远距离下保护层开采遗留煤柱对被保护层回采的影响研究

为探究远距离下保护层开采遗留煤柱对被保护层回采效果的影响,以平顶山六矿戊_(8)煤层的戊_(8)-22310机巷和戊_(8)-32010风巷之间遗留宽度为4 m的区段煤柱和丁_(5-6)-22190工作面为研究对象,采用理论分析、数值模拟和现场实测结合的方法,研究了煤柱影响范围、煤柱区域垂直应力分布及影响区相关参数变化规律。结果表明:宽4 m遗留煤柱的影响范围为27.3 m,极限强度为25.9 MPa,塑性区宽度为2.26 m,弹性区宽度为2.68 m;煤柱两侧工作面均回采后,其承载的最大垂直应力87.9 MPa,远超煤柱本身的承载极限;在煤柱影响范围内测得的残余瓦斯含量、压力与卸压保护区无明显差异,并均小于突出危险临界值,煤柱影响区内瓦斯得到较好释放;煤柱影响范围内未产生明显应力集中现象,遗留小煤柱对被保护效果影响较小,保护效果在倾向上有连续性,对被保护层工作面回采影响小。

深井上、下山煤柱区巷道围岩响应特征数值模拟及其微震监测

深井上、下山煤柱区巷道围岩应力高度集中,矿压显现剧烈,是煤矿动力灾害多发区。通过FLAC2D数值模拟软件及微震监测等对深井上、下山煤柱区巷道围岩响应特征进行研究。针对不同的开采阶段及矿压显现,提出针对性的煤柱区动力灾害控制措施。

徐州矿区地表移动角值参数综合分析

为合理留设"三下"采煤的保护煤柱,对徐州矿区10多个开采沉陷观测站观测结果进行了系统研究和综合分析,获得了地表移动角值参数与采矿地质条件之间对应关系。研究结果表明:下山边界角、移动角与煤层倾角关系密切,上山边界角、移动角与基岩厚度有关;超前影响角与基岩厚度成正比,与采高、工作面推进速度成反比;最大下沉速度滞后角与松散层厚度所占覆岩厚度比例、工作面推进速度成正比,与采高成反比。所建系列公式正确可靠、使用方便,在徐州矿区具有广泛的应用前景。

漳河岳城水库及周边煤矿禁采区范围的确定

岳城水库是漳河干流上的一座大型水利枢纽,水库及周边地区分布5座煤矿,煤矿开采可能对水库安全产生影响,为确保水库大坝的安全运行,并尽可能地减少压煤资源,对水库及周边煤矿禁采区范围进行了确定。对采空区覆岩及地表变形特征进行了数值分析,采用地表零沉降和零倾斜标准对大坝保护煤柱范围进行了计算,并提出了不同安全系数下的煤矿禁采区范围。综合考虑水库安全及煤矿开采技术水平,最终采用3倍的安全系数划定煤矿禁采区的范围,使禁采区的压煤量由24.4亿t减少至8.8亿t,既保证了水库大坝安全,又提高了经济效益。

浅埋煤层开采水库周边保护煤柱合理留设研究

针对神南矿区张家峁煤矿常家沟水库周边5-2煤层大规模开采现状,在考虑保护煤柱稳定性影响因素的基础上,将保护煤柱从防隔水功能上沿宽度方向划分为矿压影响区和有效隔水区,分别对矿压影响区宽度和有效隔水区宽度进行了理论分析,推导出相应的计算公式。计算得出张家峁煤矿常家沟水库周边5-2煤层开采保护煤柱合理宽度为77m。

彬长矿区保水与采煤分析

通过对彬长矿区其地质条件、水文地质条件、覆岩结构类型的分析、以及综放开采覆岩破坏导水裂隙带高度的预计,确定了洛河砂砾岩含水层下防水煤岩柱留设的原则,通过对保护水资源重要性与采煤条件的分析,指出了在洛河砂砾岩含水层下采煤是目前彬长矿区在理论上和技术上亟待解决的突出难题之一。

西部某水库大坝坝基保护煤柱范围的确定

西部某水库是一座具有供水等功能的大型水库,其下部埋藏大量的煤炭资源。大坝位于某煤矿井田北部勘探区范围内。按照概率积分法反演计算了三种工况的保护煤柱宽度,依据规范并结合开采地表沉陷规律,采用零沉降反演计算保护煤柱宽度,确定了大坝南侧保护煤柱宽度平均值;采用煤层群采动效应的数值模拟方法,对采动影响区地表变形和上部岩体应力和导水裂缝带高度进行了初步研究;为保证大坝安全,综合研究成果,最终采用2.5倍的安全系数划定煤矿禁采区的范围。

