厚覆基岩下煤层开采突水溃砂机理研究 被引量：22

1

作者 彭涛 冯西会 +3 位作者 龙良良 王英 牛超 刘英锋 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第7期260-264,共5页

为了揭示较厚上覆基岩煤层开采顶板突水溃砂灾害的形成机理,以照金煤矿突水溃砂事故为例,结合最新补勘地质资料,从导水通道、充水水源、物源、储水空间、动力源和地质构造等多方面对该类型灾害机制进行综合分析。研究结果表明:在采动条... 为了揭示较厚上覆基岩煤层开采顶板突水溃砂灾害的形成机理,以照金煤矿突水溃砂事故为例,结合最新补勘地质资料,从导水通道、充水水源、物源、储水空间、动力源和地质构造等多方面对该类型灾害机制进行综合分析。研究结果表明:在采动条件影响下,富水性弱~中等的洛河组含水层也可能发生破坏极大的水害事故;较厚上覆基岩煤层开采顶板突水溃砂的发生并非单一因素造成,而是由多个因素相互作用最终造成水砂混合流运移和突溃的现象;照金矿202工作面综放开采产生的导水裂隙带导通洛河组含水层,水进入宜君组与直罗组之间的离层空腔,随着积水量增加,渗入煤系含水层和古河床相松散体中形成似泥石流体,并会沿工作面切落形成的集中通道瞬间溃入工作面,导致煤层顶板上覆较厚基岩发生突水溃砂。 展开更多

关键词 突水溃砂 导水裂隙带 较厚基岩 形成机理

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近浅埋煤层大采高综采工作面覆岩活动规律 被引量：13

2

作者 范志忠 于雷 +1 位作者 于海湧 李春睿 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2012年第1期180-183,共4页

综合采用现场观测、理论分析和数值模拟的方法,着重研究昌汉沟煤矿15105近浅埋煤层大采高综采工作面覆岩活动规律,研究表明:15105大采高综采工作面上覆岩层存在2个关键层,2关键层断裂的不同步性及其相互作用使工作面周期来压呈现非均匀... 综合采用现场观测、理论分析和数值模拟的方法,着重研究昌汉沟煤矿15105近浅埋煤层大采高综采工作面覆岩活动规律,研究表明:15105大采高综采工作面上覆岩层存在2个关键层,2关键层断裂的不同步性及其相互作用使工作面周期来压呈现非均匀性大小周期的特点,并且大周期时动载现象明显、煤壁片帮冒顶等现象较严重,地表有微弱下沉现象。 展开更多

关键词 近浅埋煤层 厚基岩 大采高综采工作面 覆岩结构

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浅埋深厚基岩综放工作面覆岩结构及矿压显现规律研究 被引量：10

3

作者 任晓东 《煤炭工程》 北大核心 2020年第7期102-105,共4页

工作面覆岩结构及矿压显现规律受煤层赋存条件影响剧烈,运用理论分析、相似模拟以及现场实测相结合方法,对浅埋厚基岩条件下综放工作面覆岩结构特征及其矿压显现规律进行了研究。研究结果表明:较低的切向抗拉强度导致厚层基本顶分层垮落... 工作面覆岩结构及矿压显现规律受煤层赋存条件影响剧烈,运用理论分析、相似模拟以及现场实测相结合方法,对浅埋厚基岩条件下综放工作面覆岩结构特征及其矿压显现规律进行了研究。研究结果表明:较低的切向抗拉强度导致厚层基本顶分层垮落,高低位分层的位移空间及垮落形态存在明显差异;液压支架主要承载冒落带高度范围内岩体的重量载荷。最后通过现场矿压规律实测验证了理论分析的正确性。研究结果为类似地质条件下工作面的支架选型及矿压控制提供了重要依据。 展开更多

关键词 浅埋煤层 厚基岩 覆岩结构 矿压显现规律

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基于地质概化的坚硬厚基岩覆岩裂隙场演变特征研究

4

作者 高兴斌 张加加 +5 位作者 杨康 贺伟 史志华 陈梁 白如鸿 孙强 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2024年第5期151-159,共9页

