垮落法与充填开采破坏范围和超前应力对比分析

为分析兴宁一矿1207工作面垮落法开采和充填开采后,覆岩破坏范围和超前支撑压力分布特征,采用UDEC数值模拟的方法,根据1207工作面的地质采矿条件建立数值模拟模型,分别对垮落法开采和充填开采后的覆岩破坏范围和超前支撑压力进行模拟。模拟得出垮落法开采和充填开采时覆岩破坏范围分别是30 m和2 m,超前支撑压力峰值位置分别为4 m和1 m,峰值分别为22 MPa和17 MPa,超前影响范围分别为25 m和15 m。可以得出充填法开采相较于垮落法开采对覆岩应力分布和破坏范围的影响减弱很多。

长壁全垮法开采和限厚条带开采对生态环境影响比较分析

以亭南矿为研究对象,采用《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》中模式,预测亭南矿全部垮落法开采和限厚条带开采2种不同开采方式的地表沉陷、移动变形等情况。通过类比分析得出条带开采对生态环境影响较小,对地表植被的生长、耕地农作物生产影响较小,条带开采生态环境影响区农作物减产量(232.4t)较全部垮落法开采减产量(345.2t)少112.8t,从而论证了煤炭开采技术的合理选择对生态环境保护和资源合理利用的重要意义。

充填开采覆岩及地表移动规律数值模拟研究

本文在充分了解充填开采的方法和充填开采带来的实际效果是运用这种技术的前提之下,采用FLAC软件分析研究了覆岩性质五参数的变化对覆岩及地表沉降与移动规律的影响。基于此研究为基础,结合某有色金属矿实测地质资料,反演得到岩体力学参数。采用该参数,进行充填开采时地表移动与覆岩移动规律的研究。研究结果表明:固体充填开采方法相比于垮落法开采对上覆岩层移动有较好的控制效果,无论从最终结果还是动态研究都可以肯定这一特点;某些岩层参数与地表下沉有明显关系,而这些关系对于参数反演有重要意义;固体充填的上覆岩层移动较缓慢,活动周期较长;固体充填洞穴壁两侧支承的压力大小和范围均小于垮落开采。

不同开采方法覆岩破坏范围的实验分析

掌握覆岩破坏范围的发育规律和发育高度对矿井水害防治和瓦斯等有毒气体防治具有重要意义。文章以兴业矿1156工作面的地质采矿条件为研究对象,采用数值模拟的方法,分析垮落法开采和充填开采后的覆岩垮落带和断裂带发育规律及高度。从实验结果可以看出,垮落法开采和充填法开采虽然采高(等效采高)连续变化,但垮落带和断裂带的高度会随着开采方法的不同出现突变。产生突变的原因是充填开采充填体对覆岩具有明显的支撑和承载作用,当等效采高和采高相同时,充填开采中断裂带和垮落带高度一定会明显小于垮落法开采。

多种开采方式对覆岩裂隙发育高度的影响研究

不同开采方式对煤层破坏的影响不同。本文采用数值模拟方法对垮落法开采、分层开采和充填开采的覆岩裂隙发育演化规律进行研究。利用FLAC3D数值模拟平台,对3种开采方式下工作面顶板裂隙带高度随工作面推进变化进行系统分析,得到垮落法开采覆岩裂隙发育高度最大,分层开采次之,充填开采最小。并研究了某矿数值模拟和现场试验结果,验证了数值结果的可靠性。

煤炭开采方法对水源地水资源的影响

为探索矿区煤炭资源合理开发利用与水源地安全供水的技术方案,通过垮落法开采、条带开采、胶体膏体充填开采和无煤柱(无掘进采留一体化)开采4种方案预测采煤沉陷的影响,分析不同开采方法对水源地水资源量的影响。经分析预测4种方案的煤炭开采沉陷最大下沉面积,结合区域水文地质条件以及第四系萨拉乌苏组含水层的水位埋深,富水情况变化,计算了不同开采方法造成的沉陷积水区和以及对水资源的影响程度。建议采用胶结膏体充填开采方法,开采后的沉陷值减小,不会形成永久性积水区,保护水源地的水资源。

矸石充填开采矿压显现数值模拟研究

针对某矿相邻工作面分别采用矸石充填及垮落法开采方式管理顶板,本文基于现场调研及数值模拟研究,对比分析在同一地质条件下两种采煤工艺的矿压显现规律。研究结果表明,垮落法开采“三带”现象明显,应力集中系数较大且裂隙带高度相对于充填法开采大得多。

榆神矿区某煤矿条带开采引发地面塌陷变形程度简析

煤炭资源的开发利用会造成含水层结构破坏导致地下水渗漏、诱发地面塌陷破坏土地资源等一系列地质环境问题。根据榆神矿区某煤矿通过条带垮落法开采3号煤层实现保水采煤这一特性,通过多种方法综合确定了3号煤层采动影响下的地表移动与变形各主要参数数值。然后运用概率积分法,对条带垮落法开采后引起的地表移动与变形程度最大值进行了预测分析,为矿山实施地质环境保护与土地复垦等提供参考和依据。

不同采空区处理方式上覆岩层活动规律研究

运用弹性薄板理论及能量法原则,建立了全部垮落法和全部充填开采顶板断裂前的位移方程。同时,根据相似原理,分别对上述两种方法处理采空区的工作面上覆岩层移动及破坏规律进行模拟研究。结果表明:充填开采与垮落法开采顶板未断裂之前其位移理论模型与试验结果吻合较好,能反映顶板断裂前的移动规律;垮落法开采地面下沉与关键层移动在下沉量及下沉时间上具有同步性;垮落法导致高层位覆岩产生不均匀的水平位移,易产生挤压或拉裂变形,对覆岩整体结构稳定性影响大;充填开采高层位覆岩未产生不均匀的水平位移,同时,充填开采能使覆岩中较低层位的亚关键层转化成主关键层,减小了覆岩应力重分布的范围,能有效地控制地面下沉。