超高水材料袋式长壁充填开采覆岩控制技术研究与应用

系统分析了超高水材料袋式充填开采采场覆岩结构的特点,得出了工作面支架需控岩层范围及其变化特征,揭示了长壁充填开采"支架-围岩"关系,明确了提高充填率是超高水材料袋式充填开采覆岩下沉控制的关键因素。结合亨健矿2515工作面充填开采地质与开采技术条件,开发并实施了隔板布置优化、采空区埋管补注浆充填、离层区打钻补注浆充填等充填率保障技术与工艺。现场实测结果表明,超高水材料袋式充填开采工作面矿压显现缓和、采场围岩破裂范围较小且能有效控制地表下沉:1工作面巷道顶底板最大移近量为258 mm,两帮最大移近量为183 mm,围岩变形较小;2微震监测系统表明,2515工作面超前破裂范围为20~30 m,围岩破裂高(深)度为顶板以上40 m至底板以下10 m,1个月后(推进距离60 m左右)已充填区域微震事件逐渐消失;3地表最大下沉量为265 mm,实测下沉系数为0.06。

超高水材料长壁充填开采地表移动特征分析

煤矿开采对地表建(构)筑物和生态环境造成了严重的破坏,超高水材料充填开采减小了地下开采对地表的影响,但地表移动变形的特征、规律研究还不充分。本文研究了超高水材料长壁充填开采过程中地表的动、静态移动变形特征,并以临沂田庄矿11611工作面为例,通过对充填开采工作面上方布设的全倾向、全走向地表移动观测站数据的处理和分析,证明了这种充填开采方法能极大减小地表移动变形,并且地表沉降、倾斜、曲率和水平移动、水平变形动态沉降特征均符合一般开采沉陷规律,并通过单点动态过程分析总结了超高水材料充填过程存在的问题和需要改进的地方,为矿区今后超高水材料充填开采提供了宝贵的实践经验。

底板岩性对近距离石膏矿层长壁充填法上行开采采场稳定性的影响

计算机模拟近距离石膏矿层长壁充填法上行开采的结果表明、上、下两石膏矿层间的岩性是影响采场稳定性的重要因素。上部矿层底板岩性较软时，可提高采空区顶板的支护作用、减小顶板塑性区分布范围、降低矿壁前方应力集中程度，有利于开采过程中的顶板稳定。

古城煤矿充填采煤技术选择探究

古城煤矿年产矸石量约120万t/a,不仅每年的矸石处理费用巨大,还会造成严重的环境污染问题,为解决这一难题,古城煤矿提出了充填采煤技术。文章通过对综合机械化长壁固体充填采煤技术、综合机械化长壁膏体充填采煤技术、短壁连采连充充填开采技术3种充填开采技术,在充填能力、减沉效果、投资及运营成本等3个方面进行比较,最终得出综合机械化长壁固体充填采煤技术充填能力最大、减沉效果达标、投资和运营成本合理,为最佳选择方案。

长壁局部柔性充填开采浅埋煤层隔水层下沉量研究

采用长壁局部柔性充填开采方法是实现浅埋煤层特殊保水开采的有效途径,研究在不同充填宽度与间隔宽度的柔性局部充填开采条件下,影响隔水层下沉量关键因素,对于确定合理局部充填参数,指导局部充填开采实践具有十分重要的理论和实践意义。基于物理相似模拟实验,得出隔水层的最大下沉量为充填体的压缩量和充填体上方支撑岩柱的下沉量以及基岩隔水层的下沉量三者之和。其中,基岩隔水层的下沉量与基岩隔水层厚度负相关,随着充填宽度的减小,基岩隔水层下沉量曲线呈类似双曲线形状向上发展。通过对隔水层下沉量数学模型分析表明,得到的结果与物理相似模拟实验基本吻合,可为浅埋煤层特殊保水开采区局部充填开采提供理论依据。

超高水材料长壁充填开采覆岩活动规律及控制

对陶一煤矿的超高水材料充填采空区后的覆岩活动规律进行了深入研究,分析了超高水材料充填系统及技术。通过现场工业性试验发现,采用超高水材料对采空区进行充填,能加固采空区,有利于改善采空区的稳定性。

彩屯煤矿充填开采煤柱矿压监测

对高水膨胀材料充填法开采的井筒煤柱区701工作面,采用红外线远程自动连续记录监测仪进行矿压监测,研究采充区岩层沉降特点与充填支撑效果,达到防止井筒变形破坏,减少地表沉陷,最大限度回收煤炭的目的。

超高水充填新技术的应用发展浅析

超高水材料凝固速度快、早期强度高、承载和变形性能好、施工工艺简单、工人劳动强度低,是一种非常好的新型充填材料,对其进行研究对煤矿的安全、高效及绿色开采意义重大,其研究和应用已取得一定的成果。随着超高水充填开采应用范围的不断扩大及开采技术条件的变化,单一纯浆充填的局限性会越来越大,应根据采空区具体的顶板条件和充填空间位置开展超高水充填体工程特性的试验研究。

