绵泸高铁大面积采空区采动影响研究及防治措施

依托绵泸高铁内自泸线穿过螺观山脉时遇无法绕避的大面积煤层采空区,比选采动影响对高铁的安全危害最小、地质条件最优的线路方案。通过充分的资料收集、大面积地质调绘对比、再结合钻探、多种物探探测成果进行综合分析和专题研究,查清采空区影响范围,确定方案;针对采空区对高铁的影响进行定量分析,并采取有效的防治措施。

浅埋深易自燃煤层超大面积采空区综采工作面低氧防治技术

补连塔煤矿22306工作面在开采过程中发生了低氧现象,根据低氧范围可将低氧分为回风隅角低氧、机尾低氧和工作面低氧3种,分析认为,瓦斯赋存处于CO2~N2带、浅埋深开采、矿井负压通风、超大面积采空区和受地表大气压变化的影响是低氧产生的原因,在采取了堵漏、挡风帘引风、风动风机稀释、钻孔泄压、均压通风等综合管控措施后,取得良好效果。结果表明:在采取U型均压通风的条件下大气压下降700Pa时工作面仅发生回风隅角低氧现象,下降900Pa时发生机尾低氧现象,下降1020Pa时发生工作面40m至回风隅角处低氧现象;在采取Y型均压通风的条件下大气压变化对工作面氧气变化影响不大。

大面积采空区有害气体密闭控制技术研究

矿井部分采区生产结束并封闭后,连成一片的大面积采空区,由于矿震、自燃和其它灾害引发采空区有害气体涌入矿井,对矿井安全生产的威胁越来越严重。本文在分析采空区气体冲击特性的基础上,建立了采空区永久密闭的力学模型,并对密闭结构进行了设计,分析了密闭结构在气体冲击作用下的受力状态,并对其力学参数进行了校核,利用三维有限差分软件进一步对永久密闭的强度进行了验算,证明该密闭结构能够满足要求。

大面积采空区密闭施工工艺探讨

随着矿井的不断开拓,各采区存在大面积采空区相连的现状,采空区之间的相互连接以及外围巷道压差分布不均,将导致采空区之间漏风,给防灭火工作带来巨大困难,因此需要在密闭环节加强漏风控制,密闭施工工艺及质量的好坏对做好防灭火工作至关重要。

基于阶段空场嗣后回填法的采场结构优化

为解决杨林坳钨矿大面积采空区带来的地压安全隐患,减少矿产资源损失,基于摩尔库伦准则,建立了三维开挖模型并进行数值模拟研究。通过对两步骤开挖及回填的数值分析,依据围岩的垂直拉应力、最大主应力、塑性区范围和位移的变化规律,确定了两步骤开采的最佳采场结构参数。结果表明:一步骤采场的取值范围为13~18 m,顶板的垂直位移和垂直拉应力随采场跨度的增加而变大;一步骤采场跨度越小,围岩越稳定,确定一步骤采场跨度为13 m,此时的围岩状态最稳定;尾砂充填体受力不均匀,上部所受应力小于下部所受应力,两侧所受应力小于中间所受应力。研究结果为两步骤开采的实际应用提供了理论支持。

大面积采空区煤自燃环境下气体运移规律研究

大面积采空区漏风流场复杂、漏风规律不明确,一旦发生煤自燃,将威胁矿山安全。以山东省鲍店煤矿大面积采空区为例,通过现场观测和数值模拟等方法,研究大面积采空区温度场、气体渗流场和气体浓度场等复杂流场的动态变化和耦合关系,并分析煤自燃高温对大面积采空区气体运移的影响。结果表明:压力是诱导大面积采空区内部气体运移的直接动力;受热浮力作用影响,气体的流动方向发生改变,采空区底部的负压区域卷吸周边O向采空区上部的高压区域运移并积聚,扩大采空区氧化升温带范围并加速煤自燃;通过控制采空区漏风源风速,可以降低大面积采空区自燃风险,同时控制采空区深部有害气体涌出。

大面积采空区综放工作面回风隅角瓦斯治理技术研究

对大面积采空区综放工作面回风隅角瓦斯涌出原因进行了分析,通过封堵隅角,调整通风系统,增加风量,构筑通风设施,改变大面积采空区压力分布,降低回风隅角压差,减少采空区积存的瓦斯向回风隅角的流动和泄漏,降低回风隅角瓦斯浓度。对类似矿井工作面回风隅角瓦斯防治具有较好的借鉴意义。

