厚煤层大断面回采巷道支护参数优化研究

长壁工作面回采巷道保持“掘-采”全生命周期内的围岩稳定,对于保障工作面高效生产、井下作业人员安全至关重要。杭来湾煤矿302盘区回采巷道为典型的浅埋深、厚煤层、大断面煤巷,为掌握其矿压显现规律,在302盘区选取“三条、两类”回采巷道为研究对象,通过矿压实测、煤岩力学测试、数值模拟及工程实践等方法开展了浅埋厚煤层大断面回采巷道矿压规律研究,对杭来湾煤矿工作面回采巷道支护参数进行了优化设计,在有效保障巷道围岩稳定的同时,实现了高强度、低密度支护,同时提高了掘巷速度,改善了采掘接续关系,促进了矿井实现安全高效生产。

沁水盆地郑庄区块残存煤层气的埋深和构造综合控气模式分析

煤层含气量是影响煤层气勘探开发的重要条件.实际生产中,煤储层地质条件十分复杂,含气量往往受多个因素综合控制.以沁水盆地郑庄区块3^(#)煤层为研究对象,分析其含气量分布特征及控气地质因素,得到以下结论:郑庄区块煤层含气量较高,其分布特征受煤层埋深和构造条件综合作用;在构造条件不发育地区,煤层埋深通过改变储层温度和压力控制煤层气的产生和保存,随着埋深增加,煤层含气量先增加后降低,逐渐由强压力敏感性转变为强温度敏感性;在构造发育区域,煤层含气量受埋深和构造条件综合作用,构造条件通过改变煤层埋深和储层封闭能力引起煤层气的运移逸散,褶皱和断层作用改变煤层埋深,为煤层气运移提供驱动力,伴生的节理是煤层气的运移通道,其走向和密度控制煤层气的运移方向和程度,运移目标区的埋深等储层特征影响煤层气的最终保存.

建新煤矿4^(-2)煤层瓦斯赋存规律及瓦斯富集区域判定

为了获得建新煤矿4^(-2)煤层的瓦斯赋存规律以及主控因素,从煤岩层特征以及煤层瓦斯含量入手,讨论地质构造、顶底板岩性、煤层厚度、煤层埋深及煤层底板标高各种因素对瓦斯含量的影响,明晰建新煤矿4^(-2)煤层瓦斯赋存的主控因素。研究结果显示,建新煤矿4^(-2)煤层的瓦斯含量与煤层厚度呈线性正相关,煤层的厚度直接影响着瓦斯含量的大小,煤层越厚,其瓦斯含量越大;煤层瓦斯含量与埋深呈正相关,随埋深的增加而逐渐增加;瓦斯含量与底板标高呈负相关关系。基于对建新煤矿4304工作面瓦斯含量的现场实测及分析,绘制瓦斯赋存规律等值线图,得到工作面瓦斯富集区。

新疆七克台矿区1号井田煤质特征及清洁利用评价

基于新疆七克台矿区煤炭资源丰富及地理位置优越,对其进行煤质特征研究及清洁利用评价,可拓展优质煤炭资源的开发利用途径。以七克台矿区1号井田钻孔煤样为研究对象,结合各煤层地质资料、煤质数据、工艺性质等参数以探究各煤层煤质特征及其随地质条件的演化规律。结果表明:1号井田可采煤6层,煤层埋藏深度整体呈现南浅北深;有机显微组分主要以镜质组为主,含惰质组及少量壳质组;变质程度为中煤级煤Ⅰ,整体呈现南低北高趋势;各煤层主要以低灰、高挥发分、高发热量、中油产率和无黏结性的长焰煤为主,具有特低硫、低磷、低氯、低氟、特低砷和煤灰结渣倾向性严重的特点。参考煤炭清洁利用潜势评价体系及中低温热解、直接液化、气化工艺对煤质指标的要求可知,1号井田煤炭洁净潜势较好,可以用于气化用煤和中低温热解用煤,但不适宜于作为液化用煤。

