高水材料充填开采工作面顶底板岩层活动规律分析

以冀中能源股份有限公司邢东矿1128高水材料充填工作面为研究对象,分析了高水材料的充填方法,并采用电子电镜扫描和MTS实验系统测试了高水材料的内部结构、容重、含水率和体积应变等物理力学特征。结合充填开采工作面顶底板现场测试数据,分析了高水材料与岩层相互作用下,充填工作面顶板活动规律以及工作面底板破坏深度。结果表明:高水材料利用管道输送,采用混合式充填方法进行采空区充填的效率较高;高水材料具有较好的塑性,水灰比越大,材料强度越低,体积应变越大,材料塑性表现越明显;高水材料充填处理采空区时,采场围岩的应力状态受到改变,工作面前方扰动距离为27.7 m左右,底板岩层最大破坏深度约为22 m;采用高水材料充填开采减小了底板岩层的破坏深度,缩短了工作面前方扰动距离,有效地控制了矿压显现。

顶底板岩层透气性对煤层瓦斯抽采的影响研究

为了考察煤层顶底板岩性对瓦斯抽采的影响,基于含瓦斯煤流固耦合方程,利用COMSOL Multiphysics软件对透气和不透气2种顶底板岩层进行了钻孔瓦斯抽采数值模拟,其中透气性顶底板岩层孔隙率设置为20%,不透气性顶底板岩层孔隙率设置为0。研究结果表明,不同顶底板岩性条件下在抽采过程中瓦斯总是沿钻孔径向流动,但煤层顶底板岩性对煤层瓦斯流场有明显影响;不同顶底板岩性条件下钻孔瓦斯抽采时间越长,钻孔影响的范围越大,同时距离钻孔中心越远煤层残存瓦斯含量越大,但透气岩层模型的瓦斯压力衰减更快,残存瓦斯压力更低;顶底板岩性对煤层瓦斯抽采有效范围有显著影响,与不透气岩层相比,透气岩层的钻孔有效抽采范围更大。研究结果对穿层钻孔瓦斯抽采具有一定的指导意义。

瞬变电磁法在某铁矿岩层富水性探测中的应用

矿井顶底板岩层富水性探测是矿井防治水工作中的重点。通过瞬变电磁技术,对某铁矿-230 m中段主运巷进行顶底板岩层富水性探测,根据瞬变电磁响应数据,对不同探测方向进行富水异常区分析,结合三维成像技术对富水区圈定。结果表明在-230 m富水异常区有两处,主要分布在横向距离0~40 m、80~110 m、140~190 m,纵向距离20~40 m范围的富水异常区以及顶板方向横向距离40 m至200 m,纵向距离80~100 m范围的富水异常区,这能够有效指导矿区防治水工作。

未确知数学在煤层顶底板稳定性分析中的研究

由于利用传统的实验方法,某些数据不能全面、准确地反映事物的本质,提出了不确定性信息处理方法,它在未确知信息理论和未确知有理数概念的基础上,利用求解未确知期望的方法解决实际问题。笔者通过该方法对煤层顶底板岩层的稳定性进行分析和计算,结果表明,运用未确知有理数运算对解决大系统优化问题较传统方法更精确、更有效,计算结果合理。尤其地下工程其本身具有未确知性,加之受各种不确定因素影响,在处理该类问题时,运用处理不确定信息的未确知数学方法值得进一步探讨和使用。