开采损害影响范围的多方法比较鉴定模式及其应用

针对小煤矿普遍缺少实测地表移动计算参数的现状,根据现有的地表移动计算参数选取方法及开采损害技术鉴定手段,在讨论分析开采损害影响范围的界定标准的基础上,提出了多方法比较划定开采损害影响范围的鉴定模式,并将此模式应用于村庄开采损害技术鉴定的实践中,为小煤矿开采损害技术鉴定工作提供了参考。

煤矿开采引起地表裂缝发育宽度和深度研究

为确定地下煤层开采后的地表裂缝发育情况,首先分析了天然土体的受力情况和极限平衡状态,并应用莫尔-库伦准则对地表裂缝发育机理进行了研究。推导出受采动影响的附加应力作用下地表裂缝临界水平变形值、裂缝深度发育和裂缝宽度发育计算公式。通过将试验矿区的黄土物理力学性质参数代入理论计算公式,与现场实际裂缝宽度相比较,结果表明文章中的理论计算公式计算结果具有较高的可信度。

平朔矿区380kV高压输电线下特厚煤层开采技术

为实现在平朔井工一矿太西区4106等工作面380 k V高压线输电线下特厚煤层的安全开采,通过理论分析和现场实测相结合的方法,以线塔倾斜变形作为控制指标研究确定了工作面的开采方案,提出了抗地表动态变形的线塔维护方案,并获取了地表、塔基、塔体倾斜变形的实测数据。数据研究表明:线塔下小煤柱限厚开采方案(只采不放)将线塔地表的最终变形控制在允许范围内,线塔基础的改造方案减弱了地表动态变形对线塔的影响,实测的杆塔地表倾斜变形与前期预计结果相吻合,整体方案安全合理,解决了线塔安全运行和资源回收的矛盾;地表、塔基、塔体三者倾斜变形的发展有"同步不同量"的特点,在地下采动的影响下,地表变形将引起线塔基础及塔体同步变形,三者的倾斜变形量存在依次变小的关系。

浅埋深特厚煤层综放开采地表裂缝发育规律研究

为研究黄土沟壑区近浅埋深特厚煤层综放开采一次性采全高地质采矿条件下的地表裂缝发育规律,根据试验工作面实测地表裂缝发育特征,研究了该地质采矿条件下的地表裂缝形成机理及反向台阶形成原因,分析了试验工作面顶板垮落的周期性特征,推导了工作面开采对地表的拉裂缝发育影响范围与剪裂缝发育影响范围的理论计算公式。研究结果表明:工作面推进速度变化、综放开采放出煤层厚度变化与地貌和地质应力的影响是地表反向台阶裂缝形成的特殊原因;工作面沿走向方向地表裂缝间距具有与直接顶板周期性破断步距相近的发育规律;推导出的地表拉裂缝与剪裂缝发育影响范围的理论计算公式,可用于工作面开采对地表建筑物的裂缝危害范围预计与判断。

对“三下”采煤技术未来的思考

基于对"三下"采煤技术发展的认识,提出了充填开采是"三下"技术的发展方向,物理探测是保证水体下采煤的技术手段,采空区评价与处理是"三下"技术拓展的领域,并对各方面的技术研究重点做了阐述,以供"三下"采煤技术研究参考。

倾斜煤层开采地表移动变形等价计算方法研究

目前关于倾斜煤层开采引起的地表移动变形计算一般是将倾斜煤层开采等价为2个水平煤层的半无限叠加或者将倾斜煤层进行水平划分的方法,计算过程存在简化。为了克服倾斜煤层开采由于计算简化带来的误差,根据计算地表点与倾斜煤层的相对位置关系,利用开采影响传播角进行等价水平煤层转换,将倾斜煤层的移动变形计算转化为水平煤层计算,提出倾斜煤层开采地表移动变形等价计算方法,并将等价计算结果与半无限叠加开采、水平划分计算结果进行对比,分析了半无限叠加和水平划分简化计算误差产生的原因。研究结果表明:①等价计算结果与半无限开采叠加下沉量计算结果基本相同,半无限开采叠加计算存在变形计算误差表现为上、下山边界两侧拉伸与压缩变形值相同,未能充分体现变形与开采深度的密切关系;②由于煤层倾角和开采影响传播角的影响,水平划分方法下沉量、水平变形计算误差较大,煤层倾角越大误差越大,这一误差不会因水平煤层划分个数的增加而消除;③采用等价计算方法能够消除概率积分法对倾斜煤层开采地表移动变形计算的简化误差,实现计算结果与理论的完美契合。研究结果丰富了开采沉陷预计体系,对提高倾斜煤层开采地表移动变形计算精度具有一定意义。

