注水软化法控制厚硬关键层采场来压数值模拟

采场上覆岩层中的厚硬岩层,即厚硬关键层,其冒落会造成剧烈的矿山压力显现。在适宜条件下,用注水软化法对厚硬关键层在其冒落前进行处理,可有效控制采场矿山压力。采用RFPA2D软件,数值摸拟了某煤矿浅埋厚硬关键层在不同注水软化主要工艺参数——软化系数、软化厚度情况下矿山压力的显现过程。数值摸拟过程中,根据不同的软化系数,对应的厚硬岩层被软化部分弹性模量和强度极限等力学参数取相应的值;进而研究了这2个工艺参数与软化效果之间的相互关系。结果表明:随软化系数的减小和软化厚度的增加,上覆岩层初始冒落步距及来压显著减小;若厚硬岩层岩样本身能被注水软化,而实际采场由于地质构造及开采工艺的制约未必适宜单独采用注水软化法,可选用其他弱化厚硬岩层的方法,或注水软化法与其他弱化方法共同使用,从而有效控制采场矿山压力。

乌东煤矿坚硬岩层注水软化与效果评价研究

为解决急倾斜煤层开采过程近直立顶底板岩层破坏导致冲击地压现象,针对急倾斜岩层的危险性,在其内部开凿工艺巷,采用高压注水方法对岩层进行弱化处理,并采用微震监测和PASAT-M探测手段进行弱化效果的观测和统计。结果表明:高压注水改变了岩体的内部结构,使岩体初始强度降低;微震监测发现注水后岩柱高能事件减少,低能事件增加,能量积累程度降低,减小冲击危险性; PASAT-M探测显示在高压注水的作用下岩体内部高应力区峰值降低,低应力区峰值上升,但总体应力集中系数减小。注水软化对降低直立岩层应力集中具有明显效果,能够有效地缓解或防治直立岩层冲击地压的发生。

预注水软化顶板岩石在特厚煤层多分层开采中的实践

一、前言 坚硬顶板特厚煤层的开采历来就是采煤技术的一大难题。多年沿用的仓房高落式采煤法,不仅使得资源损失严重,而且作业也极不安全。山西大宁煤田的5号煤层就属这种情况。经山西矿业学院和阳方口煤矿共同研究,采用了倾斜分层采煤法,各分层采高平均为2.2m。其中关键是顶分层回采时,将坚硬难冒的整体顶板变为易冒的层状块体顶板,为以下各分层回采创造安全可靠的条件。

用注水软化提高含较厚夹矸顶煤体冒放性的实践

介绍了东滩煤矿 14 30 8综放工作面利用注水软化提高含较厚夹矸顶煤体冒放性的方法与效果 。

厚硬顶板采场注水软化的数值模拟

长壁采场上覆岩层中的厚硬岩层(顶板),其冒落会造成剧烈的矿山压力显现,处理不当往往产生灾难性后果。在适宜条件下,用注水软化法对厚硬顶板在其冒落前进行处理,可有效控制采场矿山压力。针对某矿具有厚硬顶板的采场上覆岩层注水软化前后分别建立平面应变力学模型,用RFPA2D软件摸拟了软化前后采场上覆岩层的冒落情况及支撑压力变化。

打钻注水软化岩浆侵入体的实践

为了保证矿井生产持续高效,根据侵入体的特定矿物成分及岩性特征,采取超前打钻、注水软化侵入体的方法,使工作面不搬家即可推过火成岩墙,根据岩浆侵入体的侵入规律和特殊的矿压显现规律,确定了合理的终采位置,多回收了3600余t的煤炭资源。

煤层注水软化工艺基础试验分析

以小红沟煤矿煤层为取样煤层,对煤样进行了含水率、吸水率和空隙率测定,并通过超声波试验和单轴抗压试验,分析了该矿煤样的水力学特性、在水作用下的力学性质变化以及在不同含水率下的破坏状态。上述试验得出的煤层力学参数,可为煤层注水软化工艺研究提供基础数据。

软化剂注水软化对煤体强度的影响研究

对煤层进行注水软化,既能解决硬煤开采的问题,又能解决降低粉尘浓度的问题。同时对煤层中瓦斯赋存,也达到了稀释作用,能取得一举三得的收获。为了使煤层达到预期的软化效果,必须研制煤体软化剂来降低煤的普氏系数。本文通过实验来研究在不同软化剂溶液浸泡下煤体的强度变化。

