为提高地面瓦斯抽采效果,对抽采期间钻井进行了窥视,发现当回采工作面推过地面钻井位置后,钻井井壁迅速破坏,无法充分发挥其应有的瓦斯抽采效应。通过对煤层顶板岩层受采动影响顶板活动过程的分析,优化地面抽采钻井井身结构,在原有的施工工艺上增加三开下筛管,增强钻孔的防护强度,抽采浓度提高了1.54.5倍,抽采纯量提高了1.55倍,工作面回风流和回风隅角瓦斯浓度显著下降,抽采效果明显提高。
作者:许家林; 秦伟; 轩大洋; 朱卫兵 期刊:《煤炭学报》 2020年第01期
地下煤层开采引起的岩层运动是一系列安全和环境问题的根源,研究采动岩层运动规律是安全、高效、绿色开采的重要基础。通过对岩层运动过程的研究,揭示了采动覆岩卸荷膨胀累积效应及其对岩层运动规律的影响机制。研究表明:采动覆岩经历了卸荷膨胀与再压实的动态过程。受关键层结构控制,上覆岩层由下向上成组破断运动,关键层破断前,阻断了上覆载荷向下方岩层的传递,导致其因卸荷而产生膨胀,包括碎胀与弹性膨胀。随着关键层破断高度增...
作者:李仁宏 期刊: 2018年第03期
采场坚硬顶板岩层的变形、破坏、运动形式(包括沿层面的运动和垂直层面的下沉运动)不同于缓斜煤层。煤层开采后,不仅不同层位顶板岩层的运动形式不同,更主要的是同一层位岩层因所处采场倾斜方向的位置不同而呈现出不同的运动形式。以某煤矿实际生产条件和地质资料为基础,采用实验室实验、理论分析、数值模拟、现场观测相结合的方法,研究坚硬顶板矿压显现规律和顶板控制方法。通过制订针对性的措施,实现了矿井安全生产及高产...
作者:郝传胤; 张新国; 常啸; 张志勇; 左文强 期刊:《矿业研究与开发》 2019年第12期
丰峪煤业2煤12采区基本上为村庄下压煤,为合理开采煤炭资源解放"三下"压煤以及最大限度的延长矿井服务年限,针对厚黄土覆盖层村庄等建(构)筑物下压煤条带开采技术,根据12采区概况,通过FLAC3D软件建立模型,并对覆岩应力-应变-位移和煤柱稳定性进行分析,提出了开采方案并现场实施。模拟结果表明:随着开采范围的不断加大,煤柱内部应力逐渐增加,且应力分布呈现间隔跳跃式分布,总的趋势向开采中心移动,煤柱稳定性基本可靠,确定开采方案...
煤层开采必然引起地表沉陷,导致地表塌陷坑、地裂缝、山体滑坡、岩爆、冲击地压和煤与瓦斯突出等灾害。覆岩主关键层的运动控制着开采沉陷的动态发育过程,控制开采沉陷灾害的关键是确保开采过程中覆岩主关键层不发生破断;引起开采沉陷灾害的根源是岩层运动的不均衡性引起的应力集中,减小应力集中程度可有效控制开采沉陷灾害;采用控制性开采方法和优化工作面开采布局是控制开采沉陷灾害的根本性措施。
作者:张少华; 张玉臣; 刘一鸣 期刊:《工矿自动化》 2019年第12期
针对目前对煤层支承压力的研究大多基于工作面上覆岩层结构均化处理展开,未充分考虑其内在结构影响的问题,基于岩层控制关键层理论,通过改变关键层位置、厚度等,对典型关键层结构下覆岩采动应力分布规律进行了数值模拟研究。研究结果表明:随着关键层与煤层间距增大,工作面超前支承压力峰值逐渐减小,关键层下方软岩层超前支承压力峰值先减小后趋于稳定,关键层上方软岩层超前支承压力峰值先增大后趋于稳定,应力集中区域范围减小;随着...
作者:王文龙; 苏海健 期刊:《中国高新科技》 2012年第03期
煤炭是我国最主要的能源结构成分,在国民经济发展中起着关键作用。文章介绍了煤炭开采过程中的两个重要理论:围岩破裂的松动圈理论和顶板控制的关键层理论;其次,从巷道支护和煤层开采两方面讲述了我国煤炭开采技术现状和取得的成就;最后,对司马煤矿1210工作面进行实例分析,介绍了该工作面的煤层地质情况、采掘方式、技术改进和防水工艺等。
结合现有研究成果及相似模拟实验发现,工作面的开采范围影响上覆关键层的稳定性,关键层的运动决定导水断裂带的高度。以沙曲矿24101工作面实际地质及回采条件为工程背景进行验证,发现一次采出煤层越厚,地质资料数据的精确性越高。
作者:李伟利; 叶丽萍 期刊:《煤炭技术》 2011年第01期
以岩层控制中的关键层理论为指导,应用弹性板理论求解分析了底板关键层的破断,最后结合工程实例对底板突水最危险点作了预测分析。
作者:周应江; 常先隐 期刊:《煤炭技术》 2019年第10期
通过UDEC软件阐明了坚硬顶板垮落6种运动形式,建立了顶板垮落的碰撞及摩擦计算模型,结合新集二矿121109工作面条件,得到了该工作面坚硬顶板垮落碰撞时碰撞速度及摩擦时摩擦力的分布区间。研究结果表明:121109工作面在推进过程中石英砂岩直接顶可能经历直接回转、二次回转、双向回转等垮落运动形式,且顶板垮落碰撞时碰撞速度区间理论值为2.78~8.31 m/s,考虑富裕系数值为3.34~9.97 m/s;顶板垮落摩擦时摩擦力区间理论值为8294.27~1732...
