采空区覆岩走向水平移动机理研究

利用建立的碎块体介质模型和简单的几何模型,分析说明了开采影响下煤层覆岩的走向水平移动过程机理。通过对传统预计方法中走向水平移动预计误差大的原因的探讨,加深了对岩层走向水平移动规律的认识,最后通过数值模拟进一步印证了文章中对煤层覆岩走向水平移动机理的认识。对提高地面抽采采空区瓦斯钻井的稳定性有一定借鉴作用。

煤矿老采空区覆岩移动变形监测方法分析及应用

为准确掌握煤矿老采空区覆岩残余移动变形特征及规律,在分析不同条件下各类采空区覆岩结构特征的前提下,总结归纳了覆岩移动变形的监测对象及要点,并对目前存在的监测方法及适用性进行了简要分析,最后以条带老采空区为监测对象,采用光纤—微震相结合的方法,从方案设计、数据采集、结果分析等角度对采空区覆岩移动变形进行系统研究。研究结果表明:条带老采空区覆岩移动变形处于毫米级,监测期范围内覆岩无明显移动破坏现象,覆岩结构相对稳定,光纤—微震相结合的方法可有效地对采空区覆岩移动变形进行实时监测,满足预期监测目的。

采空区覆岩及地表变形规律相似模拟研究

以河东煤田北部某矿8~#煤层为研究对象,利用相似模拟的方法对采空区覆岩破坏规律和采动引起的地表沉降变形规律进行了研究。研究结果表明:随着开挖的不断进行,采空区覆岩呈周期性的离层-断裂-垮落破坏特征;随着推进距离的增大,垮落长度和高度在不断增大;开采结束后,采空区上覆岩层变形不断趋于稳定,离层不断被压实。

数值模拟在采空区覆岩移动引发建筑物受损司法鉴定中的应用

探讨煤矿采空区覆岩移动引发地表建筑物受损司法鉴定新方法。根据贵州省某煤矿现有的采掘资料,分别采用传统的边界角圈定采空区覆岩移动变形影响范围及概率积分法计算相关变形参数与岩土工程数值模拟方法模拟采空区覆岩移动变形规律进行对比,分析两种方法的优缺点及适用情况。传统方法圈定的覆岩移动变形影响范围与数值模拟方法模拟的移动变形范围大致相近,但是数值模拟方法更细致、全面、客观,传统方法计算的采空区地表下沉值相对数值模拟方法模拟结果偏小,结合实际情况,数值模拟方法更加保守,相较于传统方法,数值模拟方法更加直观易懂。根据对比分析,数值模拟方法在该类司法鉴定中是科学、可行的,模拟结果更加保守,可在鉴定中与传统方法结合使用,以便鉴定结论更加科学、可靠。

基于漏失量测定的采空区覆岩裂隙带高度探测技术

煤矿井下采空区的形成导致采场周围岩体的应力重新分布,覆岩在垂向上形成冒落带、裂隙带和弯曲下沉带3个不同变形特征的分带,裂隙带高度是瓦斯抽采、矿井防治水等工作的重要参数。分析了煤矿井下采空区覆岩破坏理论和裂隙带高度确定方法研究现状,研究了基于井下钻孔岩层漏失量测定的采空区覆岩裂隙带高度探测技术与方法,研制了水压膨胀式封隔器和双通道式测试管柱等测试设备,水压膨胀式封隔器膨胀系数大,与钻孔壁贴合紧密,实现钻孔分段严密封堵,且体积小、耐磨;双通道式测试管柱,一路用于膨胀孔内封隔器,另一路用于注水测定岩层漏失量,解决了以往采用橡胶软管耐压差、易损坏、软管与钻杆缠绕导致输送困难等问题。黄陵某矿现场应用表明,采用水压膨胀式封隔器和双通道式测试管柱等测试设备、基于漏失量测定的煤矿采空区覆岩裂隙带高度探测技术,可方便、快速、准确地测定采空区覆岩裂隙带高度,为矿井高位孔瓦斯抽采及顶板防治水提供技术依据。

采空区顶板“三带”研究在煤矿安全生产中的作用探析

开展采空区顶板“三带”研究可为煤矿安全开采设计及防控灾害风险提供重要的技术支撑和依据,对煤矿安全生产具有重要的现实作用和意义。结合工作实践,以开展“三带”研究工作的必要性为目的,探讨了“三带”研究的主要内容及相关技术方法。分析了“三带”研究在煤矿安全生产中的重要作用,认为“三带”研究的作用主要体现在高位瓦斯抽采关键层位优选、预防顶板水害防隔水煤(岩)柱确定、顶板控制及地质预测预报等方面提供基础技术参数和依据,并提出了“三带”研究注意事项及改进建议,为深入“三带”研究提供了一定参考。

