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。

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。

深部煤层分叉合并区采动应力演化机理及控制技术

针对深部煤层分叉合并区工作面前方煤体中应力集中程度增大对煤矿安全开采的威胁,以张双楼煤矿74104工作面为工程背景,综合采用理论分析、数值模拟和现场实测等方法,对工作面进、出合并区域时的采动应力演化机理进行了研究,结果表明:7~#、9~#煤层间距小于等于15 m时,工作面前方煤体应力集中程度明显降低;推入合并区域时,超前支承压力峰值呈先稳定后减小、再小幅增大后保持稳定的趋势;推出合并区域时,超前支承压力峰值呈先稳定后小幅减小、再增大后保持稳定的趋势;模拟分析了在峰值升高区域实施煤层注水软化措施,进、出合并区域时最大峰值分别由56.85、58.41 MPa减小至48.11、48.46 MPa,可有效降低工作面前方煤体中应力集中程度。最终对峰值升高区域采取了煤层注水软化措施,显著降低了垂直应力集中程度,解决了自正常区域向合并区域回采时煤壁片帮等问题,有效保障了74104工作面煤层分叉合并区安全高效生产。