作者:计宏; 余学义 期刊:《煤炭技术》 2012年第08期
蒲白矿务局白水矿王家尧头村庄下煤层开采属于厚黄土覆盖层下厚煤层开采类型。针对其地质、开采条件,应用关键层及煤柱强度理论,结合相似材料模拟试验,数值计算分析、影响函数预计进行分析,确定了控制开采损害的开采法及相关参数。结果表明,运用倾斜条带开采方案可以保证关键层不受破坏,能够有效地控制地表移动和变形,从而控制地表坡体滑坡的发生,保证了地表建筑物的正常使用及矿区的安全生产,取得了显著的技术经济效果。
作者:蒲保东; 廖学东; 张德强 期刊:《煤炭技术》 2014年第12期
根据突变理论,在煤层与岩层关键层复合的基础上,探讨了煤岩复合体失稳破坏的机理。基于势能原理,建立了尖点突变模型,导出其失稳的力学判据及突变时的突变变化。得出了在水平力和垂直力共同控制的空间中系统失稳的分叉集合并分析其突变过程。分析结果表明:系统发生突变的影响因素除了复合体的弹性模量与惯性矩外,主要是水平力,水平力越大,越容易失稳。
根据工程实践及大量实测地表沉陷数据,选取覆岩关键层层数、弹性模量和覆岩关键层位置作为地表沉陷主控因素。以阳城煤矿1306工作面的地质开采条件为工程背景,通过COMSOL Multiphysics数值模拟软件,对地表沉陷位移进行正交模拟,并对模拟结果分别进行方差分析。
作者:闫晓宇; 袁绍国 期刊:《煤炭技术》 2018年第04期
在实施露井协采的边坡中。关键层对井工开采形成的采空区上覆岩层及露天边坡部分的岩层起控制作用,关键层的变形和受力将影响到露天矿边坡的稳定。以安太堡露天矿为列,采用LS—DYNA数值模拟的方法.分析了关键层对边坡稳定性的控制作用。
作者:朱营; 高登云; 周天白; 邢志凯 期刊:《煤炭技术》 2016年第10期
通过观测大柳塔矿52304工作面“刀把面”开采过程中的矿压数据,总结了工作面液压支架初撑力、最大工作阻力,以及顶板初次来压、周期来压等矿压指标的显现规律.结合关键层理论,从工作面覆岩赋存结构特征的角度,对“刀把面”的特殊矿压显现规律的成因进行了分析.
作者:李泽; 白云龙 期刊:《煤炭技术》 2018年第09期
以平朔地区某露天矿为研究对象,应用离散元软件UDEC分别考虑有关键层和无关键层2种情况建立采动边坡岩体力学模型,深入研究露井协采条件下关键层对边坡岩体应力分布的影响。通过对边坡岩体内部水平应力的监测、分析表明:随着井工开采煤层推进,覆岩关键层发生应力集中,开切眼侧水平应力集中导致上部岩体向边坡临空面侧移动,并与露天开采的采动效应相耦合,继而影响边坡稳定。
为有效控制神东矿区大采高综采面煤壁片帮,结合神东矿区大采高综采面具体条件,通过理论分析和现场实测,分析了该矿区大采高综采面煤壁片帮机理及片帮影响因素。提出了注水软化煤层、来压快速推进、过断层固化破碎顶板、加强技术管理、保证端面距最小化和过上覆近距离煤层遗留煤柱矿压预测预报工作到位等防治煤壁片帮技术。现场实践表明,综合应用上述防治措施控制煤壁片帮效果良好。
作者:胡兰田; 刘浩; 高鑫 期刊:《煤炭技术》 2018年第03期
将采煤工作面上方各关键层上覆软岩介质当做弹性介质,视关键层为被上、下松软岩层夹支的平面应变半无限长梁。根据弹性地基假定,推导各关键层受采动影响对煤体产生的扰动压力(支承压力)的计算公式,建立关键层断裂前、后力学模型,求出各项参数,从而计算得出工作面前方弹性区支承压力曲线。
利用组合梁原理计算出井工开采过程中的关键层上部荷载,并且对关键层应力及应变进行计算,揭示了关键层断裂在下部煤层中的应力分布规律,从而提出巷道稳定判定准则,为确定回采工作面的停采线合理位置提供依据。