精准掌握采动覆岩导水裂隙带演化特征是防止工作面突水灾害发生的重要基础,尤其对于西部矿井高强开采条件尤为重要。以榆树湾煤矿201西翼盘区为背景,以各砂岩层单轴抗压强度、RQD、砂岩层厚度作为系统聚类分析指标提出了厚基岩地质概化... 精准掌握采动覆岩导水裂隙带演化特征是防止工作面突水灾害发生的重要基础,尤其对于西部矿井高强开采条件尤为重要。以榆树湾煤矿201西翼盘区为背景,以各砂岩层单轴抗压强度、RQD、砂岩层厚度作为系统聚类分析指标提出了厚基岩地质概化方法,系统研究了不同基岩层厚度对导水裂隙带发育高度、裂隙角度、频次、节理应变能演变规律的影响,确定了导水裂隙带高度与节理总应变能的量化关系。研究结果表明:基于地质概化方法模拟所得导水裂隙带发育高度随基岩厚度增大呈现对数正相关增大趋势,且增加速率逐渐减小,该规律通过与邻近矿井实测结果对比分析,验证了其准确性;随着基岩厚度的增大,导水裂隙带内垂直裂隙发育频次显著增大,水平裂隙反之,这表明基岩厚度的增大对导水裂隙带内水平裂纹的萌生与扩展具有一定抑制作用;导水裂隙带发育高度与覆岩能量释放程度密切相关,随节理最大应变能和总应变能的增加呈指数增加特点,且增加速率逐渐增大。 展开更多

关键词 导水裂隙带 厚基岩 地质概化 数值模拟 预测模型

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厚基岩浅埋藏工作面水力压裂初次放顶应用研究 被引量：4

5

作者 史洪恺 解振华 李小龙 《陕西煤炭》 2021年第5期9-13,共5页

乌兰木伦煤矿属于典型的厚基岩浅埋藏条件下开采的煤矿,其工作面存在大面积悬顶问题,为解决乌兰木伦煤矿31411工作面初次放顶面临的问题,对工作面进行了水压预裂放顶。分析了现场施工情况及水压情况,得出如下结论,泵压集中在13~25 MPa之... 乌兰木伦煤矿属于典型的厚基岩浅埋藏条件下开采的煤矿,其工作面存在大面积悬顶问题,为解决乌兰木伦煤矿31411工作面初次放顶面临的问题,对工作面进行了水压预裂放顶。分析了现场施工情况及水压情况,得出如下结论,泵压集中在13~25 MPa之间;在压裂过程中顶板锚杆、锚索均出现了淋水现象,相邻钻孔也有出水情况,表明压裂过后,原有裂隙和压裂新产生的裂隙完成了扩展贯通,削弱了工作面顶板岩层的完整性;压裂过程中裂隙扩展范围可达10~20 m;随着压裂位置距孔口距离的减少,破裂压力和扩展压力呈减小趋势。 展开更多

关键词 厚基岩 浅埋藏 水压预裂 初次放顶

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浅埋深厚积岩复合关键层作用下工作面围岩活动规律 被引量：3

6

作者 任飞鹏 管芙蓉 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2016年第10期191-193,197,共4页

在多关键层的复合效应作用下,工作面回采过程围岩应力和支架顶板受力具有特殊性。以昌汉沟矿为研究对象,对浅埋深厚积岩复合关键层作用下工作面围岩活动规律进行研究。通过关键层理论,确定工作面上方19 m处的细砂岩为亚关键层,工作面上... 在多关键层的复合效应作用下,工作面回采过程围岩应力和支架顶板受力具有特殊性。以昌汉沟矿为研究对象,对浅埋深厚积岩复合关键层作用下工作面围岩活动规律进行研究。通过关键层理论,确定工作面上方19 m处的细砂岩为亚关键层,工作面上方47.5 m处的粗砂岩为主关键层。采用RFPA数值模拟,对上覆岩层规律进行模拟,结果表明:亚关键层和主关键层控制工作面的上覆岩层运动,上覆岩层的破坏和移动特征总体表现为"两带"。通过对支架载荷监测得到:采场来压呈现出非均匀性周期变化,亚关键层破断引起小周期来压,主关键层破断引起大周期来压。 展开更多

关键词 覆岩运动 浅埋深 厚基岩 复合关键层 矿压显现

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浅埋深厚基岩薄松散层开采地表岩移特征研究

7

作者 王金东 教福强 +2 位作者 李俊超 张涛 王瑞 《榆林学院学报》 2022年第4期12-15,26,共5页

地表岩移参数是地表建(构)筑物保护的基础数据。嘉元煤矿地层具有基岩厚度大松散层薄的特征,井田范围内广泛分布有村庄,为了后期保护煤柱留设的可靠性,需要对嘉元煤矿开采后地表移动变形特征进行研究。根据嘉元煤矿采矿地质条件,在1230... 地表岩移参数是地表建(构)筑物保护的基础数据。嘉元煤矿地层具有基岩厚度大松散层薄的特征,井田范围内广泛分布有村庄,为了后期保护煤柱留设的可靠性,需要对嘉元煤矿开采后地表移动变形特征进行研究。根据嘉元煤矿采矿地质条件,在12301工作面地表布设了两条监测线,现场监测历时16个月的全面和日常观测,通过对监测数据的分析研究,发现嘉元煤矿地表移动具有沉陷周期长,下沉系数小的特征,同时获得了嘉元煤矿1-2煤开采地表移动相关参数,为嘉元煤矿保护煤柱留设提供支撑。 展开更多

