采空区顶板“三带”研究在煤矿安全生产中的作用探析

开展采空区顶板“三带”研究可为煤矿安全开采设计及防控灾害风险提供重要的技术支撑和依据,对煤矿安全生产具有重要的现实作用和意义。结合工作实践,以开展“三带”研究工作的必要性为目的,探讨了“三带”研究的主要内容及相关技术方法。分析了“三带”研究在煤矿安全生产中的重要作用,认为“三带”研究的作用主要体现在高位瓦斯抽采关键层位优选、预防顶板水害防隔水煤(岩)柱确定、顶板控制及地质预测预报等方面提供基础技术参数和依据,并提出了“三带”研究注意事项及改进建议,为深入“三带”研究提供了一定参考。

“点线-区域”结合观测顶板“三带”技术应用研究

根据顶板"三带"观测技术的发展趋势,结合五轮山煤矿1805工作面实际情况,提出了"点线-区域"结合观测顶板"三带"技术。采用经验计算法、钻孔摄像法、网络并行电法及关键层综合分析法对1805工作面顶板"三带"发育规律进行观测与分析,利用YTJ-20型岩层探测记录仪进行静态点线观测,及WBD-I型网络并行电法仪进行动态区域观测,并相互验证观测分析结果。结果表明1805工作面8煤顶板冒落带发育高度为7~9m,裂隙带发育高度为30~37m,弯曲下沉带发育高度为37m以上。现场观测与理论分析相结合,点线观测与区域观测相结合,提高了观测结论的可靠性。

网络并行电法探测顶板“三带”技术研究

祁南矿综采342采区工作面岩层移动采用网络并行电法探测岩层移动,探明工作面煤层回采顶底板围岩移动变化规律,查明岩层移动的影响范围及影响程度,为煤层工作面回采及防水煤(岩)柱的留设提供依据,指导矿井的安全与生产管理。

顶板走向高位长钻孔分源抽采采空区瓦斯技术研究与应用

为解决高瓦斯矿井采用顶板走向高位长钻孔抽采采空区瓦斯时的钻孔设计难题,基于回采过程中顶板上覆岩层动态运移规律,根据瓦斯纵向和横向运移特点提出“断裂带抽采为主、垮落带抽采为辅”的分源抽采理念,分别调控顶板瓦斯的纵向运移和上隅角区域瓦斯的横向运移。通过在马堡煤业15203工作面开展顶板“三带”理论分析和顶板裂隙演化规律数值模拟,并据此优化顶板走向高位长钻孔设计,在垮落带布置2个辅助抽采钻孔,其横向抽采范围为0~15 m、终孔垂高15 m;在断裂带布置3个主抽钻孔,其横向抽采范围为15~35 m、终孔垂高32~36 m。试验期间钻孔抽采瓦斯浓度高、流量稳定,有效抽采瓦斯时间达60 d,钻场总抽采瓦斯纯流量最大达19.8 m^3/min,上隅角瓦斯浓度控制在0.60%以下,确保了工作面的安全回采。

开滦东欢坨矿北二采区上行开采5煤层可行性分析

针对东欢坨矿北二采区上行开采5煤层可行性进行研究。在分析北二采区5煤层上行开采影响因素的基础上,采用"三带法"、"比值法"进行了初步的经验方法判别。建立工作面开采数值模型预测回采下部8煤层与上行开采5煤层后顶板裂缝带波及范围。经验判别得出5煤层位于8煤层垮落带之上,采动影响系数大于经验临界值7.5,上行开采5煤层可行。数值模拟了采动影响下围岩的扩容区,以体积应变大于等于0.025的等值线密集区视为导水裂隙区,得到8煤层回采顶板导水裂缝带最大高度为53m,上行开采5煤层后顶板导水裂缝带最大高度向上增长0.4m。下部8煤层开采将5煤层顶板改造为极软弱顶板,导致其裂缝带发育高度偏小,利于上行开采。