相邻空区影响下三软巷道变形破坏规律与煤柱留设宽度研究

为了探究相邻空区影响下三软煤层巷道掘进时不同煤柱宽度下巷道围岩变形破坏规律,采用理论计算、数值模拟、物理相似模拟与现场实测相结合的研究方法,分析存在临空区后不同区段煤柱宽度下巷道围岩应力演化规律、塑性破坏范围以及位移分布特征。结果表明:临空区是造成巷道掘进后非对称破坏的主要原因,使煤柱主应力方向与垂向夹角增大,巷道两帮应力呈煤柱侧大于实体煤侧的非对称分布特征;三软巷道破坏形式以剪切破坏为主,破坏主体为两帮,随着煤柱宽度增大,主应力方向与垂向夹角减小,巷道围岩破坏程度降低,临空区对巷道不同位置的影响程度不同,巷道中部围岩破坏程度大于端头处且煤柱侧破坏程度大于实体煤侧;煤柱宽度增大对巷道围岩应力以及煤柱破坏的改善程度有限,现场结果显示当煤柱宽度为20 m时巷道正常维护满足需求。

书记沟铁矿相邻空区诱导冒落技术研究

本文针对书记沟铁矿两个形状不规则的相邻中型采空区条件,在空区围岩可冒性分析的基础上,研究提出在散体垫层防护下、崩落两空区之间岩柱、将相邻两空区连为一体进行诱导冒落的采空区处理方案,与原强制崩落顶板围岩方案相比,不仅处理费用低,而且施工安全条件好,实施后取得了空区处理不影响生产、空区大冒落零事故的良好效果。

相邻采空区关键层失稳诱发矿震机理研究

基于岩层控制的关键层理论,对工作面开采过程中相邻采空区震动机理进行了研究,将相邻采空区震动机理归结为3种基本形式:①低位亚关键层回转滑移失稳;②高位亚关键层剪切滑移失稳;③主关键层极限破断失稳。利用现场矿井微震监测系统,分析了不同机理震动规律,结果表明,相邻采空区岩层失稳滞后于本工作面岩层运动,震动频次上低位亚关键层最高,高位亚关键层次之,主关键层极限破断失稳震动最少,震动能量上则相反;本工作面破坏烈度则是高位亚关键层剪切滑移失稳最强,低位亚关键层失稳震动次之,而主关键层最小。最后,根据震动诱发动力冲击的能量机理,提出了相邻采空区震动灾害的治理措施,并在现场实施应用。

相邻采空区停采线遗煤自然发火原因分析

以陕西建新矿4102和4103采空区停采线遗煤自然发火为例,分析了相邻老空区遗煤自然发火的根本原因,提出了治理相邻老空区遗煤自燃的高分子胶体快速控制技术,成功治理了相邻老空区停采线火源高温区域,为相邻老空区停采线遗煤自燃预防提供了技术和经验。

无侧向自由面相邻采空区处理技术分析

地下工程的采空区处理始终是露天矿山开采面临的难题,为了有效解决大宝山露天矿721 m平台下的无侧向自由面相邻采空区的安全隐患,首先采用钻孔式三维激光扫描技术,探明了相邻采空区的分布情况,确定了相邻采空区的赋存状态及参数,为采空区处理提供了依据。在此基础上,提出了强制爆破处理方案,即在两采空区中间打切割孔,有效地分隔采空区。其余地方按照实际情况分别打垂直孔,部分位置炮孔加密。打穿的炮孔底部填塞2.5 m,上部填塞4.5 m,未打穿的炮孔正常装药。同时采用延时起爆方式,以增强爆破振动效应。爆后塌陷作用明显,有效消除了采空区的安全隐患,可为类似工程提供参考和借鉴。

相邻采空区的协同处理技术分析

为了保证大宝山矿由地下开采改为露天开采模式后的施工安全和提高生产效率,采用三维激光扫描技术对大宝山37线664采空区及39线655采空区进行了探测,发现2个采空区空间位置较为接近,整体标高不相同,在空间位置上呈现相错状态。经钻孔勘探两采空区主要以硅化岩与矽卡岩为主,局部含有铜硫矿体,岩体条件较好,并确定了相应的采空区形态、分布范围等。为此,利用矿方多年治理采空区得出的经验公式进行预测,对2个采空区进行顶板稳定性分析。提出了联合使用强制爆破崩落与废石充填的方法 ,给出了爆破参数设计及施工要点。现场实施结果表明,相邻采空区被较好地充填,成功消除了对生产安全的威胁。

