袁大滩煤矿超长巷道补强支护技术实践

为优化超长距离薄煤层工作面巷道支护的实际应用方法,以袁大滩煤矿11203工作面为研究对象,通过地质调查、理论分析、现场实践等手段,分析巷道围岩自稳特征,得出极限自稳隐形拱和自稳隐形拱的高度,设计出相关补强支护参数,并进行现场验证。研究结果表明,根据极限自稳隐形拱和自稳隐形拱的最大高度,可确定出用锚杆锚索最低长度分别为2.5 m、8.3 m,并根据采动影响提出了补强支护的3种要素。通过现场实施情况可知,超长距离薄煤层工作面巷道补强支护加固了围岩的自稳性,巷道的围岩变形被控制在45 mm,取得了良好的支护效果。

基于响应面法的煤矸石充填料浆流变特性实验研究

为了使煤矸石料浆满足管道输送的工艺要求,需研究其流动性。采用榆林袁大滩矿煤矸石制备成不同质量分数料浆开展流变特性实验,利用Box-Behnken Design设计试验并用响应面法分析煤矸石固料质量分数、颗粒级配和静置时间三个因素对煤矸石充填料浆流变特性指标的影响。实验分析得到的最优煤矸石浆体配合比为:固料质量分数72%,颗粒级配为4.75~1.18 mm粒级占30%,1.18~0.425 mm粒级占40%,0.425~0.075 mm粒级占10%,小于0.075 mm粒级占20%。该料浆的屈服剪切应力范围为103.02~131.645 Pa,塑性黏度的范围为0.54~0.64 Pa·s,且此配合比随着静置时间的增加固料沉降量增加较小,是较为合理的煤矸石浆体料浆配比。

袁大滩煤矿覆岩破坏规律及顶板水害防治对策

陕北侏罗纪煤田普遍受到顶板水害威胁,开展覆岩破坏规律研究对矿井安全生产尤为重要。以袁大滩煤矿为例,通过地面钻孔冲洗液漏失量观测、压水试验等现场实测,结合数值模拟、相似材料模拟等手段,对矿井2号煤层11201首采工作面进行覆岩“两带”发育高度分析研究。结果表明:综合各方法结果,最终确定袁大滩煤矿2号煤层11201首采工作面顶板导水断裂带发育高度约为104.36~110.37 m,按照采高3.2 m计算,裂采比约为32.61~34.49倍,通过顶板水害分析评价,认为2号煤层开采不直接受上覆白垩系洛河组、第四系含水层和地表水的影响,未来顶板防治水工作,应主要对覆岩导水断裂带发育范围内的侏罗系延安组和直罗组含水层水进行疏干。

袁大滩煤矿风化岩土体冻结热参数及单轴压缩试验研究

袁大滩煤矿岩土体风化严重,冻结井筒施工设计需要依据风化岩土体的冻结特性和力学参数。目前对于风化岩土体的冻结热参数及力学性质缺乏了解,通过风化岩土体钻孔取样,对细砂、黏土、细粒砂岩、粉砂岩和砂质泥岩试件进行了比热、导热系数、结冰温度等热参数和冻结单轴压缩方面的试验研究。结果表明:风化岩体的结冰温度低于风化表土,而导热系数大于风化土体,黏土的比热和容积比热最大。随温度降低,岩土体的抗压强度和弹性模量均逐渐增大,泊松比逐渐减小,但对岩土体泊松比的影响相对较小;温度对细砂、黏土和粉砂岩抗压强度的增幅相对较大,对细砂、黏土、细粒砂岩和砂质泥岩弹性模量的增幅相对较大;随温度降低,岩土体的抗压强度、弹性模量和泊松比变化幅度均呈加快趋势。

袁大滩煤矿含水层特征分析与扩散法解释

袁大滩煤矿位于鄂尔多斯盆地之次级构造单元陕北斜坡中部,区域内含水丰富,本文对区域内含水层进行分析,主要包括4层含水层,分别为松散层孔隙潜水含水层、侏罗系中统安定组孔隙裂隙承压含水层、侏罗系中统直罗组孔隙裂隙承压含水层、侏罗系中统延安组第五段孔隙裂隙承压含水层。通过扩散法对4层含水层进行解释。

