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。

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。

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。

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。

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。

孙疃煤矿102采区防水煤岩柱留设技术研究

依据准北孙疃煤矿102采区资料,通过分析研究矿区第四系、基岩风化带及10煤层顶板水文地质及工程地质条件,利用规程计算、FLAC3D数值模计算以及临近许疃、桃园两矿的实测资料,最终得出采区的冒落带高度为14m,裂隙带高度为45.6m,从而确定该采区的防水煤岩柱为30m,并对其可靠性进行分析论证。该项研究可以使采区10煤层防水煤柱的留设从90m降低到30m,解放煤炭资源量42万t,产生直接经济效益10500万元。

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。

我国矿井断层防水煤(岩)柱留设研究现状与展望

我国煤矿底板突水事故中断层水害占绝大部分,断层防水煤(岩)柱留设是预防断层水害的主要手段,关系到煤矿的安全、高效生产。留设合理的断层防水煤(岩)柱宽度不仅可以防止地下水通过断层涌入矿井,还可以服务煤炭资源的合理、安全开采。断层防水煤(岩)柱宽度留设涉及到许多因素,也是许多学者和工程技术人员研究的重点之一。截止到目前已有多种研究方法与手段得到了应用,主要包括理论计算、多元回归分析、BP和RBF、相似模拟、数值模拟等,针对不同断层条件下的煤(岩)柱留设问题进行了具体研究。在此基础上对断层煤(岩)柱留设研究现状进行总结,指出其存在的问题并展望了今后研究的技术与方法及发展前景。

水体下近距离煤层组安全煤(岩)柱的留设研究

为合理开发煤炭资源,最大限度地提高水体下煤炭资源的利用率,解放呆滞的煤炭资源,文章以姚桥煤矿近距离煤层组7、8号煤工作面为例,运用地质勘探、实验室土工试验和理论分析等研究方法,分析获得第四系松散层下部含、隔水层性质,从而确定了安全煤(岩)柱留设类型为防砂安全煤(岩)柱,进而合理确定了7、8号煤层安全煤(岩)柱合理留设尺寸及7、8号煤层的开采上限。

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。

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。

赵固二矿11020工作面安全煤(岩)柱留设研究

为实现赵固二矿11020工作面变分层开采为大采高一次采全高开采,提高开采效率,在水文地质勘探、土工试验、点荷载强度试验以及干燥饱和吸水率试验的基础上,研究工作面上覆岩层的富水性以及阻隔水特征,论证工作面留设防砂安全煤(岩)柱的可能性,并利用现场实测、经验公式、数值模拟等手段预计"两带"发育高度。研究结果表明:11020工作面大部分区域均可留设防砂安全煤(岩)柱进行一次采全高开采,对于部分疏放后钻孔涌水量仍大于15m^3/h的区域,应留设防水安全煤(岩)柱,利用该区基岩柱厚度反算安全采高。

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。

常村煤矿井田边界及积水区煤柱留设设计

为保证矿井井田边界、断层和井筒等地段防隔水煤岩柱的留设,依据《煤矿防治水规定》,结合矿井资料,对各个地点的取值进行了系统的计算,为矿井的安全生产奠定了基础。

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。

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。

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。

杨村煤矿与田庄煤矿边界永久隔离研究

田庄煤矿由于各种因素越界开采杨村煤矿六采区3煤、16上煤、17煤层,使得杨村煤矿六采区损失大量煤炭资源,同时也给六采区3煤、16上煤、17煤层的安全开采留下了许多不安全的因素。结合杨村煤矿在六采区的生产情况、田庄煤矿越界开采范围以及煤矿安全生产相关规定提出了相应的边界隔离方案,通过技术和经济比较,最终确定采用留小煤柱与浇筑防水墙的方法,不仅减少了因留设煤柱带来的煤炭损失,而且也保障了矿井的安全开采。

鹤煤公司九矿-420行人下山巷道优化工程

鹤煤公司九矿-420行人下山巷道受F153断层防隔水煤(岩)柱、煤层延展和开拓布局的限制,无法实现一次提升,增加了岩巷排矸环节,间接的限制了产能提升。通过重新分析和施工验证的F153断层防隔水岩柱宽度,在保证了巷道安全掘进的前提下,不仅解决了一次提升问题,还增加了提升矿车数量,彻底释放了岩巷掘进排矸受限问题,同时还降低了生产成本。