关键词 浅埋深 厚基岩 薄松散层 地表岩移

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厚土层厚基岩大采高综采面矿压规律

8

作者 唐仁龙 李龙清 唐永刚 《矿业工程研究》 2017年第2期54-59,共6页

以小保当煤矿2-2煤层300 m埋深5 m大采高综采面地质条件为背景,采用理论分析和相似模拟相结合的方法,对厚土层厚基岩工作面上覆岩层结构、来压步距和支架工作阻力等进行研究.结果表明:2-2煤上覆岩层存在"双关键层"结构,亚关... 以小保当煤矿2-2煤层300 m埋深5 m大采高综采面地质条件为背景,采用理论分析和相似模拟相结合的方法,对厚土层厚基岩工作面上覆岩层结构、来压步距和支架工作阻力等进行研究.结果表明:2-2煤上覆岩层存在"双关键层"结构,亚关键层和主关键层共同作用导致工作面的大小周期来压现象,大、小周期来压步距分别为23,12 m.动载系数1.31,工作面来压较为剧烈.来压过程中支架工作阻力平均为12 643 k N,最大工作阻力为13 633 k N.工作面煤壁支承压力峰值为14.73 MPa,峰值位于采场煤壁前方5.5~20 m,支承压力增幅剧烈的区域为煤壁前方50 m范围内.小保当矿2-2煤厚土层厚基岩大采高综采面矿压规律与榆神府矿区近浅埋煤层矿压特点相似,为小保当煤矿2-2煤安全开采提供依据. 展开更多

关键词 大采高 厚土层 厚基岩 矿压规律 双关键层

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浅埋煤层综采面强制放顶技术研究

9

作者 王碧清 关有利 《陕西煤炭》 2010年第3期60-61,共2页

通过对神木矿区张家峁煤矿15201试采工作面采前深孔预裂强制放顶的现场观测,得出深孔预裂爆破可以使工作面架后岩体应力释放,支架阻力减小,工作面老顶初次来压步距大大减小,从而可以避免初次来压步距过大造成的灾害。

关键词 厚基岩 深孔预裂爆破 炮眼布置 强制放顶

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厚基岩采场弱胶结岩层动力溃砂机制研究现状与展望 被引量：9

10

作者 董书宁 柳昭星 王皓 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期274-285,共12页

我国西部矿区黄陇、宁东两大煤炭基地发生的采场顶板溃水溃砂与强矿压显现叠加灾害是一种厚基岩采场顶板弱胶结岩层动力溃砂灾害。该灾害类型在表象、物源和动力源上均不同于以往浅埋、近松散层采场的非动力溃水溃砂灾害,是一种新型的... 我国西部矿区黄陇、宁东两大煤炭基地发生的采场顶板溃水溃砂与强矿压显现叠加灾害是一种厚基岩采场顶板弱胶结岩层动力溃砂灾害。该灾害类型在表象、物源和动力源上均不同于以往浅埋、近松散层采场的非动力溃水溃砂灾害,是一种新型的采场顶板灾害。由于该类型灾害突发性强、破坏性大、冲击力大,对安全生产带来严重威胁,致使如何有效防控灾害的再次发生成为许多矿区亟待解决的难题。目前揭示灾害形成的内在机制、探明其中蕴藏的科学问题是建立灾害防控技术体系的基础和关键。通过挖掘灾害形成的表象、物源和动力源特征,分析事故矿区覆岩结构、地层条件及相关研究现状,研究得到硬岩下方支承压力和基本顶载荷分布对弱胶结地层劣化的响应规律、硬岩破断作用下劣化弱胶结地层溃涌的动力形成机制和通道演化规律等2个关键科学问题是揭示灾害形成机制的瓶颈。因此,关于灾害形成机制研究形成了弱胶结地层遇水劣化对影响因素的反馈特征及响应关系、上硬岩层和基本顶受力条件随弱胶结地层劣化的变化规律、劣化弱胶结地层溃涌动力机制和增量载荷作用下通道演化规律等3个主要研究内容,并且提出了从根本上改变灾害发生客观条件的硬岩超前预裂和弱胶结地层注浆改性的综合主动防控技术思路。研究成果将为采场顶板溃水溃砂和强矿压显现并发灾害构建防控技术体系提供借鉴,保障西部煤田大规模安全开发。 展开更多