浅埋深高强度综采地表沉陷规律实测研究

基于鄂尔多斯地区风积砂覆盖、厚煤层、浅埋深、工作面尺寸大的特点,为掌握综采工作面快速推进在高强度开采条件下的地表移动变形规律,在鄂尔多斯某煤矿试验区开展了地表移动观测站观测研究,历经约15个月的长期观测并对取得的实测数据分析,计算求得该条件的地表移动周期特征,拟合求取了一套完整的地表沉陷计算参数和角量参数,分析了该地质采矿条件下地表沉陷预计参数、角量参数与地表动态变形特征。研究结果表明:在鄂尔多斯地区高强度综采条件下,地表移动变形具有沉陷分布集中、地表下沉系数较大、地表动态移动变形值大而剧烈、地表下沉盆地边界收敛缓慢、地表移动初始期与活跃期均较短的特征。

正断层存在的地表沉陷特殊性规律研究

工作面周边存在较大断层时,一般采用留设断层保护煤柱法,使覆岩移动不直接影响到断层。为分析受正断层影响的地表移动变形规律,通过工作面开采前后地表裂缝与房屋墙体裂缝损坏的现场调查,发现位于常规沉陷影响边界之外至断层露头范围内仍有平行于断层走向的地表裂缝及墙体裂缝性损害;应用FLAC??模拟研究了正断层影响下的上盘煤层开采时地表沉陷特征及断层带应力变化特征。结果表明:受开采扰动影响的断层带附近原始构造应力得到释放并产生一定变形,反映至地表为非对称性的偏态下沉;建筑物下伏岩层有较大断层时,应在边界角法或沉陷预计法留设地面建筑保护煤柱的基础上,考虑留设合理宽度的断层安全煤柱;同时提出断层带周边的应力变化可作为断层受开采沉陷影响与否的判定依据。

回采工作面上方煤层气地面抽采直井移动与变形分析

论述了煤矿开采引起从上覆岩层(地层)到地表的变形过程与变形分区,并根据变形特点提出了有利于抽采与保护的煤层气地面抽采直井布置位置的选择原则,以期能对煤层气地面抽采直井设计有所帮助。

采动影响区房屋损害地表移动变形临界值研究

采动影响区地表移动变形通过房屋基础与周围土体的摩擦力传递给上部结构,在房屋墙体内产生附加应力,当移动变形超过墙体的扰动影响最大承受值时,导致房屋拉破坏或压破坏,对采动区地表房屋造成损害。为解决采煤沉陷区矿方与百姓就房屋损害技术鉴定责任划分,以及村庄下开采工作面合理布置与尺寸优化问题,分析了地表水平变形与房屋墙体水平变形的关系,应用多研究手段推导出采动区房屋损害地表水平变形临界值的计算公式;同时引入了房屋损害裂缝角的概念,并提出了该角值的理论计算方法。结果表明:地表水平拉伸变形达到0.61mm/m,而水平压缩变形达到-1.33mm/m,采动影响区房屋墙体将会在薄弱部位出现采动裂缝,从而对房屋造成开采损害;矿区房屋损害裂缝角临界值约为58°,房屋裂缝角介于边界角和移动角之间。

开采沉陷预测的标准化

煤矿开采沉陷预测不仅应用于"三下"采煤设计和地面建(构)筑物的保护,同时对环境的保护与治理、采空区的利用与建设、土地复垦的规划与设计均有重要的指导与借鉴意义。为规范开采沉陷的预测,在《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》的基础上,结合近几年开采沉陷研究成果及计算技术的发展编制完成《煤矿开采沉陷预测方法》标准,对标准中涉及的预测方法、参数选取、预测原则等内容做了一定的介绍,以期推进开采沉陷预测的标准化,提高计算结果的可对比性及借鉴定性。