袁大滩煤矿主斜井冻结段套壁工程提升系统分析

袁大滩煤矿主斜井冻结段套壁工程施工的目的是担负全矿井的煤及矸石提升任务,兼作矿井主要进风井和安全出口。本文对主斜井治理段的提升系统进行计算分析,为主斜井冻结段套壁工程提供符合施工作业规程的设施技术参数。

榆林矿区厚松散层矿井水文地质特征与井筒涌水分析

西北地区地质结构和岩层含水条件不同于东部地区。为研究榆林矿区厚松散层和砂层地质结构条件下的矿井涌水情况,以袁大滩煤矿为工程背景,分析了矿井水文地质特征,计算了井筒涌水量,对矿井涌水进行了评价。结果表明:矿井岩层裂隙丰富,上覆松散层含水层和砂岩含水层较厚,对井筒安全使用存在威胁;主斜井、副斜井、进风立井和回井立井的井筒涌水量分别为243m^3/h、388m^3/h、1409m^3/h和1388m^3/h;袁大滩煤矿比榆阳煤矿、榆树湾煤矿的井筒涌水量大,进风立井涌水量特别显著,在开采过程中应该加强防水措施。

西北地区风化岩土体冻结特性及抗压强度分析

陕北侏罗纪煤田榆横矿区松散层较厚,岩石风化严重,冻结井筒施工设计需要依据表土和风 化岩石的冻结特性和力学参数。目前对于风化岩土体的冻结特性及力学性质尚未有研究,根据榆横矿区 钻孔风化岩土体取样,对细砂、黏土、细粒砂岩、粉砂岩和砂质泥岩试件进行了冻结温度、冻胀特性和 冻结单轴抗压方面的试验研究。结果表明:表土的冻结温度介于-1.0^-1.5℃之间,风化岩层冻结温度相 对较低,介于-2.5^-3.0℃之间;表土的冻胀率和冻胀力明显大于风化岩石;随冻结温度的降低,试件的抗 压强度逐渐增大,且增长幅度呈加快的趋势;冻结温度对细砂、黏土和粉砂岩抗压强度的增强幅度相对 较大,对细粒砂岩和砂质泥岩的增强幅度相对较小。

厚松散层岩土体特征与力学试验研究

为了探究西北榆林矿区的地质分布和岩石力学特征,文章以袁大滩煤矿厚松散层岩土层为工程背景,研究了矿区的地质条件和岩土体特征,并由老至新选取延安组、直罗组、安定组未风化岩石及安定组上部的风化岩石进行了岩石力学试验.结果表明:①不同时代岩石的物理力学性质呈现出时代愈老强度愈大的趋势,岩石由老至新,砂质泥岩、粉砂岩、细粒砂岩和中粒砂岩的抗压强度、抗拉强度以及抗剪强度逐渐降低;②安定组风化岩石的各项物理力学参数都明显低于未风化岩石.研究成果将为矿区建设及安全生产提供可靠依据.

近水平煤层超长工作面合理宽度取值范围研究

为了研究超长工作面开采覆岩两带变形破坏特征以及矿压差异性变化规律,以袁大滩煤矿为背景,采用数值模拟软件建立不同工作面长度的数值计算模型,研究不同宽度工作面条件下的围岩的破坏情况,为工作面合理宽度选择提供一定的科学依据。结果表明,工作面开采的宽度与覆岩两带发育高度、位移变化范围、应力大小形呈正比关系,同时随着开采宽度增加应力区域范围扩大,弹性能峰值普遍增加,尤其是开采宽度达到450 m后,其弹性能的能量增幅明显;工作面面宽越大时,宽度增加引起两带高度的增幅逐渐减小、位移变化区域范围增量相对越小,同时应力区域范围的增加幅度逐渐减小;在合理的现场防控措施下,400 m工作面宽度能较好地满足工作面的安全高效生产。研究成果可为袁大滩煤矿工作面宽度取值范围的合理选取提供指导。