Failure characteristics of surface vertical wells for relieved coal gas and their influencing factors in Huainan mining area

Based on data from through-hole and logging,we studied the failure characteristics of surface drainage wells for relieved coal gas in Huainan mining area and its influencing factors.The results show that the damaged positions of drainage wells are mainly located at the thick clay layer in the low alluvium and the lithological interface in the upper section of bedrock in west mining area.The failure depth of casing is 244-670 m and concentrates at about 270-460 m deep.These damaged positions are mainly located in the bending zone according to three zones of rock layers in the vertical section above the roof divided. Generally,the casing begins to deform or damage before the face line about 30-150 m.Special formation structure and rock mass properties are the direct causes of the casing failure,high mining height and fast advancing speed are fundamental reasons for rock mass damage.However,the borehole configuration and spacing to the casing failure are not very clear.

浅埋煤层房采破坏区充填复采技术研究与应用

针对浅埋煤层前期开采遗留的大量房采破坏区严重影响现阶段工作面正常开采的问题,以五家沟煤矿5-1号煤层15301工作面的赋存情况和开采条件为研究背景,采用煤矿探巷机器人和机载三维激光扫描系统,探查出靠近15301辅运巷道三个房采区的情况,对房采破坏区失稳机理进行研究,确定了破坏区支护强度,通过对充填材料不同配比实验,同时结合填充效果的探查结果,提出了安全快速通过充填区技术。研究与实践表明:当破坏区支护强度P_(k)≥2.1 MPa时,可避免房采破坏区失稳;确定了满足五家沟煤矿充填的主体材料为充填料Ⅰ,其中,水泥、粉煤灰掺入比例为3∶7,水灰比为1∶(0.8~1.2);对房采区进行充填后,利用安全快速通过充填区技术,顺利完成了15301工作面房采破坏区充填复采,取得了良好的技术与经济效益,为类似条件下的浅埋煤层开采提供技术借鉴。

张家峁矿近水体煤层群隔水煤柱合理宽度确定

针对张家峁常家沟水库近水体煤层开采后覆岩裂隙扩展诱发透水的潜在风险,对煤层开采过程中的覆岩破坏特征及裂隙扩展规律进行了模型试验及数值模拟研究。为合理确定4^(-2)煤层的隔水煤柱宽度,基于矿山支承压力和静水压力对隔水煤柱的不同作用机理,将4^(-2)煤层隔水煤柱划分为矿压影响区和有效隔水区,分别构建了矿压影响区和有效隔水区的煤柱受力分析计算模型,推导了4^(-2)煤层矿压影响区和有效隔水区的理论宽度计算公式。在此基础上,考虑煤层开采边界角与水体下伏不同煤层矿压影响区宽度的关系,提出了“上覆煤柱宽度+矿压影响区”的水体下伏煤层群隔水煤柱宽度确定方法。结果表明:4^(-2)煤层工作面初次来压步距为45~56 m,周期来压步距为13.8~14.9 m,上覆岩层冒落带高度为12~13 m;地表最大下沉量为2.0~2.2 m,下沉系数为0.571~0.629,4^(-2)、4^(-3)、4^(-4)和5^(-2)煤层隔水煤柱的合理宽度分别为25,39,51和87 m。现场实测隔水效果验证了近水体煤柱理论留设宽度的合理性及其工程适用性,为张家峁近水体煤层群安全高效开采提供了技术保障。

小窑火区下采空区有害气体防治技术研究

小窑火区下回采工作面易发生上隅角低氧和有害气体超限,严重制约着矿井安全生产。为理清采空区有害气体的运移规律,以达西定律、扩散定律、流体动力弥散定律为基础构建了采空区气体运移的数学模型,利用COMSOL Multiphysics反演了沙坪矿13102工作面采空区有害气体的运移过程。结果表明:新鲜风流从进风巷道以及工作面流入采空区,然后从上隅角流出,在风流的带动下CH_(4)和CO从上隅角流出,导致工作面上隅角CH_(4)和CO体积分数超限、工作面低氧,在此基础上提出上隅角埋管抽采和均压通风的措施防治工作面上隅角低氧、有害气体超限,数值模拟发现上隅角埋管抽采只能防治工作面低氧的问题,而均压通风既能够防治工作面低氧还能阻止采空区有害气体涌向工作面。

淮南矿区深部煤巷变形破坏机制及支护技术

针对淮南矿区开采深度大、构造应力高、地质构造复杂、围岩松软等条件下的煤巷支护难题,系统研究了深部煤巷围岩变形破坏机制,提出帮部在垂直压剪和横向顶拉作用下产生"〈"或"ㄟ"形破坏;底板在两帮压膜效应和远场应力挤压下产生塑性流动,呈"凸"形破坏;顶板在垂直压应力下产生张拉导致顶板岩层破断或失锚,发生""形破坏。在此基础上提出"合理巷道设计源头让压、高预紧力改善应力状态、强化表面支护协调变形、围岩注浆提高承载能力、补强短板形成支护整体"煤巷支护方法、"地质-矿压"信息动态支护设计方法以及支护质量控制体系,形成深部煤巷成套支护技术。工程实践证明,该技术能有效控制深部煤巷的变形破坏,提高支护效能,有助于实现安全经济支护。