象山矿井煤层瓦斯赋存规律研究与瓦斯含量预测

瓦斯是常见的造成煤矿重大伤亡事故因素之一。为了准确预测象山矿井主采煤层的瓦斯含量及其分布,指导矿井的安全生产,以矿井前期74个取样钻孔瓦斯含量测试数据为基础,采用单因素分析法分析了影响3号煤层和5号煤层瓦斯含量的主要因素,并对影响程度进行了权重分析,确定了煤层埋藏深度为最重要的影响因素,顶底板一定范围内砂岩等透气性岩层厚度为第二重要的影响因素。综合分析不同因素的影响情况,对矿井未采掘区域瓦斯含量进行了预测,确定了3号煤层瓦斯含量值主要集中在4~9 m^(3)/t间,占82.8%,5号煤层瓦斯含量主要集中在4~10 m^(3)/t间,占74.3%,高于3号煤层,对于指导矿井安全生产具有重要的意义。

前和煤矿3号煤层瓦斯分布规律研究

为掌握前和煤矿3号煤层瓦斯分布规律,依据该矿的地质构造特征和煤层赋存情况,通过现场实测煤层原始瓦斯含量、原始瓦斯压力和实验室测定瓦斯气体组分含量,结合煤层瓦斯垂直分带理论,对3号煤层瓦斯分布规律进行了研究。研究结果表明:前和煤矿3号煤层瓦斯含量较小,最大实测瓦斯含量为4.60m^(3)/t;原始瓦斯压力和CH_(4)组分含量较低,最大实测瓦斯压力为0.22 MPa,CH_(4)组分含量为70.07%;受井田东部大面积煤层隐伏露头的影响,判定前和煤矿3号煤层处于瓦斯风化带的N_(2)-CH_(4)带;在此带内,煤层瓦斯赋存不均衡,瓦斯含量、瓦斯压力与煤层埋深之间规律性不明显。该研究为矿井瓦斯涌出量预测和合理抽采方法选取提供参考依据。

平煤五矿瓦斯赋存规律研究

为掌握矿井煤层瓦斯赋存规律,结合平煤五矿煤层赋存地质条件、煤层开采情况及井下实测瓦斯压力及瓦斯含量等,研究埋深对主采的二_(1)煤层及二_(2)煤层瓦斯压力及瓦斯含量影响,并给出瓦斯压力及瓦斯含量变化梯度;分析地质构造、埋深、顶底板岩性及煤厚等对瓦斯赋存的影响。研究发现:二_(1)(己_(16-17))、二_(2)(己_(15))煤层瓦斯赋存的主要影响因素为埋深,同时构造可能导致局部煤厚出现明显变化,进而引起瓦斯赋存的不均衡性。研究成果可在一定程度上为平煤五矿瓦斯治理工作的开展提供指导。

一种煤层埋深等值线图的自动生成方法

针对勘探资料少、地形复杂情况下绘制的煤层埋深等值线图可信度低的问题,以MAPGIS软件和SURFER软件为基础,在MAPGIS下将地形图进行矢量化和校正,提取地形高程数据,在SURFER软件下生成地表曲面模型和煤层顶面曲面模型,并将两个曲面进行相减,用所获得的第3个曲面来生成煤层埋深等值线图。该图可反映勘查区内任意一处煤层的真正埋深,可正确指导煤层的合理开发。

基于划分瓦斯地质单元的瓦斯赋存规律研究

运用瓦斯地质理论,结合地质勘探和矿井生产揭露的瓦斯地质资料,将十三矿井田划分为2个瓦斯地质单元。结合历史瓦斯资料和井下实测瓦斯数据,分析了十三矿二_1煤层瓦斯赋存规律及其影响因素。研究结果表明,影响十三矿二_1煤层瓦斯赋存的主要因素有:煤层埋深、地质构造、围岩条件等。因各种因素的共同作用,十三矿瓦斯含量自二_1煤层露头随着煤层埋深的增大而逐渐增高;同一埋深,矿井东部煤层瓦斯含量较西部大,而且瓦斯含量梯度也大。

