厚硬岩层下不规则断层煤柱冲击危险性研究与实践

本文通过对滕东煤业一采区3下113工作面南部不规则断层煤柱进行综合分析,掌握工作面推采过程中的冲击风险,制定合理的监测预警方案与防治措施,实现了安全开采。

侧向高位积水矿井边界断层煤柱水害预防技术体系研究

孙村煤矿通过宽线二维地震勘探、跨孔电磁波CT,精细化探查了边界煤柱存在的薄弱区域,进行精准注浆,并通过跨孔电磁波CT、钻孔取芯手段对注浆效果进行了评价,形成了集矿界断层煤柱薄弱区探测、注浆加固过程控制与注浆效果检测于一体的侧向高位积水复杂矿井煤柱水害预防技术体系,对保障相邻生产矿井安全生产,防止突水灾害发生具有重要意义。

深部厚煤层断层煤柱型冲击矿压机制研究

针对断层区采掘时冲击矿压频频发生的严峻现状,运用理论分析、实验室试验、数值模拟以及工程实践等方法,研究断层区的冲击机制。主要研究内容及结论如下:(1)建立断层闭锁与解锁滑移的力学模型,理论推导得出上行解锁和下行解锁的判定公式,公式表明断层解锁与断层摩擦强度、断层倾角以及水平应力和垂直应力之比有关。(2)提出断层区断层煤柱型冲击矿压的概念,认为断层煤柱型冲击分为断层活化型冲击、煤柱破坏型冲击和耦合失稳型冲击,并阐释各自的冲击作用机制。(3)分析跃进矿25110工作面20次冲击震源分布规律、冲击影响因素和冲击作用机制,认为大部分冲击为断层滑移、老顶断裂和煤柱破坏诱发的断层煤柱型冲击。(4)从弱化断层滑移和减弱煤柱冲击破坏两方面提出针对25110工作面断层煤柱型冲击矿压的治理措施,现场实践表明,控制工作面推进速度可减少断层活化型冲击,提高巷道支护强度和爆破卸压、大直径钻孔卸压可有效降低冲击矿压灾害。

断层煤柱尺寸对地表建筑物影响分析

由于王楼煤矿二采区受多断层影响,采区上方又有一个村庄,为最大限度地回收资源和降低对上部建筑物的损坏,通过岩体宏观结构调查分析及相关实验研究提供的岩石力学成果,综合确定岩体力学参数;考虑到尺寸效应和地质构造面的影响,利用FLAC^(3D)模拟开采过程中预留不同尺寸断层保护煤柱,研究地表沉陷及地表建筑物的损坏情况。模拟结果表明:随着保护煤柱宽度的增加,地表水平、倾斜变形和曲率都逐渐减小,建筑物的损坏程度也逐渐降低。断层保护煤柱为25m时,地表水平变形为2.8mm/m,倾斜变形为1.9mm/m,曲率为0.18×10^(-3)/m,符合我国砖混结构建筑物的损坏等级评判标准,能有效避免地面建筑物的损坏。

龙东煤矿F_孙断层煤柱留设的数值模拟研究

为了研究断层带对煤层开采的影响,以龙东煤矿东二采区F_孙断层岩体地层为原型,根据采区地质特征,运用FLAC^(3D)建立数值模型,模拟煤层开挖。根据数值模拟结果,判断不同断层煤柱条件下采空区塑性变化及煤层顶板应力变化情况,从而合理设置断层煤柱。研究结果表明:随着采煤工作面的不断推进,采空区顶底板破坏越来越严重,当工作面推进95 m时,采空区顶底板破坏严重且与断层邻近的地层受到破坏,从而导致断层破坏,成为导水断层,引发煤层突水事故。同时,对煤层推进95 m时,煤层顶板的应力特征进行分析,得出断层煤柱合理留设宽度为55 m。

