浅埋极薄煤层无煤柱开采覆岩运移与地表损伤特征研究

为了探究浅埋极薄煤层切顶卸压无煤柱开采与常规留煤柱开采覆岩运移与地表损伤区别,以子长矿区浅埋极薄煤层为背景,基于关键层理论,得到了硬岩破断距及覆岩的垮落高度临界值的计算公式,结合3DEC数值模拟及现场试验,对比分析了无煤柱开采与留煤柱开采条件下浅埋极薄煤层覆岩运移破断及地表损伤特征,确定了极薄煤层覆岩两带高度。结果表明:当工作面回采达到60 m时,两带发育高度基本稳定,当大于60 m时,工作面后方覆岩裂隙由开裂逐渐闭合,裂隙区随工作面回采向前方移动,两带高度稳定在24.6~27.7 m;相较于常规留煤柱开采,切顶留巷无煤柱开采方式下覆岩呈连续移动变形,可有效修复煤层开采工作面两侧非连续移动变形导致的覆岩裂隙及地表损伤裂缝,消除了常规留煤柱开采方式下相邻工作面间区段煤柱两侧覆岩裂隙,现场观测较好地验证了该结果。

德泉煤矿1^(-2)煤层房柱区火灾治理技术应用

针对德泉煤矿1^(-2)煤层房柱采空区存在遗煤自燃的风险,为了降低火区对下煤层工作面回采影响,提出堵漏风、注浆灭火和边界封堵综合治理方案,注浆灭火效果明显。研究结果表明:根据采空区高温区域情况,布置的灭火注浆钻孔和注浆封堵钻孔合理,能有效地抑制火区的发育;现场钻孔窥视实测发现高浓度泥浆能够堆积到巷道顶板附近,表明黄泥灌浆的流动性好,覆盖范围广;基于管道风机和预埋束管的方法,对火区及周边采空区内的真实气体进行了气体监测和温度监测,气体温度、CO浓度数值及其稳定时间均满足火灾熄灭要求,表明现场取得了良好的灭火和堵漏风效果。

浅埋深中硬特厚煤层综放开采不同放煤工艺试验分析

通过对鄂尔多斯神东煤炭集团煤层厚度在7m以上的柳塔矿12108综放工作面进行现场试验研究,分析了特厚煤层综放开采技术条件下,不同放煤工艺对采放比、顶煤回收率、工作面推进速度以及回采工效的影响。研究表明采用综放开采后,顶板安全系数增加、初期投资降低、采出率提高,可实现安全、高产、高效、高采出率的生产目标。为相近条件下煤层进行安全高效综放开采提供了合理的理论依据。

浅埋薄基岩煤层群综采工作面矿压显现规律研究

针对鄂尔多斯地区浅埋深、薄基岩、厚表土条件下近距离煤层群开采过程中存在的特殊岩层控制问题,基于“关键层”理论并应用UDEC数值模拟软件,结合寸草塔二矿开采实践和现场监测的相关数据,分析了浅埋煤层“关键层”结构的破断特征,深入研究总结了工作面的矿压显现规律及浅埋煤层群开采时上下煤层开采的围岩结构特点和相互的影响关系,对在类似条件下的煤层开采具有重要参考意义。

极浅埋煤层采动应力及煤柱宽度留设研究

针对埋深100 m左右极浅埋煤层,以西部某矿工作面开采为例,安设应力监测系统研究采动应力分布规律,分3个区域:采动轻微影响区,30 m以外区域,根据支承压力变化趋势又可分为降压区和稳压区;采动明显影响区,位于10~30 m区域,随着距离增大超前支承压力逐步降低,但总体上高于原岩应力;采动剧烈影响区,位于10 m以内区域,超前支承压力急剧增大,围岩弹性形变剧烈。侧向支承压力分布呈起伏状态,出现2个应力峰值,分别在距煤壁5 m和9 m处,侧向支承压力的影响范围11 m;两峰值间7 m处出现应力最小值,确定在5~7 m内顶板侧向断裂。最后理论结合数值模拟软件确定合理煤柱宽度15 m。

浅埋中硬特厚煤层综放工作面覆岩运动破坏规律研究

以酸刺沟煤矿为试验矿井，采用深基点和数值模拟试验对采动覆岩运动破坏规律进行研究。数据结果表明：酸刺沟煤矿综放开采覆岩两带高度分别为49m和133m；从煤层至地表，随着埋深的减小，岩层起始运动时间滞后，且除部分基点外，基点的绝对位移量整体呈降低趋势；覆岩运动时期，基点多呈现1～4个不等的波峰值，其中，3个钻孔中，ZS1钻孔覆岩运动绝对速度值最大，约1480mm／h，说明工作面覆岩存在短时间急剧下沉形式和长时间阶段非均匀下沉2种形式。