大宁煤矿瓦斯地质规律及防治措施研究

综合运用瓦斯地质、数理统计及矿井瓦斯防治等相关理论和方法,研究了大宁煤矿的瓦斯地质规律,分析了井田地质构造特征对煤层瓦斯赋存的影响,结果表明,煤层埋深是控制煤层瓦斯赋存的主要因素。并依据煤层瓦斯含量与煤层埋深的线性回归关系预测了大宁煤矿煤层瓦斯含量的变化趋势。在此基础上,提出了针对大宁煤矿的优化矿井通风方式,采用立体交叉瓦斯抽采措施及建立煤与瓦斯突出预警系统的瓦斯综合防治措施。

民和盆地煤层气特征及形成地质条件

民和盆地构造位置处于祁连山褶皱系东部，是一个中新生代发展起来的断、坳山间盆地。盆地中西部中侏罗统窑街组蕴藏着丰富的煤炭资源，煤层气局部富集于窑街、炭山岭煤田。煤岩有机地球化学及煤层甲烷碳同位素研究表明，该区煤层气具有油型与煤型混合气特征。煤层气分布具有明显的分带现象，由浅到深分别为ＣＯ２—Ｎ２带、Ｎ２带、Ｎ２—ＣＨ４带、ＣＨ４带。煤层气富集主要受煤的变质程度，顶、底板岩性，出露程度，埋藏深度及构造等因素的控制，且多分布于背斜、断块等构造的高部位。

淮南煤田顾桥煤矿深煤层地应力测试

为了研究淮南煤田的地应力分布特征和垂向变化规律,通过对淮南煤田顾桥煤矿的地应力测试和分析,发现顾桥煤矿最大主应力方向在NE56.8°~76.3°之间,平均水平地应力方向为NE67.17°~SW67.17°.通过对矿区地应力随埋深的变化规律研究,结果表明:最大水平主应力SH、最小水平主应力Sh和铅直主应力Sv随着深度的增加而呈线性增加.此外,研究发现:在埋深600 m以浅,最小主应力大于垂向应力;在埋深600 m以深,最小主应力小于垂向应力;在埋深1 000 m以浅,最大主应力大于垂直应力;在埋深1 000 m以深,最大主应力小于垂向应力.依据地应力与埋深的关系,可以把1 000 m深度作为划分深浅煤层的一种重要方法.

李雅庄井田瓦斯富集地质主控因素研究

查明井田瓦斯富集的地质主控因素,是制定瓦斯治理措施、保障煤矿安全生产的基础。根据霍州矿区李雅庄井田的实际勘探资料,应用地质分析法,对该矿的高瓦斯成因进行了研究,发现地质演化后期的次生生物作用是该矿成为高瓦斯的主要原因;应用线性回归等数学建模,分别从井田断层落差、煤层埋深、上覆基岩厚度、底板标高和顶底板泥岩厚度等方面对该矿的高瓦斯富集地质主控因素进行研究,揭示煤层埋深是该井田瓦斯富集的地质主控因素。

深部倾斜煤层沿空巷道锚注支护应用研究

针对平煤十矿深部倾斜煤层沿空巷道围岩难支护的问题,根据岩层地质赋存特征,建立离散元计算模型。通过分析可知,巷道侧向应力集中,窄煤柱强度发生较大损失,巷道至窄煤柱之间围岩受力不均匀,容易发生侧向滑移,诱发煤柱与顶底板岩层剪切损伤破坏;窄煤柱和巷道周围垂直压应力增速较快,破坏巷道围岩的自承能力。构建了以"中空注浆锚索+高强注浆锚杆"为核心的围岩控制优化方案。工程实践表明:最终巷道顶板下沉量为122.2 mm,两帮移近量为156.6 mm,对围岩控制效果较好。