上保护层开采遗留煤柱对保护效果的影响

为研究上保护层开采遗留区段煤柱对被保护层保护效果的影响,以平煤四矿己;-23160联络巷下帮遗留的4 m煤柱及己_(15)-23140、己_(15)-23160、己_(16.17)-23140工作面为研究对象,采用数值模拟和现场实测相结合的方法进行了研究。研究结果表明:煤柱沿z轴负方向被压实,累计最大位移为0.289 m;煤柱两侧煤壁沿x轴移动方向不同,上壁沿x轴负方向,下壁沿x轴正方向,累计位移量分别为0.055 m和0.156 m,己;-23160工作面采掘活动对煤柱位移影响最为显著;遗留煤柱最大残余高度为0.59 m,相比原始煤柱高度降低1.01 m;深部煤体残余瓦斯含量和钻屑量变化趋势一致,最大残余煤层瓦斯含量2.63 m^(3)/t,煤层瓦斯释放率保持在50%以上,最大钻屑量为3.7 kg/m。残余煤柱影响区内煤层瓦斯得到很好地释放且无明显应力集中,保护层开采遗留4 m煤柱能够达到连续的保护效果。

煤柱对上保护层开采卸压消突效果的影响研究

针对上保护层开采过程中留设特殊煤柱会对开采效果产生不利影响的情况,以淮北青东煤矿为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场实测的方法,就煤柱对上保护层开采效果的影响进行了研究。理论分析得出,在煤柱下方区域会存在卸压盲区;数值模拟分析了留设不同宽度煤柱情况下上保护层开采过程中煤体应力、位移等时空变化规律,得出在留设煤柱情况下上保护层开采时会造成保护区域不连续,且煤柱越宽,对上保护层开采效果影响越明显;对青东煤矿8210工作面煤柱影响区域煤层透气性系数和钻屑量2种指标进行实测,得出在上覆7煤层留设不同宽度护巷煤柱时,在煤柱下方区域的8煤层会存在潜在突出危险区;现场实测结果与数值模拟分析结果基本吻合。

浅埋深厚煤层护巷煤柱合理尺寸研究

为减小护巷煤柱宽度,提高盘区采出率,在分析受采动影响的203工作面回采巷道矿压显现特征的基础上,针对浅埋深巷道矿压显现不明显的实际情况,通过理论计算,得出隆德矿2~#煤层合理的护巷煤柱宽度为8.3~12.2 m;采用FLAC3D数值模拟分析了护巷煤柱宽度为8 m、10 m、12 m、16 m时的巷道围岩变形和塑性区分布规律。分析结果表明,随着煤柱宽度的增加,巷道围岩变形量减小,煤柱更加稳定,但当煤柱宽度超过12 m时,加大煤柱宽度对维护巷道的稳定作用并不明显,最终确定护巷煤柱宽度为12 m。现场实践表明,煤柱留设宽度减至8 m后,仍可满足下一工作面安全开采要求。

宁东矿区铁路专用线工程地质选线研究

通过分析宁东矿区的自然地理、经济建设概况,总结近年来在宁东矿区从事铁路专用线勘察、设计的经验,针对铁路专用线工程地质选线中突出的风沙、采空区等不良地质现象以及压覆矿产资源、保护煤柱设计等典型工程地质问题,结合工程实例,采用理论分析与实例计算相结合的方法,详细说明了工程设置的合理性,提出了针对这些不良地质现象、工程地质问题的选线原则。

深井上下山煤柱区巷道围岩响应特征数值模拟及其灾害控制

深井上下山煤柱区巷道围岩应力高度集中,矿压显现剧烈,是煤矿动力灾害多发区。文章通过FLAC^(2D)数值模拟及微震监测等对深井上下山煤柱区巷道围岩响应特征进行研究。结果表明:随着7、9煤层两侧工作面的开采,上下山巷道围岩应力、位移、塑性区分布等响应特征均不断增加,且上升趋势越明显,越易发生冲击破坏;针对不同的开采阶段及矿压显现,提出针对性的煤柱区动力灾害控制措施。研究成果为深井煤岩动力灾害防治提供借鉴和指导。

