亭南煤矿村庄下105工作面条带分段限高开采数值模拟研究

为实现村庄下煤炭资源的安全开采及地表变形的有效控制,基于条带开采理论研究和现场实践,提出了条带分段限高采煤法,运用了FLAC3D对开采过程中地表的变形情况进行了数值模拟研究,结果表明:条带分段限高采煤法可以有效减少地表沉陷和变形,保护采区上部建筑物,为"三下"开采提供安全保障。

大厚度含水层下厚煤层保水开采研究

针对大采高开采过程中易造成上方隔水层的断裂,导致含水层向井下涌水,对矿井生产安全造成威胁的问题,以刘庄煤矿三盘区4301大采高工作面为工程背景,采用理论分析、数值模拟和仰孔注水测漏法分析工作面覆岩含水层和隔水层的发育特征,确定上覆岩层中的主要含水层及隔水层。在辅助运输巷内利用井下仰孔注水测漏法对煤层开采过程中裂隙发育范围进行测定,并通过经验公式计算厚煤层开采过程中裂隙带发育高度。采用FLAC^(3D)数值模拟软件对相同地质条件下不同采高的煤层开采过程进行模拟,确定裂隙发育高度,并判定是否与含水层贯通。通过以上研究可知,采高不同导致裂隙的发育高度存在差异。在工作面裂采比为27.9~31.6的前提下,采高小于5.5 m时,上覆岩层出现离层带,采动过程中安定组泥岩弯曲下沉,使部分裂隙压实闭合,保水效果良好;采高为6.0 m时,覆岩裂隙贯穿安定组隔水层而发育至宜君-洛河组含水层,工作面涌水量增大,工作面存在安全隐患。最终确定刘庄煤矿采高为5.5 m时,能够实现矿产效益最大化,同时也能保证安全生产。在刘庄煤矿4303工作面进行现场应用,未出现涌水灾害事故,保证了矿井的安全生产,验证了本次研究的科学合理性。