水平煤层开采地表下沉速度偏态预测模型的构建

为精准预测煤层采出后地表动态损伤程度,选取下沉速度作为动态指标,基于现场实测数据分析下沉速度曲线偏向于采空区一侧的偏态分布特征,采用平方根转换正态函数方法,构建下沉速度偏态预测模型,并通过实例对模型动态预测精度进行验证与分析。结果表明:该下沉速度偏态预测模型的预测结果与实测数据一致性较强,预测值与实测值拟合度均在0.95以上,相对中误差小于9%。研究结果可为矿山采动损害与防护提供理论和技术支持。

近水平煤层井上下微震联合监测技术及应用

准确探测顶板岩层微震活动位置,尤其是震源垂直定位位置是了解覆岩空间结构特征的重要依据,对实现冲击地压精准防控具有重要意义。受限于软件算法和近水平煤层工作面测站布置方式,井下传统微震监测系统测得微震事件垂直方向定位精度低,无法满足覆岩结构运移精准监控的需求。鉴于此,在井下微震监测系统的基础上,增加地面监测台站,构成井上下微震联合监测系统,并在石拉乌素煤矿3111盘区开展工程示范。数据分析可知,井上下微震联合监测系统对能量大于1.0×10^(3)J的微震事件监测效果更佳,监测到的微震事件高程平均比井下传统微震监测系统高35.2 m,震源定位结果普遍跟矿井实际条件更加贴合,表明增加地表监测台站可有效提高震源垂直定位精度。研究成果对实现近水平煤层覆岩空间结构精准探测提供经验借鉴和指导。

定向千米钻机在近水平煤层石门揭煤中的应用与探索

针对作为瓦斯突出矿井的大宁煤矿近水平煤层石门揭煤措施控制区域大、预抽钻孔施工质量要求高等问题,结合定向千米钻机轨迹可控、过程可溯的特点,提出采用千米钻机反向穿层钻孔预抽揭煤区域煤层瓦斯的技术方案。该方案实现了煤层产状的精准探测和钻孔质量的全过程管理,突破了传统揭煤措施在时间及空间上的限制,实现了区域煤层超前抽采,煤层瓦斯含量由10.25 m^(3)/t降低至5.84 m^(3)/t,既保证了抽采效果,又有效控制了揭煤作业时的瓦斯突出风险。

近水平煤层开采的裂隙发育规律研究

采用离散元数值模拟实验方法,对陕西省铜川市一典型近水平煤层开采的裂隙发育规律进行研究。结果表明:裂隙带发育高度受工作面长度与煤层埋深两个因素的影响作用明显,同一近水平煤层的工作面越宽,裂隙发育越高;埋深达到600m以上,裂隙发育高度明显大于以往的理论经验计算结果,且3-2煤层工作面较宽的2302工作面采后裂隙发育高度明显大于位于煤层上部区域的2301工作面。这充分说明,同一近水平煤层的工作面宽度越宽,采后裂隙发育越高。希望所述内容能够为研究相似的近水平煤层工作面开采下的裂隙发育问题提供借鉴。

试论近水平煤层采场的3种基本结构形式

基于煤层开挖力学效应和覆岩运动规律,揭示了覆岩破坏垮落过程中产生的压力拱和结构拱现象,研究了结构拱与压力拱的内在统一关系,提出了煤矿采场压力拱的3种形式。在此基础上,根据理论分析、相似模拟和数值模拟研究成果,认为近水平煤层采场存在围岩承载结构、矿压运动结构和工作面防护结构3种形式,分别简称为"大结构"、"小结构"和"微结构",并研究了3种结构的具体形式和矿压显现的关系,得到了煤柱与采场大结构的关系。并针对神东矿区浅埋近距离煤层下层煤开采出煤柱时发生的压架事故案例,从压架前、后采场的3种基本形式的变化分析事故发生的原因,并提出了防治对策。

近水平煤层开采地表移动规律研究

将重庆基岩裸露地区地下开采引起的地表移动作为研究对象,探讨了近水平煤层开采条件下地表移动规律.根据矿区的地质构造和近水平煤层赋存的特点,通过建立地表位移观测站,利用长期的实测结果,综合分析了不同的回采工作面地表下沉和水平移动的观测数据,并采用MATLAB软件进行数据处理,拟合得出地表下沉和水平移动曲线及相关参数.为进行工程类比和预测,建议采用剖面函数法对实测数据进行计算机处理,有关移动变形参数应标准化.

近水平煤层综放开采导水裂隙带高度研究

为了研究近水平煤层综放开采导水裂隙带的高度,利用材料力学导水裂隙的形成机制进行研究,结合理论计算、离散元数值模拟软件UDEC和现场观测三种方法对同忻矿8100工作面导水裂隙分布范围进行计算,结果表明:岩层下沉量的协调性和岩层跨距是裂隙通道形成的决定性因素;分层开采导水裂隙带经验公式不适用于综放开采,而数值模拟是一种有效的计算综放开采导水裂隙带高度的方法。

榆阳煤矿近水平煤层高充填率充填工艺技术研究

为解决榆阳煤矿2307综采工作面近水平煤层胶结充填难以实现高充填率的难题,提出了合理选择充填口位置、充填区分段充填、充填期间流量控制等工艺措施。工程实践表明:充填区平均充填率达98.5%以上,充填效果良好。该工艺技术同样适用于条带充填、连采充填等胶结充填工作面。

近水平煤层开采地表移动角量参数研究

为了提高保护煤柱尺寸设计的准确性,分析了近水平开采地表移动角量参数的影响因素,通过力学分析给出了近水平煤层开采地表移动角量参数的准则表达式,根据大量的实测资料综合分析,利用非线性回归分析方法建立了地表移动角量参数与地质采矿条件之关系,给出了近水平煤层开采地表移动盆地内边界角、移动角和充分采动角的计算公式.通过实例进行对比分析,地表移动角量参数的计算值与现场实测结果非常接近.

