浅埋厚松散层薄基岩综采工作面开采覆岩切落体结构分析及应用

浅埋厚松散层薄基岩综采工作面开采覆岩破断失稳诱发的强压显现问题日益凸显,已对矿井安全及高效生产带来严重威胁。为此,以神东矿区22614工作面为工程背景,采用现场监测、相似试验与力学建模相结合的研究方法,分析其强矿压显现特征,揭示采动覆岩破断失稳诱因,构建覆岩破断结构力学模型,核定工作面液压支架工作阻力,并开展现场实例应用。结果表明:现场监测的工作面开采顶板平均破断步距为11.2 m,液压支架平均工作阻力为8450.1 kN,最大工作阻力为11857 kN;相似试验中,工作面开采老顶呈短悬臂岩梁剪切破断,断裂面贯通地表,覆岩滞后煤壁整体切落,平均垮落步距为12.5 m;通过建立浅埋厚松散层薄基岩综采工作面覆岩切落体结构平面力学模型,提出了覆岩切落体结构失稳判据,指明不稳定系数与覆岩切落角和液压支架承载力间的正相关关系;并给定了工作面液压支架工作阻力计算公式,算出了液压支架平均承载力为8364.22kN,与现场监测结果具有较好的一致性。该结果可为我国浅埋厚松散层薄基岩综采工作面支架选型和顶板控制提供重要的理论依据。

火电厂协同处置油基岩屑危废技术探讨

以贵州华电毕节热电有限公司的油基岩屑处理处置项目为例,利用已有的循环流化床锅炉设施通过燃烧处置油基岩屑,在有效处置油基岩屑的同时能降低燃煤的用量,产生的灰渣可直接用于综合利用。整个项目各污染物均能达标排放,对环境影响小,具有良好的环境和经济效应,为油基岩屑的减量化,无害化和资源化处置提供新的思路。

深部厚松散层破碎围岩巷道支护参数优化设计

陈四楼矿-720 m辅助水平回风大巷为典型的深部厚松散层破碎围岩巷道,该巷道在原有支护方案下支护失效。针对辅助水平回风大巷的支护难题,研究分析了其变形机理及破坏特征,在原支护方案的基础上,对支护参数进行优化设计,并利用FLAC3D对巷道支护方案进行模拟对比分析。

单道海上反射地震在海上物探工程中的应用

单道海上反射地震因其高效、经济的优势,在近海工程物探领域具有广阔的应用前景。作者介绍了在近海浅水条件下抑制多次波和噪声干扰的方法,并结合在香港地区的典型应用实例,阐述了海上地震在数据采集、数据处理及解释等方面的相关技术。

厚松散层薄基岩综采面覆岩破坏高度发育规律

为确保高承压松散含水体下缩小安全煤岩柱开采,合理回采防水煤柱内所留的煤层,在淮南煤田潘集矿区深厚松散层薄基岩条件下的综采工作面,采用地面地质钻孔、井下声波检层CT技术探测等多种现场实测手段,结合离散单元数值模拟,对深厚松散层薄基岩综采工作面覆岩破坏带高度发育的时空分布规律进行研究。研究结果表明:覆岩破坏带随工作面推进动态变化,随着综采工作面向前推进,导水裂缝带高度35.20～45.10 m,垮落带高度7.28～16.24 m;其覆岩破坏由下向上、由后向前逐步发展。

地下水受煤炭开采的影响及其储存利用技术

针对神东矿区现代煤炭开采对地下水的影响和矿井水外排蒸发损失等问题,采用物探和钻探观测、模型试验和数值模拟等手段,揭示神东矿区10余年来煤炭开采的地下水运移规律,即第四系松散孔隙含水层水位在下降20%~30%时,水量补给达到平衡,水位基本保持不变;基岩裂隙水是目前矿井涌水主要来源。在掌握现代煤炭开采对地下水影响规律基础上,研发了以超大工作面采空区冒落岩体空隙为储水空间,通过建设煤柱和人工挡水坝体,构筑煤矿地下水库,实现了地下水井下储存利用。

厚松散层薄基岩下煤柱留设类型转变研究

通过对鲍店煤矿八采区山西组主采3煤顶部基岩及第四系下组2个主要充水含水层富水性特征的分析,确定其转变为防砂煤柱留设是安全可行的。针对采区山西组主采3煤层较大部分存在分叉现象的实际情况,分别计算了3上煤层和3煤层的留设高度;3上煤层与3下煤层属于近距离煤层开采,在重复开采条件下计算了3下煤层留设高度。