深井不等宽断层煤柱诱发冲击地压机理研究

以采深超千米且存在不等宽断层煤柱工作面为工程背景,分析了断层构造应力和临断层采动工作面上覆岩层运移对冲击地压的影响,进而研究了不等宽断层煤柱诱冲机理。研究表明,断层构造应力和煤层上方悬露覆岩应力叠加超过不等宽断层煤柱综合强度导致了冲击地压发生。通过构建断层构造应力模型、悬露覆岩载荷模型和不等宽断层煤柱承载模型,推导了不等宽断层煤柱能否发生冲击的力学判别式,可用于断层煤柱区域冲击危险区的精确划分,为提前采取针对措施提供依据。研究成果经现场实践,实现了工作面安全开采。

条带断层煤柱对地表沉陷影响的三维模拟研究

根据临涣煤矿村庄下两个条带工作面留设断层煤柱、实施跳采的具体情况,采用3DEC三维离散元软件就走向留设的断层煤柱对地面沉陷的影响进行了模拟研究,结果表明:走向留设了断层煤柱将会使地面下沉量减小14.7%、倾斜降低17.1%、水平变形降低13.1%。模拟结果与实测结果对比基本吻合,3DEC软件能较好的模拟预计地表沉陷。

近直立煤层断层煤柱区突出灾害防治技术

为实现复杂地质条件下近直立煤层综放安全开采,以窑街三矿5721—6工作面内的F604逆断层扩大煤柱区为例,讨论了影响综放工作面安全高效开采的关键因素,从瓦斯突出防治方面进行了系统分析,建立了相关安全开采技术体系。

条带开采断层煤柱留设的研究

从岩移控制的关键层理论出发，应用离散单元法对沛城煤矿条带开采断层煤柱留设方案进行了研究，条带开条断层煤柱留设的原则是使关键层处于两端简支（或固支）状态。据此确定沛城煤矿ｆ１０断层煤柱留设宽度为４０ｍ。

复采断层煤柱巷道合理布置数值模拟研究

结合关岭山煤业有限公司3#煤层复采工作面的工程地质情况,提出对旧采区进行残煤复采的同时回收部分断层煤柱的方案,通过数值模拟合理确定回采巷道在断层和采空区之间的位置,并给出巷道的支护方案。

工作面沿正断层走向推进断层煤柱应力演化规律研究

以朝阳煤矿3101(东)工作面工程地质条件为背景,采用FLAC^(3D)数值模拟,研究了工作面沿正断层上下盘推进过程中,断层煤柱对采动应力分布演化规律的影响特征。研究结果表明:断层对煤层顶底板的应力传播阻隔效应显著,导致断层煤柱易形成应力集中区;断层上盘的应力阻隔效应相对于下盘较弱,相同断层煤柱下,断层下盘煤柱先于上盘失稳;断层上盘应力集中区域都靠近煤壁,分布较为单一。下盘应力集中区域在断层煤柱大于40 m时分布在断层煤柱上,小于40 m时最高应力值逐渐转移到煤壁上。通过现场实例验证了工作面沿正断层布置时不同断层煤柱条件下煤柱应力演化的差异性,在现场实践中,需要根据具体的工程地质条件进行分析预测,提前做好巷道与工作面的维护措施,保证安全高效生产。

构造复杂厚煤层断层煤柱综放开采配套技术研究

系统分析矿井与断层区域构内造水文地质条件,结合物探所得断层情况,开发了以厚煤层断层煤柱综放工作面的巷道布置方案、综放采煤工艺为主的断层煤柱综放开采技术,并设计了采面防治水设备设施配置;分别对YF8断层下盘保护煤柱和YF20-3断层上盘保护煤柱进行了成功试采,可为类似条件下断层煤柱综放开采提供借鉴经验。

回收断层煤柱的回采方法及安全与技术管理

安徽恒源煤电股份公司，由原皖北煤电集刚公司刘桥二矿改制而来，1993年12月26日投产，2000年12月29日，改制成功，2004年8月17日发行上市。由于业绩优良，管理严格，一直在同行业中保持领先地位。同前矿井年生产能力210万t，矿井采用立井开拓，主石门集中运输大巷，两翼盘区布置。一水平已采完42、61、62、65上部四大采区。正在积极开拓二水平。并初步形成回采条件。