神东矿区煤炭开采对含水层破坏模式研究

为了能够更快速、更有效地制定和实施煤炭开采区的含水层保护方案,在充分了解神东矿区区域含水层结构特点及与煤层的空间分布关系的基础上,总结提出了6种煤层与含水层空间关系组合模式,并对含水层破坏的模式进行归纳。结果表明:采煤引起的含水层破坏主要为顶板含水层剥离和导水裂隙带发育至含水层2种类型,可以归纳为破坏顶板中-强富水性孔隙含水层模式、破坏顶板中-强富水性砂岩孔隙裂隙含水层模式、破坏顶板风化裂隙含水层模式、破坏顶板向斜型蓄水构造模式、破坏烧变岩含水层模式等5种模式。通过空间关系组合模式可以对应破坏模式,从而可以更快速地判断水文地质条件,掌握含水层破坏特征,有利于矿区水资源保护和煤矿安全生产。

煤矿区卸压瓦斯地面井破坏机理研究

卸压瓦斯地面井抽采是矿区瓦斯治理的新方向,但受煤层采动影响,在工作面推过地面井一定位置后井孔迅速发生破坏,制约了其发展与应用推广。以淮南矿区抽采井变形破坏工程调查为基础,从工程地质学和采动岩体力学出发,探讨了矿区地质条件和煤层采动背景与抽采井变形破坏的关系。认为变形和错断是井身结构破坏的主要形式,该区地面卸压抽采井采动变形破坏具有时间快速性、空间集中性、破坏层位的层控性和破坏位置的岩性特殊性等四大特点。研究表明:卸压瓦斯抽采钻井的变形错断是在采动条件下,关键层诱导覆岩周期断裂致使覆岩移动,松散层中的特殊岩性层位或基岩段岩层的弯曲或断裂诱发的水平剪切破坏与岩层弯曲下沉引发垂向拉压综合作用的结果,并以前一种为主,而非单一剪断或拉断模式。另外,结合相似模拟实验结果分析,研究了开采条件下不同位置不同岩性地层的位移情况,证实了研究结论与观点,揭示了卸压瓦斯地面井井孔变形破坏机理。

渭北煤田多因素影响下底板扰动破坏深度研究

针对常用的底板扰动破坏深度计算公式在渭北煤田澄合矿区适用性较差的问题,结合澄合矿区5#煤层顶底板工程地质、水文地质条件,分别对不同采宽-采深和采宽-采深-采高条件下的底板扰动破坏深度进行了数值计算分析。根据数值模拟结果,分析得到了适用于澄合矿区的底板岩体扰动破坏深度拟合公式,并与华北型煤田26组近水平煤层开采工作面底板破坏深度实测值进行对比分析。结果表明:所提出的拟合公式预测能力更强、预测精度更高,误差范围更小,可满足澄合矿区现场需要,为带压安全开采提供了评价依据和科学指导。

小煤矿破坏区关键承载层的构建机理与应用

矿井井田开采范围被小煤矿破坏的现象普遍存在,为避免煤炭资源的浪费,提出以构建关键承载层为基础的小煤矿破坏区先充填后复采的处理方法。建立了破坏区顶板垮冒冲击关键承载层的力学模型,研究了破坏区关键承载层厚度的确定方法、充填材料的选择及分层充填技术。结果表明:平朔井工二矿复采面关键承载层厚度达到5 m能保障顶板和煤壁的稳定性;用无机材料对破坏区进行分层充填形成强度不同的截割层和关键承载层,使其达到正常煤层的回采要求并降低了成本。研究结果对类似条件下的煤层开采有理论价值和实际指导意义。

黄土丘陵区中小煤矿土地塌陷规律的探讨

通过对阳城县煤矿区中小煤矿土地塌陷数量、类型、程度以及塌陷破坏特征的调查，分析了造成土地塌陷的原因，探讨了黄土丘陵区中小煤矿在采煤过程中造成土地塌陷与上覆岩性、地层构造、地形地貌、煤层开采条件、采煤与顶板管理方法的关系，以及土地塌陷规律，为今后综合治理土地塌陷提供依据。

