究,奥灰水是深部7、8煤层开采底板突水的最主要威胁源,8煤底板破坏特征影响奥灰水防治设计。以矿区徐庄矿8199工作面为例,建立物理模拟模型,对单采8煤层及先采7煤后采8煤两种开采条件下底板破坏特征进行了模拟。并利用直流电法对该工作面开采过程的底板破坏规律进行了实测。发现压煤开采规范中经验公式预估和塑性力学理论预估获得的底板破坏深度值比直流电法实测值偏大,与单采8煤的物理模拟结果较为接近;物理模拟先采7煤后采8煤的底板破坏深度与直流电法实测值较为接近。基于以上分析对矿区新设计深部开采近距离煤层工作面底板破坏深度预估方法提出了建议。