同层位老空积水区防隔水煤(岩)柱的计算方法

煤矿井下采掘作业生产期间,为了避免老空水在高水压作用下破坏原始煤(岩)层(探水线)稳定性而发生井下透水事故,本文通过对采掘破坏影响以及老空透水机理进行分析,提出了“同一煤层,老空区导水裂缝带范围与开采煤层导水裂缝带范围不连通为基础,并保证足够的挡水岩柱”的防治措施,充分考虑老空积水区水头值高低、煤(岩)层厚度、强度、岩层移动规律、采煤后形成的导水裂缝带等相关因素,确定了合理的计算方法,从而对老空区防隔水煤(岩)柱尺寸进行计算。该方法思路正确,可达到安全警示与矿井保安的目的。

东峡煤矿南汭河防隔水煤(岩)柱设计方案浅析

东峡煤矿井田北部发育的常年性河流南汭水河自西北向东南流经该井田,在靠近水体采煤的时候,需要严格控制采动影响,南汭河属于常年性流水河流,不允许导水裂缝带高度到达水体。设计方案计算了垮落带、导水裂缝带的最大高度,确定了防水隔水煤(岩)柱高度及煤柱下限标高,然后按照岩层裂缝角,确定了河流防隔水煤(岩)柱宽度。同时,为了有效防范由于地面塌陷进而导致河流河堤下沉的问题,设计方案按照经验留设了地表河流保护煤柱,并在河流堤岸建立了地表移动变形观测站。

断层防水煤(岩)柱安全宽度的计算与评价

针对如何确定导水断层附近的防水煤(岩)柱宽度是困扰煤炭开采的问题,以开滦集团荆各庄矿3092工作面为例,综合运用经验公式、数值模拟和原位探测来确定其断层防水煤(岩)柱的安全宽度,最终得出了符合实际的且小于原留设宽度的断层防水煤(岩)柱安全宽度,为该矿节约了可采储量,延长了矿井服务年限,具有显著的社会和经济效益;同时该法为本矿及相似矿井以后处理类似问题提供了参考,具有较高理论和现实意义。

巷道防隔水煤(岩)柱留设研究

探讨了目前防隔水煤(岩)柱留设计算公式存在的缺陷,通过分析老空区边界以及掘进巷道两帮围岩受力特征及其破坏状态,提出防隔水煤(岩)柱应为三部分组成:掘进巷道两帮塑性区、防隔水煤(岩)柱中间弹性区、以及老空区边缘塑性破坏区。结合极限平衡以及材料力学相关理论,提出了老空区侧掘进巷道防隔水煤(岩)柱留设公式。经实例验证该计算公式是可行的。

基于煤岩层与断层空间关系的防隔水煤岩柱优化计算

近断层煤层开采时,防隔水煤岩柱的正确留设是防止断层突水事故的重要措施。山东济宁三号煤矿123上01(南)工作面西邻的F8断层落差较大,可能会沟通底部奥陶系灰岩(简称奥灰)含水层,为确保工作面安全回采,需要进行F8断层防隔水煤岩柱尺寸计算。考虑煤岩层真实产状、断层面与煤层产状的空间关系和底板承压水威胁,对《煤矿防治水细则》中断层导水条件下的防隔水煤岩柱尺寸计算方式进行改进,推导出水位到安全防隔水煤岩柱宽度(Ha)在断层面垂足处的水头高度计算公式及改进后的断层防隔水煤岩柱尺寸计算公式。对比计算结果发现:《煤矿防治水细则》原有计算公式在将煤岩层理想化为水平岩层,且取偏小的煤层底板水压值计算的情况下,计算出的F8断层煤岩柱尺寸为112 m,改进公式的计算结果为128.5 m。因改进公式考虑了实际煤岩层产状及与断层面空间关系,且水压取值位置准确,计算结果更为精确,将为矿井安全回采提供更为科学的参考依据。

大采深矿井断层防隔水煤(岩)柱留设的探讨

峰峰矿区断裂构造发育,在深部开采的一些矿井,由于水压高,在高压水头和矿山压力联合作用下,断层上盘开采或掘进时,可能发生突水事故,须留设防隔水煤(岩)柱,但由于水压高,留设的防隔水煤(岩)柱尺寸较大,影响正常生产,也不利于断层的导(含)水性、断层带胶结程度及断层带附近煤岩层完整性精准探查。因此,在保证巷道掘进安全的前提下,重新探讨矿井深部断层防隔水煤(岩)柱的留设,通过分析计算巷道掘进期间底板安全隔水层厚度、超前距表格及公式等,决定Ts暂取0.10 MPa/m进行计算留设,既能满足巷道掘进期间底板安全隔水层厚度及超前距,又能为断层的导(含)水性、断层带胶结程度及断层带附近煤岩层完整性进行探查与治理创造条件。