多中段复杂大面积采空区综合治理方案研究

天马山硫金矿业有限公司随着开采深度的不断延伸,采空区范围逐渐增大,矿山面临多中段复杂大面积采空区开采技术难题。因此,采用地压监测技术、Flac3D数值模拟和空区探测的方式对采空区稳定性进行定性分析,采用综合治理方案解决多中段复杂大面积采空区治理难题,可为后续残留矿柱的回采创造安全条件。

灌浆灭火技术在神东矿区大面积采空区自燃火灾中的应用

本文应用同位素测氡法对神东大柳塔煤矿自燃火灾的火源位置进行了精确定位,采用地面打钻孔灌浆的方法,科学地选择灌浆材料和灌浆参数,在现场应用中取得了良好的灭火效果。

王台矿大面积封闭采空区防灭火技术

针对王台矿大面积封闭采空区自燃现象,采用了SF_6示踪气体监测技术,确定大面积采空区漏风地点,针对性地采取漏风通道堵漏、调整通风方向改变压差的均压防灭火技术以及向采空区注氮防灭火措施,经过选型确定选用DM-1000煤矿用移动式膜分离制氮装置实施钻孔密闭注氮。通过采取综合防灭火措施,采空区CO浓度大大降低,自燃现象得到了有效控制。

柴里煤矿大面积采空区漏风状况的研究与治理

在厚煤层无煤柱分层开采过程中,会出现大面积的采空区,这些采空区连成一片,形成漏风通道。它不仅浪费通风能量,使用风地点风量供应不足,同时,造成采空区煤炭自燃,是影响矿井安全生产的重大隐患之一。为此,柴里煤矿利用六氟化硫(SF6)作为示踪气体,通过捕获六氟化硫(SF6)气样情况和时间长短,获取采空区漏风分布状况,找出主要进漏风点,并制定针对性的防治措施,效果良好。

采煤塌陷区空天地一体化立体监测技术研究

煤炭资源作为我国重要的基础能源,为国民经济的发展作出了积极贡献。煤炭开采后,由于采空区上覆岩层的应力平衡状态受到破坏,会依次发生冒落、断裂、弯曲等移动变形,最终涉及地表,形成一个比采空区面积大很多的近似椭圆形的下沉盆地,被称为采煤塌陷区。加强采煤塌陷区的监测一直是煤炭储备丰富地区实施可持续发展战略的焦点问题。

回采工作面配风量对采空区漏风及自燃影响分析

为了获得U型通风方式下工作面配风量对采空区漏风强度的影响规律,采用数值模拟与现场实测相结合的方法进行研究,以张集矿1312工作面为原型建立了U型通风采空区非线性渗流三维数学物理模型,对不同进风巷风速条件下采空区流场进行了模拟计算,现场实测结果与数值模拟结果相吻合,利用不规则面积计算软件和Origin数值分析软件,分析得到采空区风速面积密度分布函数,并推导出采空区任意风速区间所对应面积的计算公式,根据漏风强度对采空区自燃带进行了划分,研究结果表明:采空区自燃带面积及宽度随进风巷风速增大呈朗格缪尔函数形式增大,根据采空区自燃带极限宽度求得回采工作面最小推进速度,实际回采工作面推进速度大于所求得的工作面最小推进速度可作为判断采空区不会发生自然发火的重要条件之一。

伏萨尔梁法修正及其在露天采场采空区处理中的应用

伏萨尔梁属不连续介质结构模型 ,物理意义明确 ,计算简便 ,原来用于研究层状裂隙岩体中地下采场顶板脱层后的稳定性 ,因这种状况与露天采场内地下采空区顶板剥离卸载后的状况相似 ,故对伏萨尔梁法进行修正 ,将其应用露天采场采空区处理研究 ,并依据伏萨尔梁法基本原理开发了高台阶分区处理大面积采空区工艺 ,该工艺已应用于洛阳栾川钼业公司露天矿大面积采空区处理 ,收到了良好的效果。