小型煤矿工业废弃地景观规划研究

以小型煤矿—峰峰矿区二矿为研究对象,结合现场调研与现状分析,对小型煤矿工业废弃地的景观规划进行深入的探讨研究。研究发现,峰峰二矿存在土地资源浪费、环境破坏严重、煤矿设施废弃等问题;同时发现,二矿的废弃场地有一定的文化价值和参观游览价值,且其地理位置优越,交通便利,环境优美,提出构建集参观、游览、休闲、娱乐、科普、教育于一体的综合性煤矿特色公园。

唐山沟矿近距离煤层采空积水区探测技术研究

基于唐山沟开采煤层12#上部地层的地球物理特征,通过合理布置点距、线距以及严谨的室内数据处理解释,运用瞬变电磁法小线框技术探测了测区内8#、11#煤层高低阻分布范围。根据唐山沟矿的水文地质资料及物探处理结果圈出测区内的采空区及积水分布范围。结论表明:采空区积水与围岩电性差异明显,瞬变电磁法能够圈定近距离煤层采空积水区分布范围,为煤矿安全生产及水文地质工作提供依据。

少数民族贫困大学生发展困境与高校资助育人对策研究

少数民族贫困大学生是民族院校中一个需要特殊关注的群体。通过调研了解少数民族贫困大学生的发展需求以及面临的困境,高校资助工作需要从加大资助政策倾斜与宣传、资助渠道拓宽与开辟专项资助项目、开展精细化资助工作与精准资助、开启＂扶志强能＂工作模式与诚信感恩教育等方面做好衔接,以促进少数民族贫困大学生的全面发展。

规范小煤矿开采方法防止大面积顶板事故

小煤矿在我国西部约占90%,必须执行安全生产的方针规范采煤方法。本文在有效改造原则的基础上,从榆林地区煤炭赋存、开采技术现状出发,提出了长壁留煤柱支撑法开采和长壁布置现代房柱开采两种采煤方法,以及相应的技术特征,供改造参考。指出其关键技术是合理设计区内支撑煤柱和区域隔离煤柱,在采出率提高的同时,必须实施监测。

煤矿釆空区管道的破坏机理及影响因素研究

对采空区管道的破坏机理进行了系统分析,研究了采空区管道的形变特征,不同工况角度下对管道进行数值模拟研究,通过管道竖向沉降位移、横向位移变形曲线对管道与土壤间的相互作用关系进行分析,为采空区管道的设计和管理提供技术参考和理论依据。

大采高综采工作面围岩活动特征研究

以某矿大采高工作面地质条件为背景,运用FLAC3D与3DEC数值模拟软件,研究了不同采高、不同工作面长度下工作面煤壁前方破坏面积以及上覆岩层活动范围的变化情况,结果认为:随着采高加大、工作面长度加长,煤壁前方破坏面积明显加大,易于发生煤壁片帮冒顶;顶板断裂线前移;随着采高的增加,岩层间离层量不断增加,顶板失稳时容易产生冲击载荷,支架要有较大的可缩性。

门头沟采空棚户区地块勘察及稳定性评价

本文选取有代表性的测线进行了物探解译,根据解译结果结合钻探手段,对物探异常区进行了验证,综合圈定了采空区的范围。其中小窑采空区包括8个区域,总面积为143599m2;国矿采空区包括2个区域,总面积为131279m2。在圈定的采空区范围基础上,以采空区终采时间为主要因素,结合地表移动变形特征、顶板岩性及松散层厚度等因素进行了采空区稳定性的定性分析,以采空区冒落裂隙带及采空区移动变形量计算进行了采空区稳定性的定量分析,分析结果为国矿一槽煤采深5.3~60m采空区及巷道、小窑开采区及巷道为不稳定区域,对工程建设影响大,危险性大。国矿一槽煤采深60~170m采空区及其巷道为基本稳定区域,对工程建设影响中等,危险性中等。

乌鲁木齐矿区砂岩单轴压缩的分形特征研究

基于分形理论,研究了单轴压缩条件下乌鲁木齐地区白土窑煤矿煤层顶板砂岩破裂的分形特征。研究结果表明:在单轴压缩条件下,随着轴向应力的不断增加,砂岩试件表面的裂隙数目、长度宽度均在逐渐增加;泥质砂岩和细粒砂岩在轴向应力增加时裂隙发育和扩展的特征存在一定的差异性;分形维数可用来定量地表征单轴压缩条件下砂岩变形破坏过程的演化规律,且建立了不同荷载与分形维数之间的映射关系模型。

模糊相似比在电探小煤窑中的应用

应用模糊相似比原理,对电探小煤窑中的电测深曲线进行相似比计算,较准确地确定出小煤窑开采范围内的煤层、煤柱和采空区,提高了电测深曲线的定量解释精度。

小煤窑老空积水的综合治理

叙述了西山矿区官地井田概况及对其小煤窑老空积水的治理背景,论述了小煤窑老空积水综合治理的方法和原则及在官地矿的实际应用和治理效果。