导水构造防隔水煤(岩)柱的计算方法

矿井生产期间,开采煤层受底板承压水威胁时,往往因导水构造的影响造成突水淹井事故,因此,需对导水构造留设合理的防隔水煤(岩)柱,避免水害事故的发生。以往对导水构造防隔水煤(岩)柱的留设主要以绘图法为主,留设煤柱尺寸虽合理,但在思想逻辑上不易于理解。本文通过将导水构造防隔水煤(岩)柱留设的实际问题转换为数学问题,建立数学模型,通过对煤岩层的赋存状态及导水构造的发育形态进行分析、总结,确定了固定的计算公式,准确、合理的计算出导水构造防隔水煤(岩)柱尺寸。

工作面轨道顺槽附近断层上盘防隔水煤(岩)柱留设研究——以山东省宁阳-汶上煤田义桥煤矿5302工作面YF_(33)断层为例

5302工作面位于五采区东北部,工作面的东部为YF_(33)断层。YF_(33)断层落差较大,3煤底板与奥陶系灰岩顶界面距离较近,隔水层厚度变小,从而使工作面受奥灰水威胁变大,对安全开采有一定的影响。在分析5302工作面附近地质及水文地质条件的基础上,对YF_(33)断层进行了探查,认为在五采区轨道下山与-480m东翼轨道巷、-473m东翼胶带巷附近断层为不含水,不导水断层。为了开采安全,采用《煤矿防治水细则》中的公式计算出合理的防隔水煤柱宽度。

FX24断层防隔水煤(岩)柱安全评价及工程实践

通过含水或导水断层防隔水煤(岩)柱的经验公式、“下四带”理论的分析计算,确定了FX24断层防隔水煤岩柱的尺寸,同时通过物探和钻探手段对5302工作面水文地质环境进行验证分析。5302工作面的安全顺利回采证明,该论证方法科学合理,具有很强的指导意义。

承压防砂煤(岩)柱下溃水溃砂工作面压架机理及支架阻力确定

新近系、第四系厚松散地层弱富水性含水层下留设防砂煤柱时,由于薄基岩界面倾斜和起伏变化等特殊地质条件,易形成松散含水层保压结构,含水层水压高,导致防砂煤(岩)柱承受高水压冲击,造成突水溃砂事故以及工作面矿压明显增大并压架。运用理论分析的方法,解释了防砂煤(岩)柱承压加大的概念与形成原因,研究了水砂降低摩擦因数和"高水压核"的水压冲击作用对支架阻力增大的影响,推导出工作面支架阻力计算公式。研究表明突水溃砂过程中工作面阻力异常增大主要是由于水砂降低摩擦因数和"高水压核"的水压冲击,得出了不同情况下摩擦因数降低的数值,并依据机械能守恒定律推导得出高水压对工作面支架冲击力的计算公式。以某矿11071工作面为工程实例,计算了工作面支架阻力变化过程,结果表明由于摩擦因数降低与高水压的冲击造成支架载荷额外加大,超出工作面支架最大载荷,验证了溃水溃砂过程中工作面矿压增大的结论,为类似条件工作面提供借鉴。

顶板帷幕注浆加固防隔水煤(岩)柱实践

通过对15040上巷淋水区段淋水特征、淋水量等情况的分析,确定了淋水水源及通道等,采取了对上巷外侧进行顶板帷幕注浆加固治理,有效了解决了顶板淋水水患问题,达到了加固防隔水煤(岩)柱和安全回采的目的。

煤层露头区防砂安全煤(岩)柱的留设及应用

姚桥煤矿通过井上下水文地质补勘,在分析、评价新东四采区地质、水文地质条件的基础上,重新确定新东四采区浅部露头区开采上限,由原留设的防水安全煤(岩)柱改为留设防砂安全煤(岩)柱,实现了安全开采。

徐州市利国铁矿区吴庄铁矿矿山防隔水矿(岩)柱设计

为避免矿山开采遭受F1、F3断层突水水害影响,根据矿区(坑)地质构造、水文地质条件、矿体赋存条件、围岩物理力学性质、开采方法及岩层移动规律等因素,设计安全防隔水矿(岩)柱宽度为25 m,并加强对水文地质和地压的观测,确保矿山安全生产。