浅埋厚煤层开采地表导气裂缝分布规律研究

为了确定浅埋厚煤层开采地表漏风范围,基于串草圪旦煤矿6104工作面生产技术条件,采用现场实测、数值计算和理论分析相结合的方法,对浅埋厚煤层开采覆岩采动裂缝及导气裂缝的分布规律进行了研究。研究结果表明:浅埋厚煤层开采覆岩采动裂缝可分为开切眼侧永久裂缝区,以及随工作面推进动态分布的裂缝产生区、裂缝贯通发展区和裂缝闭合区;6104工作面裂缝贯通发展区范围为滞后工作面0~100 m。实测6104工作面导气裂缝分布区滞后工作面0~80 m,且导气能力随裂缝滞后工作面距离的增大而降低。

极浅埋近距离煤层群上覆岩层矿压规律的研究

针对鄂尔多斯凯达煤矿极浅埋近距离煤层群开采的问题,采用FLAC^(3D)有限元数值模拟软件并结合现场工作面实际情况,分析近距离煤层群上层煤层开采之后对下分层工作面回采时的影响,结果表明:在极浅埋煤层群开采的过程中,虽然顶板会出现直接切落的现象但并没有出现一般浅埋工作面顶板来压突然增大且动载系数较大的现象,而是出现来压平缓、动载不明显的现象,数值模拟结果与现场实际相吻合,该研究补充了浅埋煤层开采在极浅埋近距离的情况下覆岩的矿压规律。

浅埋近距离煤层上覆采空区自燃危险区确定

为了掌握浅埋近距离煤层综采上覆采空区遗煤自燃危险区的分布规律,首先连续定量释放SF6示踪气体,其次通过测点检测采空区漏风,再用FLUENT软件模拟上覆采空区采动漏风场.得出该工作面上覆采空区地面漏风呈现为进风,主要集中在进风巷附近的地表裂隙处;上覆采空区的综采面漏风呈现为回风,主要集中在综采面回风巷附近;上覆采空区自燃危险区位于进风侧,是一个以进风隅角处为圆心呈类似扇环状分布的左上大、右下小的锥体分布空间,其锥体外侧扇环半径约为47 m,锥体内侧扇形半径约为18 m.当自燃危险区的遗煤厚度达到0.4 m以上且危险区存在时间大于遗煤自燃发火期时,上覆采空区遗煤就会发生自燃.

浅埋深薄基岩厚煤层充填开采方案比选浅析

随着采矿技术的发展,采用膏体充填开采技术解放建筑物下压煤得到煤炭企业的广泛关注,并在山东、河南、河北、两淮等矿区均得到成功应用。基于三元煤业浅埋深薄基岩厚煤层地质条件,选择不同的充填开采方案,得出了适合该区域的充填开采技术方案,为类似地质条件充填开采方案比选提供了参考。

三维地震勘探在山西原平盘道煤矿的应用

针对山西原平盘道煤矿勘探区地形条件复杂、煤层埋深浅、部分地区黄土覆盖、部分地区基岩出露等三维地震勘探不利因素多的特点,采用了小炮距、小道距、高覆盖次数宽频带接收的三维观测系统,数据处理时采用地表一致性振幅补偿、初至折射静校正等手段最大限度提高资料分辨率。通过本次勘探进一步查明了测区内主要可采煤层的赋存形态和深度,共解释断层31条,未发现地质异常体。

浅埋深厚煤层枯水期水体下开采安全煤(岩)柱设计的探讨

地表水及第四系含水层是浅埋煤层开采的重大安全隐患,本文以左权阜生煤业有限公司1102工作面为例,按裂缝角采用垂直剖面法进行了丰堠沟保护煤柱设计,以保障煤矿安全生产,降低开采沉陷对河道的损坏,减少雨季地表水入渗为主要目标,提出了1102工作面在枯水期进行保护煤柱内限厚开采,丰水期保护煤柱区域外按设计采高进行正常回采的水体下开采方案,研究成果可为浅埋厚煤层水体下开采技术研究提供参考。

极浅埋煤层条带开采煤柱合理宽度研究

为了解决极浅埋煤层条带开采过程中留设煤柱合理宽度不明确的问题,以某矿为例,采用理论分析与数值模拟的研究方法,根据岩体极限平衡理论计算得到支撑煤柱宽度为1.56~1.83 m;支撑煤柱的宽度增加引起面积增加,总的承载能力增大;支撑煤柱为1.25 m,采深大于150 m后,全部进入塑性区,可能发生失稳;宽度为1.5、1.75、2.0 m时,随着采深的增加,最大垂直应力基本呈线性增加。