土工布褥垫长管袋冲填在河道整治工程中的应用

简介土工布褥垫长管袋冲填土工机织材料、褥垫制作、管袋充填、管袋铺设以及采用的优缺点。

特厚煤层长壁巷式胶结充填开采技术研究与应用

针对特厚煤层采出率低、"三下"及其他特殊地质条件下特厚煤层采场围岩移动破坏与地表沉陷控制困难的问题,提出了特厚煤层长壁巷式胶结充填开采技术。在研究特厚煤层长壁巷式胶结充填开采技术原理的基础上,系统阐述了该技术的开采系统布置、主要设备与巷式充填开采工艺;并对胶结充填材料的组成及其承载特性进行了研究,确定了适用于工程现场的充填材料干料配比为粉煤灰35%、白灰渣10%、水泥2%、矸石53%,料浆质量分数为79%,该配比充填材料单轴抗压强度可达1.8 MPa。现场工程应用表明:该技术充实率可达96.1%,开采21 m厚的煤层地表下沉最大值为265 mm,地表下沉系数仅为0.012 6,应用效果良好。

长壁充填开采充填体稳定性研究

为了研究长壁充填开采初凝充填体在采空区中的稳定性,按照初凝充填体呈现塑性区和弹性区共同承载的受力特性,采用威尔逊约束理论和SMP应力屈服准则,推导得出了充填体保持稳定所需的最小柱体宽度的理论计算公式,分析了充填体稳定宽度的影响因素。通过榆阳煤矿充填开采实例,实验测得充填体凝固试块的力学强度及其与时间之间的数学关系式,采用理论推导公式计算得到了充填体稳定最小宽度为3.5m。在理论计算值的基础上适当增加充填体宽度,既可增加充填体的整体稳定性,保证充填开采控制覆岩破坏的效果,又能有效减少充填体多次充填的凝固等待时间,提高开采充填效率。

长壁全部充填与条带充填开采沉陷控制效果对比

为了研究不同充填开采方法对地表沉陷的控制作用,采用理论分析和数值模拟方法对比了长壁全部充填和条带充填开采的地表沉陷规律,并对二者差异及原因进行了分析,研究结果表明:在充填率相同的条件下,采用长壁条带充填开采能够形成若干个间隔支撑顶板的"条带充填体",限制顶板和覆岩的下沉量,保证覆岩关键层结构不破坏,使得地表沉陷可控;而采用长壁全部充填开采,充填体被平均分配到整个采空区,导致空顶高度增加、顶板和覆岩的下沉量变大,造成覆岩关键层结构发生破坏、地表下沉加剧,因而沉陷控制效果较条带充填明显变差;在控制相同的地表沉陷效果时,长壁条带充填的充填率较长壁全部充填明显降低;说明一定充填率条件下长壁条带充填开采对地表沉陷的控制效果比长壁全部充填开采更好。

长壁逐巷胶结充填工作面关键参数设计

针对河南某矿老城区下压煤回采困难等问题,提出了应用长壁逐巷胶结充填采煤法回采老城区下煤炭资源。分析了充填工作面处于前、中、后3个充填时期的煤层-充填体相互作用状态,提出了胶结充填采煤工艺的3个关键参数;采用理论分析和数值模拟方法研究了充填工作面的应力分布及围岩变形特征;在数值模拟的基础上,建立了煤层-充填体控顶力学模型,得到了顶板下沉挠度曲线。研究表明:长壁逐巷胶结充填采煤的充填巷道宽度为5 m,间距为3倍掘巷宽度,充实率为90%时,能有效地避开上一条巷道开挖的应力增高区,顶板最终下沉位移为0.281 m,对顶板变形起到了良好的控制作用。

卢安夏铜矿缓倾斜矿体开采技术研究与发展

针对卢安夏矿带陡倾角区矿体已开采完毕,所剩缓倾角矿体产状复杂、岩石条件差,属于典型难采矿体,尝试过多种采矿方法,均未收到理想效果的难题。介绍了缓倾斜矿体开采中使用过的几种采矿方法,并分析了采矿过程中存在的主要问题及原因,结合当前国内外缓倾斜矿体开采技术的现状,提出了实现卢安夏缓倾斜矿安全高效两点建议:改进支护手段以保证工程稳定、革新采矿方法以改善经济指标。

复杂条件下的露天深孔大爆破

介绍了在露天复杂环境下的山体深孔爆破中，通过改变爆破岩石的抛掷方向及采用小孔距、大抵抗线、长充填等爆破技术综合措施，避免了爆破飞石的产生并对山下人员及建筑物的安全威胁．