不同倾角下工作面沿正断层开采断层煤柱应力演化规律研究

以赵楼煤矿5310工作面开采条件为研究背景,采用FLAC3D数值模拟软件,建立不同正断层倾角模型,研究了工作面沿正断层走向推进过程中,断层煤柱稳定性以及应力演化规律。研究结果表明,上盘断层煤柱支承应力峰值高于下盘,受断层倾角影响较大。断层煤柱支承应力随断层倾角增大而增大,工作面前方支承应力主要集中在靠近断层一侧;下盘断层煤柱支承应力曲线在断层倾角为45°、50°时呈双峰状,在55°、60°时呈单峰状,断层煤柱支承应力峰值受断层倾角影响较小;上下盘断层煤柱宽度应不小于30m,需根据具体工程条件确定断层煤柱宽度。

断层煤柱尺寸对地表沉陷影响分析

由于王楼煤矿二采区受多断层的影响，采区上方又有一个村庄，为最大限度地回收资源和降低对上部建筑物的损坏，通过岩体宏观结构调查分析及相关实验研究提供的岩石力学成果，综合确定岩体力学参数；考虑到尺寸效应和地质构造面的影响，利用FLAC如模拟开采过程中预留不同尺寸断层保护煤柱，研究地表沉陷及地表建筑物的损坏情况。模拟结果表明：随着保护煤柱宽度的增加，地表水平、倾斜变形和曲率都逐渐减小，建筑物的损坏程度也逐渐降低。当断层保护煤柱为25m时，地表水平变形为2．8mm／m，倾斜变形为1．9mm／m，曲率为0．18×10^-3／m，符合我国砖混结构建筑物的损坏等级评判标准，能有效地避免地面建筑物的损坏。

断层煤柱区巷道位置布置的优化研究

针对断层煤柱区布置巷道的问题,根据诱发冲击矿压条件,分别从静载和动载2个方面分析,选择合理的巷道布置位置。研究表明:靠近断层布置巷道,受到断层滑移的高动载影响,远离断层布置巷道,易受到煤柱的高静载应力影响。综合分析,将巷道布置在距离断层60~70 m位置较为合理。实践表明:在此区域布置巷道,未发生冲击矿压事故。

三河口煤矿3煤断层煤柱资源利用可行性评价

该文分析了三河口煤矿矿井的水文地质条件及断层的富导水性,在保证矿井安全生产的前提下,提出了合理开采部分断层煤柱内的煤炭资源的可行性,可以大幅度提高煤炭资源的回采率和矿井服务年限,将会创造可观的经济效益和社会效益。

断层煤柱自燃发火的防治

断层煤柱自燃发火的防治济宁菜园生建煤矿朱启宽１概况济宁市菜园生建煤矿位于山东省滕南煤田的南部，现采煤层为３上、３下煤，平均煤总厚为８．６ｍ。煤层具有自燃发火倾向性，自燃发火期一般为４～６个月，属低瓦斯矿井。采区布置为多煤层联合布置，开采方法为走向长壁...

浅谈断层煤柱、边角煤柱开采的几种方法

文章结合田陈煤矿的生产实际,简要论述了回收断层煤柱、边角煤柱的几种方法,即:两端头带采煤柱、穿采、调采及使用螺旋钻回收煤柱,从生产技术的可操作性、适应性、提高资源回收及产生的效益等方面进行了总结。

断层煤柱尺寸对冲击地压的影响研究

随着煤矿开采范围和开采强度的增大,矿井灾害形式呈现多元化和频度化,冲击地压成为深井开采的一种常见的矿井动力灾害。本文基于断层保护煤柱的预留尺寸,分析断层煤柱尺寸对于冲击地压的影响。