薄基岩厚冲积层大采高工作面防砂防水煤岩柱留设实践

赵固二矿当前回采工作区域在煤层隐伏露头松散层下部砾石含水层及基岩风化带含水层下,其上覆巨厚松散含水层、薄基岩对回采工作面产生重大影响,直接关系到安全生产工作。本文对回采作业区域顶板基岩厚度及上覆含水层进行探测,通过运用FLAC3D数值模拟软件预测“两带”高度,根据《三下采煤规范》以及相关论文选择合理计算方式计算“两带”高度,二者结果高度吻合。根据探测数据、模拟与计算高度合理论证留设防隔水煤(岩)柱及限厚开采措施,实现一次采全高综采,对赵固二矿实现高产高效安全生产具有重要指导作用,对煤炭资源的开发利用有着重大意义。

宁东煤田某矿130602工作面断层水探查和防治技术研究

影响和威胁某矿130602工作面巷道(特别是1#回风巷)掘进的主要为F10断层,断层原有的二维地震探测结果不够准确,因此,针对F10断层开展专项的探放水工作,最终在F10-2钻场揭露断层,经计算,该处留设的防隔水煤(岩)柱宽度满足要求。通过断层探查工作,确定了工作面切眼位置,为工作面断层水防治提供了依据。

烧变岩赋存水对大南湖二矿露天开采影响及防治技术

基于煤炭资源开发利用过程中水资源疏排与浪费的现状,提出以露天矿开采过程水资源的利用与保护为目的,以边坡稳定及安全生产为前提,以含水或导水断层防隔水煤岩柱的留设公式为依据,并采用假设法、反向验证法分析了水头压力、煤岩层厚度、煤岩层单轴抗拉强度对露天采场采空区充水、涌水的影响大小,从留设防隔水煤岩柱的角度对赋存水进行防治。研究结果表明,防隔水煤岩柱的留设尺寸主要受水头压力、煤岩层厚度及单轴抗拉强度影响,当防隔水煤岩柱留设宽度达到一定尺寸时,可以有效防止赋存水因压力过大而涌入采坑,造成露天矿充水,威胁露天矿的安全生产。提前留设合理的煤岩柱尺寸可以有效控制烧变岩赋存水对露天矿开采过程中边坡的影响。

大型正断层下盘厚煤层开采断层渗透性演变规律与煤柱优化研究

通过对123上02工作面西侧尹家洼断层开展物探、钻探及数值模拟试验等多种技术及方法对研究区尹家洼断层的含水性进行了探查,对断层侧向含水层影响下大型正断层下盘开采断层渗透性演变规律进行分析研究,合理优化煤柱尺寸,从而有效指导东十二采区的防治水工作,有效地防止断层水害事故的发生,提高了煤矿安全生产的理论和技术水平,解放更多的煤炭资源。

权台煤矿排水系统优化及实施

权台煤矿关井后其矿井水位上升对邻近的旗山煤矿安全生产构成威胁,通过相关资料收集、分析,对边界煤(岩)柱的安全稳定性进行了评价,确定了可能存在的薄弱点位置。然后,通过估算权台、白集、韩桥等煤矿不同水平的储水空间、水位上涨速度及可能造成溃水标高所需时间,并与旗山煤矿-700 m水平以下采区资源回收时间进行对比分析,确定并实施了权台煤矿-600 m水平以下排水系统停排方案,取得了较好的安全、经济、社会效益。

巨厚冲积层下开采防治水研究

开滦唐山矿岳胥扩大区属巨厚冲积层下上山开采,上方巨厚冲积层含水丰富,对下方煤层开采构成威胁。通过对该首采区地质及水文地质条件深入分析,结合对首采区开采情况的研究,提出合理留设首采区防隔水煤(岩)柱方案:5煤层留设煤柱垂高60 m,8煤层留设煤柱垂高60 m,9煤层(8、9合区)煤层留设煤柱垂高85 m,12-1煤层留设煤柱垂高35 m。为了确保巨厚冲积层下上山开采不出现透沙透水现象,在生产前应制定安全开采防治水措施,使回采工作面高产高效、安全开采。

四老沟煤矿水灾预治理技术实践

为及时对上部老空区存在的积水进行处理,以四老沟煤矿C3-5#层8102工作面为研究对象,进行了实地勘查与理论分析。分析确定了可导致水灾事故的上部老空区积水的含量,同时通过理论计算得出掘进期不同方向的隔水煤(岩)柱厚度与回采期间上覆积水防隔水岩柱厚度,确定了进行不同时期探放水的必要性;提出了物探、化探、钻探相结合的探放水水灾预治理方案,同时确定了相关的施工方法。在8102工作面进行排水实践后,消除了水灾隐患,并取得了良好的排水效果,有一定的借鉴意义。