煤矿巷道层状围岩松动圈范围的发育规律

以贵州织金煤矿层状巷道围岩为研究对象,以声波速度突变判断围岩松动圈范围为手段,对直墙拱形断面和圆拱形断面分别进行多样本测试,判定巷道松动范围界限,统计分析每种类型巷道松动圈范围,揭示其发育规律。成果表明:夹角α由小变大的过程,顺倾侧壁以及拱顶的松动范围逐渐减小,而反倾侧壁松动圈范围逐渐增大,直至两侧壁松动范围近似一致。获取巷道不同部位的松动范围,并绘制松动圈在不同夹角α发育规律图,提出了针对层状巷道围岩松动圈的开挖设计以及支护的技术要点。

红层软岩边坡生态防护技术探讨

红层软岩边坡,土质贫瘠,浅层稳定性差,生态防护失效的现象比较突出。为提高西部红层软岩边坡生态防护的可靠性,在对西部红层软岩地区铁路、公路边坡生态防护状况进行调研和分析的基础上,总结红层软岩边坡生态防护失败的原因,吸取经验教训,提出适于红层软岩边坡的生态防护方法和适合该区栽植的草木品种及配置方法。

潘谢矿区Ⅰ、Ⅱ型水体下防水煤岩柱留设探讨

在研究淮南矿区煤田地质勘探工程的基础上,查明了巨厚松散层的水文工程地质条件,通过对比分析潘谢矿区巨厚松散层的岩性组合,将谢桥含水层的红层划分为隔水层;提出了在Ⅰ、Ⅱ型水体下存在下渗带的观点,分析了压架出水原因和防范技术措施,为确定潘谢矿区回采上限提供了科学依据。

厚松散含水层煤层开采突水溃沙防治技术

为了有效解决神东矿区薄基岩厚松散含水层煤层开采突水溃沙难题,以哈拉沟煤矿22206工作面为例,分析工作面开采所面临的水害情况,针对地面施工注浆工程存在受地表条件限制大、施工干扰多、工程费用高及对地表生态环境破坏的实际问题,提出了井下疏放水与注浆加固相结合的治理方法,并在此基础上形成了"疏注结合、先疏后注、边治边探、先治后采"的突水溃沙防治技术路线,在哈拉沟煤矿应用结果表明:井下疏水注浆技术实施之后工作面少数支架间有淋水滴沙现象,采空区涌水中携带有少量泥沙,对工作面正常回采无影响,其余地段均未出现流沙现象,该技术达到了最优的治理效果。

基于地表沉陷控制的厚松散层薄基岩下工作面开采方案优化研究

针对厚松散层薄基岩下工作面开采将影响临近地表建筑物安全的问题,结合周边矿井地表沉陷实测成果,研究确定了工作面开采地表沉陷预计参数,并采用概率积分法对工作面未来开采对地表建筑物的影响进行分析,通过开采边界、局部采厚的调整确定了利于建筑物保护的工作面开采参数。结果表明:工作面全部开采或局部限厚均难以保证建筑物安全;工作面分别沿切眼方向、推进方向回缩44m、251m可满足建筑物保护要求。

改进Logistic函数模型在地表下沉预计中的应用

为了精确预计薄基岩厚松散层浅埋煤层开采引起的地表下沉,针对Logistic函数模型在浅埋煤层开采地表下沉预计应用中存在预计精度不高的缺陷,提出了Logistic函数模型的改进方法,得出了预计薄基岩厚松散层浅埋煤层开采引起地表下沉的表达式。工程实际应用结果表明:Logistic函数模型地表下沉预计值最大残差由改进前的340.2 mm减小至改进后的65.2 mm,且相对误差由原来的大于10%减少至10%以下,改进后的Logistic函数模型预计精度更高。

采动引发地表下沉盆地边缘隆起效应研究

为了探究地表沉陷盆地边缘隆起现象及其影响因素,采用现场实测和数值模拟等方法,对不同基岩厚度、不同岩性地层进行模拟分析,研究不同采动情况及不同地质条件下地层变形特征。以煤层开采后的覆岩运移结构为基础,建立弹性基础梁力学模型,分析了地表隆起机理及其判据条件。研究结果表明,采动影响和地质条件是影响地表边缘隆起的重要因素。地表整体下沉量和下沉速度随沙基比增大而增大,随顶板岩性普氏系数增强而减小。当基岩厚度过大或覆岩岩性较软时,难以出现地表隆起现象,只有当基岩厚度和岩层普氏系数达到特定条件时,地表下沉盆地边缘方可出现隆起现象,且隆起量与基岩厚度成反比,与岩层普氏系数成正比。