采空区活化失稳关键因素模拟分析

以采空区采动破碎次生岩体为主要研究对象,通过理论分析,对采空区活化影响因素进行了分析,确定了具体工程条件下主要活化因素为充水、建筑荷载。以是否充水、建筑荷载大小为控制因素设计数值模拟方案,得到不同工况下的地表移动变形规律。研究发现,水对破碎岩体变形具有促进作用。通过对4~#煤和9~#煤按照每层0.015 MPa和每层0.1 MPa的建筑荷载进行梯度加载,模拟结果得到4~#煤采空区覆岩地基允许施加荷载为0.045 MPa,影响深度为19 m,不满足建筑物地基建设要求,需要对4~#煤采空区采取加固处理;9~#煤采空区覆岩地基允许施加荷载为2.0 MPa,地基扰动深度70 m,满足设计要求。

近距离煤层群综放开采区段煤柱稳定性研究

为解决龟兹矿业5号与3号近距离煤层重复采动影响下区段煤柱失稳难题,利用模拟试验结合工业性试验的研究手段,探究了区段煤柱在重复采动作用下的应力演化规律和区段煤柱尺寸因素作用下的围岩应力分布情况,阐释了区段煤柱宽度因素作用下巷道围岩损坏及位移规律。结果表明:近距离煤层重复采动作用下,设计煤柱宽度超过6 m有利于提高区段煤柱稳定性。研究成果在龟兹矿业进行了工程应用,对A502运输巷围岩变形情况进行了实测,实测结果验证了研究成果的有效性。

煤层地下开采地表沉陷预测的边值方法

采空区上覆岩、土体对地表沉陷的耦合行为可归结为弹性理论的边值问题,由不同性状松散表土层确定的应力边界和岩、土体之间形成的位移边界构成了相应边值问题的定解条件。在已有研究成果的基础上,提出了地表下沉预测研究的边值提法,以探讨地下开采引起的地表沉陷规律。给出了采空区上覆表土层内任一点的位移和地表下沉的计算公式,确定了地表沉陷的范围,并以神东矿区大柳塔1203工作面开采引发的地表沉陷为例给出了工程实例。研究结果表明,采空区上覆岩体对地表及表土层内任一点下沉的影响取决于上部岩层破断后的结构形态;采空区上覆土体对地表下沉量的作用与土体性质及表土层厚度有关,土体对表土层下沉的影响由下而上增大,呈非线性变化,至地表达最大值;地表沉陷区域随表土层厚度的增加而增大,其影响范围远大于采空区。

工程背景下矿业类大学生力学课程应用能力培养案例分析

在基础力学教学中,为了提高学生创新和应用能力,针对矿业类学生专业背景,提供相关工程案例,让学生将所学力学知识应用到工程实践。以矿山采空区覆岩为研究对象,将梁弯曲的相关知识应用到工程现场,建立了符合工程实际的覆岩力学模型。该教学改革不但加深了学生对力学理论概念的理解,增强了学习兴趣,而且提高了将所学知识应用到专业工程领域的能力,增强了就业适应能力和竞争力。

浅谈如何开展矿山地质灾害成因分析论证工作

贵州矿产资源丰富,开采历史悠久,近年来日益强烈的矿山开采活动使得矿区地质环境不断地改变和恶化。采矿过程中引发的地面塌陷、地裂缝、滑坡、崩塌等地质灾害已严重威胁影响区内人民群众的生命财产安全,并带来重大经济损失,由此导致矿群矛盾日趋加剧。地质灾害成因分析论证报告作为政府部门处理地质灾害纠纷的科学依据,能否客观、公正、科学地开展此项论证工作至关重要。文章以地下矿井为例,就如何开展矿山地质灾害成因分析论证工作进行简要阐述,以供同行工作者参考。

浅埋煤层综采面护巷煤柱尺寸和布置方案优化

根据浅埋薄基岩煤层顶板几乎沿采空区边缘垂直断裂,地表下沉速度快,采空区迅速压实等特点,运用理论分析、数值模拟和现场实测等研究方法,结合鄂尔多斯乌兰集团温家梁煤矿3-2煤层实际,得出了沿空掘巷合理护巷煤柱宽度为5m;滞后回采工作面50m左右,采空区基本处于稳定状态.在此基础上提出了在保证工作面顺序接替条件下的煤柱护巷与沿空掘巷相结合的回采巷道布置方案.现场应用表明:沿空掘进巷道和实体煤巷道在回采期间能保持较好的稳定性,使该矿工作面煤炭采出率提高了13%.