弱胶结砂质泥岩注水软化与渗流特性试验研究——以神东矿区为例

神东矿区基岩弱胶结特性显著,岩体遇水后的软化和渗流特性是煤炭地下开采顶板注水软化治理、突透水事故防治、煤矿地下水库建设等工程领域的共性和基础性难题。针对神东布尔台矿弱胶结砂质泥岩,系统开展了岩石吸水、单三轴压缩、巴西劈裂和渗流等试验,获得了自然和饱水状态下的砂质泥岩力学参数与拉压变形、渗流曲线及其特征。研究结果表明,神东矿区弱胶结砂质泥岩的水岩固体软化效应、流体传质效应显著,在相关的地下工程中必须充分考虑,具体如下:①弱胶结砂质泥岩吸注水后塑性明显增强,软化效果显著,岩石抗压强度减小29%~57%,围压越小,软化效果越明显;不同围压下弹性模量均减小25%~30%,随着围压的增大弹性模量的减小量有增大趋势;在低围压下,泊松比增大效果显著,在高围压下,泊松比变化不大;岩石三轴压缩破坏峰后跌落应变增大12%,且随围压的增大而减小;单轴抗拉强度下降66%;②试验所用神东矿区布尔台矿顶板砂质泥岩的抗拉强度与抗压强度的比值约为1/10,且岩石吸水后该比值基本保持不变;③弱胶结砂质泥岩的水渗过程易导致裂缝通道局部的崩解,渗透率随注水压力梯度的增大而增大,随围压的增大而减小,渗透率随裂缝通道的崩解而瞬时减小。研究结果为揭示神东矿区弱胶结砂质泥岩水岩耦合力学特性和开展相关工程实践提供了一定的理论依据。

煤体注水软化技术的应用

针对采煤工作面煤质较硬且易于发火的因素 ,采取了煤体注水软化技术 。

屯宝煤矿顶煤超前注水软化技术应用研究

针对屯堡煤矿1192工作面放顶煤开采顶煤硬度大、冒落性差等难题,通过对注水软化顶煤机理的分析,提出了屯堡煤矿注水软化方案,并成功地进行了屯宝煤矿复杂难采煤层注水软化试验。屯堡煤矿1192工作面煤层注水后效果实测表明,对煤体进行预注水软化可以提高厚硬煤层的顶煤冒放性,减少了煤体中能量积聚,工作面顶煤含水率提高,工作面粉尘浓度显著降低,瓦斯相对涌出量降低。

综采工作面煤层注水软化试验研究

为降低古城煤矿工作面粉尘浓度,本文以古城煤矿N1303工作面为背景,采用煤层注水软化试验,采取超前长钻孔高压连续注水方式,利用煤层弱层理面和高压水流,让煤体充分冒落和破碎。对工作面注水前后的煤样水分含量进行测定,注水湿润半径平均约为2.3m,煤层的水份增加了20.1%~52.7%,总粉尘浓度平均降低了47.4%,防尘效果显著。

用注水软化降低临界埋深提高顶煤冒放性研究

利用修正的格里菲斯强度理论对急倾斜综采面的顶煤进行力学分析,给出确定临界埋深的关系式和注水软化后顶煤临界埋深的关系式,阐明了注水软化降低顶煤临界埋的作用机理。运用研究成果对实验数据进行分析,预测出某矿B1+2煤层注水前后的临界埋深以及顶煤的冒放性,现场试验与预测结果一致。

特厚煤层放顶煤高压注水软化分析

兴山矿五采区根据π型钢梁放顶煤过程中 ,因煤质硬 ,产生大块 ,探讨了开采前如何对顶煤进行注水软化的工艺过程。

π型钢放顶煤煤体注水软化技术的应用

详细阐述了煤体注水软化技术并提出其应注意的几个问题。

煤体注水软化预裂和中深孔爆破新技术

黑龙江省龙煤矿业集团鹤岗公司富力煤矿引进煤体注水软化预裂和中深孔爆破新技术，取得良好效果。这个矿在开采煤炭时，由于煤质较硬，顶煤放不下来，影响了生产。针对这种情况，他们引进新技术，采取煤体注水软化预裂和中深孔爆破新技术，使放顶煤开采技术不断完善，提高了π放工作面单产和煤炭回收率，288采煤队最高月产达到8万t，取得很好的经济效益。

南阳坡煤矿砂岩顶板注水软化技术及应用

南阳坡煤矿8703工作面在煤炭开采过程中出现顶板不垮落现象,经现场研究,采用注水软化技术对顶板进行软化处理,消除了煤炭开采过程中的安全隐患,带来了重要的社会效益,为类似工程提供了一定的借鉴。

关于煤矿煤层注水软化试验的见解

本课题研究的是急倾斜煤层的注水工艺,由于煤层层理方向也是急倾斜的,这就涉及到所注水会直接沿着煤层层理向下流动,从而不能有效地浸润水平面煤层,这就要求掌握好钻孔的布置位置及注水时间,使得30米分段煤层都能达到有效浸润。另外在上位顶煤充分破碎的情况下,如何将30米分段高度的煤层有效放出,三角煤如何放出等,这就要求研究这些条件下的放煤规律。故项目所涉及到的关键技术关键工艺有以下几点:[1]急倾斜煤层注水弱化工艺研究。[2]急倾斜煤层局部松动爆破与注水弱化相结合的方案的优化研究。[3]水平分段高度提高到30米后的顶煤放出规律及放出工艺控制研究。[4]安全监测以防止灾害发生的研究。

煤层注水在强矿压显现防治中的应用

本文采用注水软化实验,得到浸水28天后煤样的软化系数为0.58,认为采用注水方法防治强矿压发生是可行的。设计了煤体注水方案,数值模拟表明:煤层注水能够明显降低煤体内的应力,改善了煤体内应力区域性集中的状况,煤层注水效果良好。