伏萨尔梁法修正及其在露天采场采空区处理中的应用

伏萨尔梁属不连续介质结构模型，物理意义明确，计算简便，原来用于研究层状裂隙岩体中地下采场顶板脱层后的稳定性。困这种状况与露天采空区顶板剥离卸载后的状况相似，故对伏萨尔梁法进行修正，将其应用露天采场采空区处理研究，并依据伏萨尔梁法基本原理开发了高台阶分区处理大面积采空区工艺，该工艺已应用于洛阳栾川钼业公司露天矿大面积采空区处理，收到了良好的效果。

采煤沉陷区现状分析与生态治理刍议——以辽宁省调兵山市为例

采煤沉陷是世界性的难题,无论中外采矿区,均出现不同程度的沉陷,不仅破坏了土地资源,而且造成了严重的地质灾害。以辽宁省调兵山市为例,调兵山市行政区域面积为262.1平方公里,辽宁省铁法煤业集团就座落在调兵山市境内,调兵山煤炭资源自1958年国家大规模开发建设以来,先后建成11座大型煤炭生产矿井,现已形成矸石山17座,存量约为2897万吨。

煤矿大面积采空区失稳危险源分级

在分析影响煤矿大面积采空区失稳危险状态的自然地质条件因素与指数W1和开采技术条件因素与指数W2的基础上,采用综合指数法对煤矿大面积采空区危险性进行了分级研究,确定了其危险状态等级评定的综合指数W。将煤矿大面积采空区失稳危险源分为4级,即Ⅰ级危险源(特大危险性:W≥0.8);Ⅱ级危险源(重大危险性:0.6≤W<0.8);Ⅲ级危险源(较大危险性:0.3≤W<0.6)和Ⅳ级危险源(一般危险性:W<0.3)。结合实例,对河北某矿区煤矿大面积采空区失稳危险性进行了分级,实践表明,该分级方法是合理和可行的。

浅埋深易自燃煤层综采工作面低氧防治技术

针对补连塔煤矿22306综采工作面在回采过程中发生的低氧现象,研究了导致低氧的原因,根据测定可将低氧范围分为回风隅角低氧区、机尾低氧区和工作面低氧区3种。通过研究分析,瓦斯赋存处于CO2~N2带、浅埋深开采、矿井负压通风、超大面积采空区和受地表大气压变化的影响均是低氧产生的原因。在此基础上提出了井上下堵漏、挡风帘导风、风动风机稀释、钻孔卸压及均压通风等综合防治低氧的措施。结果表明：采用上述措施对防治低氧是有效的,工作面采用“U”型均压通风方式,当大气压下降了700 Pa时仅在回风隅角发生低氧现象,下降900 Pa时在机尾发生低氧现象,下降1 020 Pa时工作面40 m至回风隅角处发生低氧现象;而工作面采用“Y”型均压通风时,大气压变化对工作面氧气变化影响不大。

鲍店煤矿大面积采空区管理技术研究与实践

2001-2007年,鲍店煤矿共发生5次矿震,严重影响矿井安全生产,据此,文章分析了矿震危险区域并针对危险区域提出了相应的措施。对鲍店煤矿大面积采空区采取气体管理和采取高强度充填密闭和外部柔性密闭墙的2道密闭的永久封闭技术措施,共施工83道密闭,其中新建57道,加固26道,有效提高了大面积采空区密闭的安全可靠性,优化了通风系统,减少了漏风通道,杜绝了自然发火和矿震摧毁密闭事故的发生,保证了矿井安全生产。

基于薄板理论的浅埋大面积采空区稳定性研究

为研究浅埋大面积房采采空区的稳定性,基于弹性薄板理论建立了大面积采空区失稳力学模型,得到了不同基岩层厚度下采空区极限悬顶面积的变化规律。结果表明:在相同采空区长度时极限悬顶面积都随基岩厚度的增加而增加;基岩厚度为10m,15m时,极限悬顶面积随采空区长度增加有小幅度的增加;基岩厚度20m时,采空区长度小于160m时极限悬顶面积极大,大于160m后极限悬顶面积随采空区长度增加有小幅度增加。研究结果表明,在基岩层厚度为15m的情况下,只要保证采空区短边长度在130m之内,就可以保证采空区顶板不会垮落,相应的极限悬顶面积保持在20000m2左右。该结果可为采空区治理提供理论依据。