厚黄土层深部开采覆岩和地表移动规律研究

为了揭示黄土层深部开采条件覆岩和地表移动规律,基于孟村矿401101工作面开采地质条件,采用地表实测和数值模拟相结合的方法,分析了煤层开采过程中地表移动盆地的分布和变化特征,计算确定了下沉、倾斜、曲率、水平移动和水平变形最大值;揭示了厚黄土层深部开采地表沉降量小、移动变形集中、地表移动前期具有突发性沉陷特点,确定了地表活跃阶段下沉量占沉陷总量的66.8%;确定了该矿地表移动角量参数和概率积分预计参数;研究了采动覆岩的位移和应力变化规律。研究成果可为该采区后续工作面和类似采矿条件矿井的开采规划设计和采动损害控制提供有益参考。

厚黄土覆盖丘陵地区煤田地震勘探方法研究

厚黄土覆盖的丘陵地区,表浅层黄土结构疏松、潜水位深、对地震波吸收强烈,是煤田地震勘探的一大难题。我队在介—平勘探区,通过多种手段进行了攻关研究,采用"两低一深,两大两多,一高及可控"的一套适合这类地区的采集技术和以静校正、叠前面波、线性干扰压制及叠后f-x域去噪为核心的低信噪比资料处理技术,取得了一定成果,具有在类似地区推广使用的价值。

厚黄土层煤层开采沉陷规律研究

为了解黄土层对开采沉陷规律的影响,结合彬长矿区厚黄土层的采矿地质条件,基于分层传递理论,采用分阶段求解的方法,对地表沉陷的概率积分公式进行了修正,从土层对基岩的加载角度给出了厚黄土的定义。以大佛寺煤矿的地层条件为模型,通过物理材料相似模拟和FLAC3D数值模拟的方法,得到了彬长矿区的矿井开采地表移动的主要参数,并利用分阶段求解的方法,计算了该矿区亭南煤矿的地表移动等参数,利用地表移动参数设计了亭南煤矿建筑物群下宽条带开采的方案。结果表明:采用地表沉陷分段求解的方法预测厚黄土覆盖层地表沉陷是有效的。

渭北矿区厚黄土层采动变形数值模拟研究

渭北矿区黄土层覆盖厚度占开采深度的30%～70%,采煤沉陷规律具有特殊性。以渭北矿区大佛寺煤矿首采工作面开采为实例,利用FLAC软件分析了基岩开采沉陷引起的黄土层附加应力与变形的基本特征。数值模拟表明,采动黄土层中的附加竖向应力随着深度增加而增大,在地表附近水平向附加应力相对增量远大于竖直方向,地表变形由水平向附加应力所主导,在采空区上方产生体积压缩,在煤柱上方产生体积膨胀,地表土体单元的体积变形与水平变形及竖向变形具有相同的分布特征。本文揭示了采动黄土层变形的特殊机理,为建立厚黄土层矿区开采沉陷变形预计模型奠定了基础。

厚黄土层下采动地表沉陷规律研究

为研究辛置煤矿厚黄土层下采动地表沉陷规律,采用现场实测、理论分析和UDEC2D离散元数值模拟相结合的方法,分析了地表沉陷的基本特征,构建了基于坐标变换的倾向地表下沉和水平移动拟合函数模型,确定了地表沉陷的角量参数和预计参数,论证了数值模拟力学参数的可靠性,并进一步讨论了地质采矿条件对地表下沉率和最大下沉角的影响。研究表明:①该矿前期条带开采地表下沉量很小,间隔煤柱回收后地表沉陷量显著增大,实测地表最大下沉量为1 537 mm,最大下沉角为79°,下沉系数为0.74;②采动程度与地表下沉率服从Boltzmann函数关系,与最大下沉角服从负指数函数关系;③黄基比与地表下沉率和最大下沉角的关系可用双指数函数进行表达。

厚黄土层下综放开采地表移动观测与数值模拟分析

通过对观测资料的分析研究,探讨了厚黄土覆盖区、厚煤层综放开采条件下地表移动变形的特点,并结合数值模拟计算方法,对采煤塌陷区的移动变形分布规律进行了初步分析。研究成果对建筑物下压煤开采及保护煤柱的留设具有一定的指导意义。