亿欣煤业保护煤柱留设探讨

根据山区开采沉陷结合山区地表移动观测资料,对目前亿欣煤业地面建筑物保护煤柱留设中不完善的部分提出建议,以期促进相关工作的发展。

近采空区巷道掘进及支护技术研究

针对山西某矿31107运输巷在靠近31105采空区掘进期间会遇到增压区,此范围内围岩应力集中且煤岩体容易破碎的现象,提出将巷道掘进进尺控制在700 mm,并综合采用密集锚索、注浆、角锚杆以及L型钢棚强化顶板及煤柱帮支护。经现场应用后,巷道安全通过增压区且围岩变形量较小,取得较好应用成果。

受大断层影响采区设计方案优选

结合矿井采区巷道情况,对影响凌志达煤矿西部采区巷道布置的主要因素进行分析。通过优化采区下山布置方式,并从工程量、资源回收率、经济效益、安全性等方面对两种巷道布置方案进行分析比选,确定了其中的最优方案。

上保护层开采遗留煤柱对被保护层回采的影响

为研究平煤六矿戊8上保护层开采遗留煤柱对被保护层回采的影响,采用理论分析、数值模拟和现场实测结合的方法,研究了遗留煤柱的影响范围和极限强度、煤柱遗留区的应力分布、煤柱影响区和卸压保护区内的瓦斯参数等。结果表明:遗留煤柱的影响范围为8.5m,极限强度为28.36 MPa;煤柱遗留区倾向范围内应力峰值在遗留煤柱中心线正下方,为83.2MPa,应力集中系数为3.5;煤柱坍塌后煤柱影响区应力集中的现象不明显,遗留煤柱相较于原始煤柱高度变小,占原始煤柱高度的54%;煤柱影响区内测得的钻屑量S值和钻孔瓦斯涌出初速度q值与卸压保护区相比差距很小,且煤柱影响区的瓦斯释放率在50%以上。保护层开采遗留煤柱范围内的保护效果在倾向上具有连续性,对被保护层工作面回采影响较小。

煤柱影响下保护层开采的消突范围划分及效果评价

以某矿保护层开采为实例,根据C5、C12保护层与被保护层C8煤层的位置关系及巷道布置情况,提出了以残余瓦斯含量和钻屑指标K1值2个指标对保护范围进行考察。从最大保护垂距、走向、倾向3个方面对保护范围分析得出:走向卸压角为60°;C5对C8倾斜上下卸压角分别为70°和77°,C12对C8倾斜上下卸压角分别为69°和90°。运用FLAC3D软件对C12煤层留设的2#和12#上山煤柱影响范围进行模拟,模拟结果表明煤柱影响存在扩界效应。根据卸压角对煤柱扩界区域进行确定,在此基础上对1801和1802工作面进行区域划分。同时采取有效防突和效果检验措施,区域瓦斯抽放率达到了30%以上,预测及效检指标均不超限,实现了安全回采。

基于上保护层开采的千米深井冲击矿压防治

基于上保护层开采理论,利用FLAC2D数值模拟软件探讨深井上下山巷道保护煤柱区上保护层开采防冲机理及效果,并对某矿-1025西一下山采区深部进行防冲优化设计。结果表明:上下山煤柱区冲击危险性整体较高;上保护层开采具有"降压、耗能、减震"作用;上保护层开采能够显著降低被保护层的应力集中程度,使被保护层围岩预先产生膨胀变形及塑性区破坏,有效的释放弹性势能,在掘进、回采等扰动影响下不易发生冲击破坏,对上下山煤柱区具有良好的防冲效果。

深井上下山煤柱区覆岩结构演化特征及对冲击矿压的影响

上下山煤柱区是煤矿动力灾害多发区,尤其深井煤层群联合布置的采区生产后期更为显著。通过理论分析、现场微震监测等对深井上下山煤柱区覆岩演化特征及对冲击矿压的影响进行研究。结果表明:上下山煤柱区覆岩依次形成单煤层一侧开采"F"结构、单煤层两侧开采"T"结构及煤层群开采大"T"结构,覆岩活动范围、强度逐渐增强,冲击危险性不断升高;现场微震监测验证了结论的合理性;针对不同的覆岩结构,分别提出针对性的控制措施。研究成果为深井煤岩动力灾害防治提供借鉴和指导。