华丰煤矿顶板突水机理研究

为了解决新汶矿业集团华丰煤矿4煤层顶板突水问题,基于矿山压力控制理论,在分析顶板突水水源的基础上,研究了该矿的顶板突水机理.结果表明:顶板突水同顶板覆岩运动过程中形成的离层、冲击地压及斑裂线存在密切的因果关系,斑裂线和沿层离层是造成顶板水主要沿工作面下平巷涌出的主要因素,斑裂线是导致华丰煤矿顶板大量突水的主要导水通道.通过3405工作面出水实例和化学连通试验说明离层带注浆浆液中的水能够通过顶板岩层的裂隙进入工作面.

基于BP神经网络的底板破坏深度预测

在总结采场底板破坏深度预测方法和理论的基础上,结合大量实际资料分析,归纳出开采深度、煤层倾角、开采厚度、工作面长度、底板抗破坏能力和有无切穿型断层或破碎带6个方面是影响底板破坏深度的主要因素.根据全国典型突水案例,构建基于BP神经网络的底板破坏深度的预测模型,确定建立BP神经网络所需的输入样本和检验样本,运用Matlab软件对网络进行训练,得出了优化的网络模型,并根据建立的网络模型预测肥城煤田曹庄井田8812和9604工作面的底板破坏深度.通过与实测结果对比,证明该网络模型的计算结果比相关规程提供的底板破坏深度经验公式计算的结果更接近实际.

顶板突水对冲击地压的影响

在分析4煤层开采顶板突水水源的基础上,揭示了矿山压力、冲击地压同顶板突水之间的关系,探讨了煤层开采过程中顶板突水对促进冲击地压形成的影响作用机理;基于物理流变学和断裂力学理论,提出了砾岩粒间隙中的水流失导致砾岩粒界面附近多层次应力局部集中,造成砾岩产生新的断裂,形成多层次冲击地压,促进顶板斑裂线扩展的机制,阐明了冲击地压和顶板突水互为影响的因果关系,从理论研究和现场监测2个方面得出了华丰煤矿4煤层开采深度大于520 m时容易形成冲击地压的结论.

采场底板“四带”划分理论在底板突水评价中的应用

基于断裂力学理论、矿山压力控制理论和开采煤层底板“四带”划分理论,推导了煤矿工作面底板破坏深度计算公式,应用突水系数法,评价了新汶矿业集团良庄煤矿51302工作面底板突水的可能性,结果表明该工作面开采13煤层产生底板突水的可能性很大。

良庄煤矿51101W工作面突水机理

新汶矿业集团良庄煤矿51101W工作面因底板突水导致工作面被淹。通过水质分析,判定突水水源是奥陶系灰岩岩溶水。根据工作面附近的地质构造推断,突水通道为延伸到奥陶系与石炭系不整合面的铲状滑动断层(该断层最大落差只有7 m左右)。结合工程实践指出,在该矿,根据断层落差来判断断层导水性的观点并不正确,并提出了“用断层落差(H)与其倾角(α)之比值(S)来说明断层对突水影响程度”的观点。

柔性注压锚杆锚固机理分析

柔性注压锚杆是一种结构和锚固机理新颖的全长锚固锚杆,已有的研究缺少其受力、锚固力与锚固机理的分析。通过柔性注压锚杆地面和井下试验,对其锚固力、锚固机理进行了理论和试验分析,导出其承载能力的计算与分析方法,为其设计、试验和应用提供了一定的理论依据。研究和试验结果表明该锚杆对多种围岩(煤、岩、碎石等)有良好的锚固能力和适应性,现场应用方便。

全长锚固柔性注压锚杆锚固力分析

柔性注压锚杆是一种新型全长锚固锚杆,在岩土介质中受力的复杂性、多变性,使得确定其锚固力较为困难。通过总结锚杆失效破坏形式,分析了柔性注压锚杆锚固力,导出承载能力的计算分析方法,为其设计、试验和进一步应用提供了理论依据。

良庄井田后组煤的安全开采评价

在对区域和良庄井田水文地质特征分析的基础上,探讨了开采煤层底板徐家庄灰岩和奥陶系灰岩水文地质特征,得出了徐家庄灰岩和奥陶系灰岩岩溶裂隙的发育及其富水性受断裂构造控制的结论。通过对煤层底板岩层的组合特征、厚度变化及含水层水位分布规律的研究,利用突水系数法评价了井田内后组煤开采的安全性,得出了徐灰水、奥灰水对11煤的开采影响不大,对13煤的开采有一定的影响,对15煤的开采威胁大的结论。