厚黄土覆盖层采动破坏数值模拟研究

蒲白矿务局西固镇下煤层开采是复杂条件的建筑物下厚黄土覆盖层开采。针对矿区开采的复杂地质、采矿条件和建筑群受采空区影响的问题,运用FLAC3D数值模拟预计、影响函数仿真模拟和相似材料模拟进行分析,确定了开采方案及相关参数。结果表明,运用变条带协调开采方案可以有效地控制地表移动和变形,从而保证了地表建筑物的正常使用和矿区的安全生产,为同类厚黄土覆盖层矿区控制开采沉陷灾害提供了可靠科学依据。

厚黄土区大采高一次采全高地表移动变形规律

厚松散层下大采高一次采全高工作面开采强度大,回采率高,地表沉陷变形和岩移参数有其自身特点和规律。为研究大采高工作面地表移动变形规律,在王庄煤矿8101工作面上方设置了地表移动观测站。通过对观测资料的分析研究,揭示了厚黄土覆盖区、厚煤层一次采全高条件下地表沉陷变形特征,获得了该地质采矿条件下地表岩移预计参数和各种角值参数,分析了地表裂缝的发育、分布特征、裂缝宽度和深度等规律。与综放开采条件下的观测成果相比,大采高一次采全高工作面地表移动变形更加剧烈,沉陷过程在空间上和时间上更加集中,对地面建构筑物的影响更为显著。

西北厚黄土层矿区地表移动预计方法

针对西北矿区地表为巨厚黄土层的特性,将上覆地层分为岩层和土层两种不同介质,应用随机介质理论建立此类矿区地表移动预计的数学模型,并提出模型的解算方法及预计参数的确定方法。对预计模型的评价及应用表明,该方法可以较好地解决厚黄土层矿区地表移动的预计问题。

基于数值模拟的厚黄土煤炭开采区冒裂带高度研究

陕北黄土高原煤矿区覆盖着厚黄土层且水资源短缺,为了指导其安全生产和水资源保护,以黄陵二号矿为例,应用多种方法研究冒裂带发育高度,以期得出较优的预测方法,并得出黄陵矿区适合的裂采比.研究主要利用有限差分软件(FLAC3D)进行数值模拟,由于厚黄土自重影响基岩开采沉陷,计算中使用了厚黄土有效载荷对应的等效开采宽度.研究还应用了经验公式计算法和实际钻探测量法,对比实际钻探测量数据,数值模拟结果与其较为一致,而经验公式计算结果则小得多.因此在黄陵厚黄土层煤矿区,经验公式并不适用,而数值模拟则较为准确.通过综合分析计算结果,得出黄陵二号矿适合的裂采比为28,并应用裂采比对黄陵二号矿首采区顶板突水危险性进行了分区预测,为其水害的预防和控制提供了参考.

厚黄土覆盖层滑坡区建筑物下条带开采稳定性分析

厚黄土覆盖层滑坡区保护煤柱的开采是典型的滑坡区工程扰动问题,地下开采引起的地表沉陷变形及其诱发的地质灾害有其独特之处。地表黄土层沉陷变形和致灾特征既受其下覆基岩体沉陷变形控制,又与黄土层自身物理、力学特性和其所处地貌类别有关。以河南永华能源有限公司一矿南翼采区为例,采用理论计算,数值模拟分析等方法,确定出合理、安全、经济的开采方案,并提出防止开采引起厚黄土滑坡区滑移的工程措施,研究的成果对于采动引起的覆岩地表移动引起的山体滑坡灾害,以及为本矿区同类地质条件下保护煤柱的开采提供科学的依据。

浅埋厚黄土层下综放工作面过沟谷强来压机理分析

通过矿压分析、理论计算深入研究了千树塔煤矿13302工作面过沟谷区域时的冲击来压。研究结果表明:过沟谷强来压常发生在进入沟谷中部和底部阶段。通过建立沟谷下"非对称压力拱"结构力学模型,得出过沟谷时形成稳定压力拱的条件:沟谷允许最大深度与黄土层厚度、周期来压步距、黄土摩擦因数成正比,与压力拱高度和侧压系数成反比;当工作面向沟谷推进过程中,沟谷深度逐渐增加,当超过允许最大深度时,压力拱会突然失稳,沟谷段上覆黄土载荷层给基本顶造成冲击,这是造成浅埋薄基岩厚黄土层下过沟谷冲击来压的主要原因。

巨厚黄土层地表采动变形特点

论述了地下开采引起厚黄土层地表变形同其它地区与之具有相同或类似的地质采矿条件且地表有较厚冲积层情况的变形相比所具有的不同特点.