浅埋薄基岩煤层群综采工作面矿压显现规律研究

针对鄂尔多斯地区浅埋深、薄基岩、厚表土条件下近距离煤层群开采过程中存在的特殊岩层控制问题,基于“关键层”理论并应用UDEC数值模拟软件,结合寸草塔二矿开采实践和现场监测的相关数据,分析了浅埋煤层“关键层”结构的破断特征,深入研究总结了工作面的矿压显现规律及浅埋煤层群开采时上下煤层开采的围岩结构特点和相互的影响关系,对在类似条件下的煤层开采具有重要参考意义。

浅埋厚煤层开采地表导气裂缝分布规律研究

为了确定浅埋厚煤层开采地表漏风范围,基于串草圪旦煤矿6104工作面生产技术条件,采用现场实测、数值计算和理论分析相结合的方法,对浅埋厚煤层开采覆岩采动裂缝及导气裂缝的分布规律进行了研究。研究结果表明:浅埋厚煤层开采覆岩采动裂缝可分为开切眼侧永久裂缝区,以及随工作面推进动态分布的裂缝产生区、裂缝贯通发展区和裂缝闭合区;6104工作面裂缝贯通发展区范围为滞后工作面0~100 m。实测6104工作面导气裂缝分布区滞后工作面0~80 m,且导气能力随裂缝滞后工作面距离的增大而降低。

埋深对矩形巷道围岩塑性区扩展的影响

为分析埋深对矩形巷道围岩塑性区扩展的影响,采用FLAC3D软件对矩形巷道不同埋深条件下的塑性区分布进行模拟研究。假设理想化的地质采矿力学环境,建立4组埋深数值模型,分析埋深对矩形巷道塑性区的影响。对比分析不同采深条件下的塑性区扩展规律,从模拟结果的塑性区图可以看出塑性区基本呈圆形分布,随埋深增大巷道表面中部破坏范围向顶、底角均匀扩展,塑性区扩展范围增大;随着煤层埋藏深度的增加,围岩扩展范围的增速不断减缓,在两帮出现随深度增加塑性区范围逐渐不发生变化。可以得出,随埋深增大围岩塑性区扩展范围呈负指数形式扩展,变化量最终趋近于0。

浅埋厚煤层工作面CO来源分析与防治技术研究

以8112工作面为工程研究对象,对采面回采期间回风隅角及回风流中CO来源进行分析,判定CO是采空区遗煤氧化导致。结合现场情况以及矿井防灭火设备布置情况,提出综合采用注氮、喷洒阻化剂抑制采空区遗煤氧化。针对8112工作面在初采、正常回采、末采及设备回撤期间的特点,针对性提出防灭火技术措施,并进行工程应用。现场应用后,8112工作面在回采期间回风流、回风隅角位置监测的CO浓度始终保持在安全范围内,表明采用的防灭火技术措施效果显著,可为采面煤炭安全高效回采创造良好条件。

博大京鲁公司8号和9号煤层瓦斯赋存规律研究

为掌握博大京鲁公司8号、9号煤层的瓦斯赋存规律,收集矿井基本地质情况及煤层资料,对矿井采面瓦斯压力、瓦斯含量和埋深等基础参数进行测定。采用定性和线性拟合分析方法研究煤层褶皱、断层、顶底板岩层和埋藏深度对瓦斯赋存的影响,构建埋藏深度与瓦斯压力关系方程,充分掌握8号、9号煤层瓦斯基础特性,为博大京鲁公司煤矿区域瓦斯治理提供指导依据。

良顺煤矿15号煤层瓦斯赋存规律及影响因素分析

在良顺煤矿瓦斯地质资料统计,以及15号煤层瓦斯含量测定成果的基础上,运用瓦斯地质学的研究方法总结了该煤矿15号煤层瓦斯赋存特征。在矿井瓦斯地质规律的基础上,分析得出了影响矿井15号煤层瓦斯赋存的主要地质因素:地质构造、煤层埋藏深度、煤层顶、底板岩性的关系,认为煤层埋深是影响瓦斯赋存的主要控制因素,地质构造只在局部影响煤层瓦斯赋存。