浅埋厚煤层工作面CO来源分析与防治技术研究

以8112工作面为工程研究对象,对采面回采期间回风隅角及回风流中CO来源进行分析,判定CO是采空区遗煤氧化导致。结合现场情况以及矿井防灭火设备布置情况,提出综合采用注氮、喷洒阻化剂抑制采空区遗煤氧化。针对8112工作面在初采、正常回采、末采及设备回撤期间的特点,针对性提出防灭火技术措施,并进行工程应用。现场应用后,8112工作面在回采期间回风流、回风隅角位置监测的CO浓度始终保持在安全范围内,表明采用的防灭火技术措施效果显著,可为采面煤炭安全高效回采创造良好条件。

扩大区薄基岩下浅埋薄煤层开采研究

为了解决薄基岩下浅埋薄煤层开采利用问题,以神府矿区南梁煤矿扩大区1-2煤开采方案为研究对象,论述开采的必要性和可行性,结合周边类似矿井的开采经验,提出了“溜煤眼+暗斜井”两个可行的开采方案。从技术和经济方面进行比选,得出了符合南梁煤矿的有效方案,为其他矿井相似条件下开采提供了有益的借鉴。

负压通风在浅埋深复采煤层回撤工作面的应用

薛虎沟煤矿2#浅埋深复采煤层回采面回撤期间,采用局部通风机通风时,受回撤通道断面影响,支架搬运车经常刮扯风筒,导致工作面供风不稳定。经过研究,决定采用负压通风的方式,形成回风通道,保证工作面风量满足回撤需要。与局部通风机供风相比,通风系统稳定性更高,工作面运输通道有效断面更大,回撤时间大幅缩短。

浅埋极近距离房柱采空区下大采高工作面切眼支护设计

浅埋极近距离下煤层开采过程中,受已采上煤层扰动较大,且在房柱采空区下开采存在较大安全风险。针对海湾煤矿三号井2^(-2)煤层2205大采高(采高7m)工作面,其上部6m处为2^(-2上)煤层房柱式采空区,房柱采空区遗留煤柱将导致应力集中,直接影响到下位煤层开切眼围岩的应力分布和切眼的支护方式。根据2205工作面设备特点,工作面切眼尺寸为9.6m×5.0m(宽×高)。切眼采用综掘机掘进施工,分4次掘进成巷,现场支护采用“锚网索+钢带+垛式”联合支护,增大了支护强度,保证支护质量,有效控制了顶板及巷道的变形,保证了切眼掘进及综采工作面设备安装期间的安全,能够为类似矿井提供一定借鉴。

浅埋厚煤层河下安全开采控水防治技术研究

为解决水体下浅埋厚煤层开采后,导水裂缝带直达地表,无法留设防水安全煤岩柱的问题,通过研究覆岩破坏规律、地表台阶裂缝分布特征和区域气象水文特征,提出了安全开采综合控水防治技术,采取了调整开采进度、限厚保护开采、地表治理与河道硬化修复等措施,成功实现泄洪河流下深厚比小于30的垮落法安全开采,解放河流压煤126.9万t。

浅埋巨厚煤层综放开采覆岩裂隙演化及其分形特征

浅埋巨厚煤层开采极易诱发覆岩裂隙贯通地表形成漏风通道,造成工作面通风管理困难及井下遗煤自燃。以内蒙古大饭铺煤矿61202工作面为研究对象,采用UDEC数值模拟分析了工作面开采上覆岩层应力变化及破断特征,探究了覆岩裂隙演化规律及其分形特征。结果表明:浅埋巨厚煤层综放开采条件下上覆岩层应力将经历增压、减压和复压三个阶段;可将工作面推进距离0~50 m、60~240 m、245~450 m划分为“加速升维-减速升维-平稳稳维”三个裂隙发育阶段,全开采阶段分形维数D在1.011~1.341之间;基于裂隙发育三阶段的特点提出不同阶段裂隙发育控制方法,以此确保工作面安全生产。研究成果有助于揭示西部浅埋巨厚煤层综放开采裂隙发育规律。

提高浅埋坚硬特厚煤层顶煤冒放性技术研究

为了深入分析浅埋坚硬顶煤破断、垮落的运动特征,以千树塔煤矿11301综放工作面作为研究背景,采用数值模拟和现场试验的方法对坚硬顶煤破断特征、垮落结构进行了研究。结果表明:正常推进阶段,靠近工作面两端头位置,坚硬顶煤容易形成"悬臂"结构,破断的坚硬顶煤块体垮落容易形成挤压平衡"拱"结构。本文提出以深孔爆破方式弱化坚硬顶煤,减小坚硬顶煤悬臂长度;以放煤工艺优化方式降低坚硬顶煤块体垮落成拱几率,并在现场得到了成功应用。