复杂地质条件近水平煤层石门揭煤瓦斯防治技术研究

根据在复杂地质条件下揭近水平突出煤层的特点,结合祁南矿的实际揭煤技术,提出了一套超长钻孔超前探测、预测预报、超前预抽、边掘边抽、顶板加固、煤体固化揭煤技术,保证石门安全揭煤的瓦斯灾害治理模式。为该矿及其他类似条件的矿井提供有益的技术参考。

复杂赋存条件近水平煤层下保护层保护效果分析

通过数值模拟与现场考察对顾桥煤矿进行下保护层保护效果验证。顾桥煤矿下保护层11-2煤层开采,配合13-1底抽巷卸压抽采瓦斯,若瓦斯抽采率达到60%以上,则在保护层工作面被保护范围内被保护煤层膨胀变形率增大到5‰以上;煤层残余瓦斯含量、残余瓦斯压力、计算瓦斯压力、煤样坚固性系数、瓦斯放散指数及综合指标均不超标,消除了被保护区域13-1煤层的突出危险性,实现垂直保护。且由数值模拟可得被保护煤层受采动影响范围:切眼位置的采动影响线扩展到外侧50 m,工作面位置的采动影响线扩展到外侧100 m。

近水平煤层厚硬顶板采场支架载荷分析及矿压控制

为解决厚硬顶板失稳冒落对采场支架载荷的影响问题,采用动力学分析方法,根据动力系统能量守恒原理得出厚硬顶板初次失稳冒落3种模式及周期失稳冒落2种模式下采场支架动载荷的计算公式,基于所得计算公式对支架载荷进行分析,得出合理的采场支架选型方法.该研究成果为厚硬顶板采场矿压控制提供理论依据,为合理进行工作面支护设计提供参考.

复杂地质条件近水平煤层石门揭煤瓦斯治理技术

针对复杂地质条件近水平煤层的赋存特点,提出了控制层位、煤层预抽、边掘边抽、金属骨架、排放卸压5步复杂地质条件近水平石门揭煤方法;该方法在祁南煤矿南大巷石门揭煤中得到了应用,并取得了良好的效果。

近水平煤层综放面导水裂缝带最大高度分析及其研究

在近水平煤层条件下,利用离散元模拟的方法,分析了综放采场上覆岩层的运动特征,根据覆岩位移及应力变化规律,确定了覆岩的导水裂缝带高度。通过现场实测验证表明,数值模拟所得的裂缝带高度与实测结果相吻合,说明利用数值模拟的方法确定综放面覆岩导水裂缝带高度是可行的。

开采近水平煤层地表移动及破坏

本文针对松藻矿区近水平多煤层开采条件 ,讨论了采动影响下的地表移动破坏特点 ,各移动参数的变化规律 ,及时间、采深和复采等因素对地表下沉的影响 ,指出地下开采引起的裸露基岩变形破坏具有规律的集中排列性。

近水平煤层矿井主要大巷全煤布置方案选择

对我国目前矿井设计和开发广泛采用的近水煤层矿井主要大巷全煤布置方式进行了归纳、分析、比选,得出走向长壁与倾斜长壁不同开采系统较优的主要巷道布置方案结论。采用近水煤层矿井主要大巷全煤布置方式,能够大大减少岩石掘进工程,简化矿井巷道网络系统,缩短建井工期,提高劳动生产率,降低矿建投资。

近水平煤层条带开采沉陷实测纠偏软件及应用

根据研究证明的近水平煤层条带开采沉陷实测纠偏方法,编制了条带开采沉陷实测纠偏软件。该软件界面友好、操作简便,能利用现场条带开采地表沉陷的实测数据准确有效地为煤矿生产实践提供用于判别开采损害程度的预计指标值。基于临涣煤矿10号煤层四采区已采2条带工作面的实测沉陷数据,应用该软件对村庄建筑物下工作面的采后地表沉陷进行了研究分析,其结果为该矿安全合理地回采村庄建筑物下的煤炭资源提供有力的参考依据。

砂土地貌区近水平煤层重复采动条件下围岩应力演化特征

运用FLAC^(3D),建立了陕北韩家湾煤矿砂土地貌近水平煤层开采沉陷数值模型,分析了多煤层重复开采条件下围岩移动变形与应力应变场演化特征,对覆岩体应力支撑拱形结构的演化机理进行了剖析,并采用三铰拱结构模型计算出在水平与垂向变动荷载条件下的合理拱轴线方程,利用Matlab解出拱顶均布荷载下的拱曲线形态,可为开采沉陷应力支撑层结构分析与高度计算提供一定的依据。研究表明,DP4屈服准则能较为准确地模拟砂土盖层的塑性流动特性,显示砂土盖层基本不能传递应力,可以传递几何形变但缓冲作用明显。

测算近水平煤层透气系数的简便方法

本文提出了测算近水平煤层透气性系数一种简便方法,其优点是不欲打垂直煤层的钻孔来测定径向流动的沼气流量。

近水平煤层群矿床厚度的估计

应用克立格 (Kriging)法和平面网格模型 ,研究了一种有效地估计近水平煤层群矿床厚度的方法。实践证明此方法可行 。