注氮对相邻采空区自燃“三带”影响模拟研究

相邻工作面开采会导致复杂的漏风情况,浮煤易自燃,增大防火工作的难度。为明确相邻采空区自燃“三带”分布特征及确定最佳注氮防灭火参数,以贵州某矿4244工作面为背景,结合现场实测,应用Fluent流场分析软件,模拟研究不同注氮方案下采空区氧气浓度场分布规律。结果表明,实测结果与模拟相吻合,验证了模拟的可靠性;当注氮位置为X=50 m,注氮流量为100 m^(3)/h时,采空区进、回风巷侧氧化带宽度分别为7 m和38 m,能明显减少本采空区氧化带面积,且能防止氧化带距工作面太近;此工作面进风侧注氮对相邻采空区氧化带影响范围较小,这要求在回采过程中需要对煤柱进行加固,降低孔隙率,控制漏风,减少氧气进入相邻采空区,降低煤自燃风险。模拟结果为相邻采空区灾害防治工作提供了的理论指导。

采煤工作面相邻采空区防灭火实践

平凉新安煤业有限责任公司5204综放工作面回采期间,相邻的5202综放工作面采空区内CO浓度超限,本文根据5204综放工作面与5202综放工作面煤柱地质条件及采空区内遗煤情况,分析了自燃发火原因,研究并实践相邻采空区自燃发火防灭火技术。5204综放工作面相邻采空区防灭火技术的成功实践,为矿井防灭火尤其采空区防灭火提供参考。

黄土沟壑地形下相邻采空区对地表移动变形影响研究

针对黄土沟壑地形下回采工作面在相邻采空区影响下地表移动变形进行研究,基于矿区实测数据,结合FLAC^(3D)数值模拟软件进行三维分析。结果如下:单一工作面开采地表最大下沉值为1168.95 mm;受采空区影响工作面开采地表最大下沉值为2422.07 mm,与实际监测值相比,数值模拟值相对监测值相差不大;回采工作面受采空区影响,采空区侧应力要大于回采侧应力,地表下沉盆地偏向采空区一侧;工作面回采导致的移动变形受地表地形影响较大,位于沟壑地形边坡位置地表发生滑移,移动变形量比坡顶要大。

深井沿空掘进巷道瓦斯涌出规律与治理研究

深井瓦斯涌出异常区域沿空留巷掘进巷道时,采空区瓦斯或有害气体大量溢出易造成掘进工作面瓦斯浓度超限。通过开展瓦斯涌出规律研究,制定相应的瓦斯治理措施,采取了瓦斯置换抽采和均压通风,有效杜绝了沿空掘进巷道瓦斯危害。

相邻采空区影响下厚黄土矿区采煤沉陷规律研究

为研究相邻采空区厚黄土层采煤地表移动变形规律,以燕家河煤矿8211工作面地表移动变形实测数据为基础,分析研究了静态和动态地表沉陷变形特征、移动角参数、动态参数和预计参数。结果表明:由于相邻采空区残余变形和厚黄土层荷载作用,地表下沉量大,移动影响范围广,最大下沉速度系数为1.638,最大下沉速度为31.8mm/d。在地表移动持续时间中,活跃阶段约占总时间的38.7%,地表沉陷量约占最大下沉量的95.9%,受厚黄土层影响,衰退阶段持续时间较长;工作面启动距为100m;工作面最大下沉速度滞后距为224.3m,滞后角为67°46′;走向和倾向拐点偏移距分别为-92.5m和197.2m。

下向分层进路式胶结充填法采场稳定性判断方法及应用

从便于生产组织以及提升产量等因素考虑,下向分层进路式胶结充填法矿山一般采取的是几条进路回采结束后再进行集中充填的生产组织方式,采场在一定时间内形成了以胶结充填体为顶板的相邻非连续采空区,由此带来了胶结充填法采场稳定性问题。目前尚无有效成熟的方法对其采场稳定性进行分析和判断,难以防止可能造成的采场稳定性风险。为此,提出了采用等效采空区法来计算相邻非连续采空区的有效暴露面积,并以单一连续采空区的冒落条件为标准,定量分析和判断下向分层进路式胶结充填法采场的稳定性,实现对采场不同回采区域稳定性的针对性分析,分析结果对矿山生产更具指导意义。最后,结合生产矿山实际情况开展了采场稳定性分析,验证了等效采空区法的有效性及实用性。