厚黄土覆盖区煤田地震数据采集方法

厚黄土地震勘探采集技术是煤田地震勘探的一大难题,解决黄土塬地区的数据采集技术问题极具研究价值。通过工作实例从道距、最大炮检距、最大偏移距、覆盖次数的选择取得了一定成果,值得在类似地区推广使用。

厚黄土覆盖区采煤对松散含水层渗透系数及水位的影响

针对厚黄土覆盖区煤矿开采破坏地下水的问题,以山西省屯留县常村煤矿为例,采用GMS软件对研究区地下水流进行模拟及识别检验,通过改变松散含水层渗透系数及水头的大小,定量研究冒落裂隙带未沟通松散含水层下伏弱透水层底板、弱透水层性质不变条件下,厚黄土覆盖区煤矿开采对不同水力条件松散含水层的影响。结果表明,S6采区开采结束后,在采区附近出现降落漏斗,漏斗影响面积及中心处水位降深随时间的增加而加大,增大速率由大到小;不同渗透系数条件下,预测前期渗透系数越大,降深越大,影响面积越大,预测后期渗透系数越大,降深越小,影响面积越大;不同水头条件下,在整个预测期内水头越大,降深及影响面积均越大。

厚黄土层建下条带开采参数选取数值模拟研究

针对西部厚黄土层矿区建(构)筑物下压煤合理条带开采参数选取技术难题,通过理论分析、FLAC^(3D)数值模拟及现场应用实测等方法,对影响该条件下条带参数的选择进行探讨论证,并对各因素与条带开采参数选取的最佳结合点进行了分析说明。

厚黄土覆盖层村庄下压煤条带开采关键技术研究

针对回坡底煤矿受厚黄土覆盖层村庄下压煤的影响,通过分析厚黄土覆盖层下伏基岩中存在关键层的条件下,应用概率密度函数法、关键层理论综合分析确定这种特定条件下的条带开采参数。结果表明,这种综合分析确定条带开采参数的方法,具有较高的可靠性,提高了条带开采的采、留宽比,减少了条带工作面搬家次数与掘进工程量是一种经济可行的方法,具有较好的应用价值。

厚黄土层矿区建(构)筑物下条带开采合理尺度设计方法

针对西部厚黄土层压煤矿区建(构)筑物条带开采合理采留尺度设计难题,以霍州煤电集团丰裕煤业12采区为工程背景,综合运用理论分析、工程类比及现场实测等方法,从地表允许变形值、煤柱稳定性、回采率三方面,研究并提出厚黄土层矿区建(构)筑物下条带开采合理尺度多因素设计方法。研究结果表明:关键层理论确定条带开采最大采宽不大于66.19m;采宽—基岩厚度比确定条带开采宽度不大于88.13m;煤柱稳定性理论确定条带留宽不小于50m,综合确定丰裕煤业12采区采用"采60m留60m"的开采方案并进行了应用。岩移观测表明,12采区地表建(构)筑物在Ⅰ级变形范围之内。该设计方法由原来的采4留7变为采6留6,采出率由37.5%提高到50%。相关设计方法对类似条件下的厚黄土层矿区压煤开采具有一定的借鉴意义和推广价值。

厚黄土区地震勘探资料采集方法研究

厚黄土地区地震勘探一直是困扰地震勘探界的一个技术难题。通过对陇东某区大量试验的总结,提出了适合该区的野外数据采集施工参数,取得了很大成功,对其他类似区具有很大的指导意义。

三维地震勘探在干厚黄土浅煤层地区的应用

干厚黄土覆盖地区表浅层黄土结构疏松、无潜水位,对地震波吸收强烈,难以开展三维地震勘探,特别是在煤层埋深浅的干厚黄土覆盖丘陵地区。在河东煤田某矿区,经多次试验,采取“高叠加次数、小炮检距、单深井激发、组合接收”等采集技术措施,使用绿山初至折射静校正方法及浮动基准面叠加方法的资料处理技术,最终有效地压制了干扰,提高了信噪比,使反射波更加突出,成像效果明显。