基底空洞条件下重载铁路隧道铺底结构动力响应分析

为分析基底空洞条件下重载铁路隧道铺底结构的动力响应特性,确定其潜在易损部位,依托大秦铁路摩天岭隧道工程,采用有限元软件ABAQUS建立列车-隧道-围岩一体化三维数值模型,分析列车荷载单独作用和围岩压力与列车荷载共同作用两种工况下基底空洞对铺底结构的影响。结果表明:基底空洞会明显增加隧道铺底结构的动力响应,列车荷载单独作用下有空洞时铺底结构底面的最大主应力比无空洞时增加约1.25倍,围岩压力与列车荷载共同作用下有空洞时铺底结构顶面的最大主应力比无空洞时增大31%;围岩压力会对列车动力响应造成较大影响,在围岩压力和列车荷载共同作用下无空洞时铺底结构底面测点的最大主应力时程曲线振幅为130 kPa,比列车荷载单独作用时增大21%;靠近隧道中心线侧的轨道正下方和侧沟处为隧道铺底结构的潜在易损部位。

司马矿薄基岩区顶板突水危险性数值模拟研究

为了研究司马矿薄基岩厚松散层特殊地质条件下的采动覆岩破坏、渗流等特性,评价发生顶板突水的危险性,建立了薄基岩厚松散层开采条件下的数值计算模型。采用理论分析、数值模拟和现场工程相结合的方法,利用多物理场耦合数值模拟软件COMSOL Multiphysics,研究了随工作面推进采场的变形、破坏、渗流和应力变化规律。结果表明:在司马矿薄基岩厚松散层这一特定的地质条件下,工作面涌水量、顶板破坏高度均随工作面推进不断增加并最终趋于稳定,当工作面推进到200 m时,顶板破坏高度约为80 m,工作面涌水量约为33 m3/min,与实测数据基本吻合;随着开采的进行,在采空区后方煤层的支承压力峰值位置几乎不变,在工作面前方形成的支承压力峰值极值点位置不断前移,应力集中系数约为2.0;在司马矿薄基岩区,在煤层采厚为5 m、基岩厚度为40 m的条件下,若顶板黏土层厚度大于40 m,将不会发生顶板突水。

抛石基床振夯工艺在重力式码头施工中的应用

针对重力式码头基床抛石中传统的重锤夯实及爆破夯实工艺效率较低、对周边环境影响较大等问题,进行振动夯实的试验和研究。通过典型试验确定振夯基床厚度、夯锤转速、单点振夯时间等施工参数,并分析和检验振夯效果,验证了抛石基床振夯施工工艺的可行性。该工艺可大幅度提高作业效率和夯实质量,为类似工程提供借鉴。

厦门港招银港区7^#泊位抛石基床爆夯工艺

厦门港招银港区7#泊位建设过程中基床爆夯拟通过试夯,以确定基床爆夯参数。试夯主要综合考虑了水流、周围建筑物及炸药性能等因素,通过计算数据和试验数据比较分析,寻找适合爆夯施工的单包炸药配重、炸药单包重量、药包布设网格间距及爆夯遍数等参数,最终完成该泊位抛石基床爆夯施工。

彬长矿区亭南煤矿开采地裂缝发育规律研究

通过对亭南煤矿采空区上方发育的地裂缝进行详细调查,对地裂缝的发育特征进行了归类。通过分析认为地裂缝的发育主要受地形地貌、降雨、上覆基岩厚度、松散层厚度等因素的影响,位于斜坡上的裂缝规模明显大于塬面上的裂缝,斜坡使地裂缝的规模加剧,滑移加大,降雨顺着裂缝灌入,使松散层力学性质发生变化,强度降低,使裂缝规模短时间加剧,上覆基岩厚度的增加,稳定性增加,对地表的影响程度减小,裂缝发育程度减小;松散层力学性质差,抗变形能力较差,松散层厚度越大,地表裂缝越发育。建议留出保安煤柱,控制开采厚度,加强顶板管理,以减少地裂缝等矿山工程地质问题发生。

基于岩层破裂探测的巷道顶板运动预测分析

针对巷道围岩破裂严重的情况,在分析现场工程地质状况的基础上,设计采用顶板岩层探测方法对回风巷顶板离层破裂分布及运动状况进行分析和预测,获取巷道围岩岩层分布及松动范围,并且采用多点位移监测的方式对预测结果进行验证。结果表明,采用岩层探测预测分析顶板运动具有一定的现场应用价值。