关键词 厚基岩采场 弱胶结岩层 动力溃砂 强矿压显现 硬岩破断失稳

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西部厚基岩地层竖井钻机机械破岩影响因素分析 被引量：2

11

作者 王媛 宋朝阳 《建井技术》 2023年第4期74-80,共7页

竖井钻机钻井法凿井是现阶段我国盲竖井机械化、无人化、智能化建设的重要工艺技术之一。西部矿区厚基岩地层以胶结程度低、遇水易泥化、强度低的弱胶结岩石为主,与我国中东部竖井钻机钻进的深厚表土地层力学特性不同。针对西部富水弱... 竖井钻机钻井法凿井是现阶段我国盲竖井机械化、无人化、智能化建设的重要工艺技术之一。西部矿区厚基岩地层以胶结程度低、遇水易泥化、强度低的弱胶结岩石为主,与我国中东部竖井钻机钻进的深厚表土地层力学特性不同。针对西部富水弱胶结厚基岩地层条件,简述了竖井钻机钻井技术的发展历程、竖井钻机装备及旋转破岩方式,探讨了竖井钻机机械破岩钻进面临的厚基岩地层高效破岩、钻进技术参数随钻实时控制、地层自稳性差导致井帮失稳风险、泥包钻头或砂包钻头、泥浆性能参数随钻调配设计等难题,并从工程条件、地质特性、破岩刀具、钻头结构、刀具布置、钻进参数、泥浆排渣等方面分析了竖井钻机机械破岩的影响因素及其相互关联和制约关系,梳理了西部厚基岩地层竖井钻机机械破岩技术发展方向,以期为西部厚基岩地层竖井钻机机械破岩钻进技术发展提供参考。 展开更多

关键词 矿井建设 竖井钻机 厚基岩地层 机械破岩 钻进

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厚基岩地层竖井钻机钻井法钻进技术参数及其速度分析 被引量：2

12

作者 赵一超 宋朝阳 +4 位作者 何琪 王文忠 刘渭 张同钊 刘锦玉 《建井技术》 2023年第5期68-75,共8页

竖井钻机钻井法具有施工安全性好、机械化程度高、井壁质量好等优点,可实现打井不下井,本质安全的目标。分析了我国西部与中东部钻井地层的差异性,中东部地层基岩占比不超过20%,而西部地层基岩占比超过80%;针对西部煤系地层厚基岩特性... 竖井钻机钻井法具有施工安全性好、机械化程度高、井壁质量好等优点,可实现打井不下井,本质安全的目标。分析了我国西部与中东部钻井地层的差异性,中东部地层基岩占比不超过20%,而西部地层基岩占比超过80%;针对西部煤系地层厚基岩特性、井筒设计和钻机能力等条件,分析并计算了厚基岩地层竖井钻机钻井直径、深度和钻进分级,提出了进风立井“一钻成井”和回风立井“一扩成井”的钻井工艺;分析了不同地层条件下机械破岩钻进的钻压、转速等技术参数及对应的钻进速度,一次全断面钻进ϕ8.5m井筒,钻头的破岩面积近56.8 m^(2),宜采用低钻压和低转速的方式钻进,而ϕ4.2m钻头超前钻孔和ϕ8.5m钻头扩孔钻进时,可适当提高钻压以达到体积破岩的目的;根据钻井工程数据实测统计,进风井ϕ8.5m全断面一次钻进深度达到491.0m,最高月进尺62.3m,回风井ϕ4.2m钻头超前钻进深度513.1m,最高月进尺110.4m,ϕ8.5m钻头扩孔钻进深度为511.0m,最高月进尺171.3m。陕北可可盖煤矿中央进、回风竖井是竖井钻机钻井法在西部煤系地层的首次成功应用,可为西部厚基岩地层竖井钻机钻井法凿井提供参考。 展开更多

关键词 矿井建设 厚基岩地层 竖井钻机钻井法 机械破岩 钻进速度

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台格庙矿区钻井法凿井钻进工艺可行性研究

13

作者 王旭东 乔文俊 +2 位作者 赵海 王鹏 董俊亮 《煤炭工程》 北大核心 2024年第6期73-79,共7页

神华新街台格庙矿区一井东部风井井筒设计成井深度857.5 m,设计净直径7.0 m,设计井壁厚度850 mm,以此为工程背景,从地质特征、工程条件、装备能力、钻井分级工艺等方面,分析了采用竖井钻机钻井法凿井钻进工艺的可行性。研究了拟建井筒... 神华新街台格庙矿区一井东部风井井筒设计成井深度857.5 m,设计净直径7.0 m,设计井壁厚度850 mm,以此为工程背景,从地质特征、工程条件、装备能力、钻井分级工艺等方面,分析了采用竖井钻机钻井法凿井钻进工艺的可行性。研究了拟建井筒穿越的地层及其岩石力学特性,基岩厚度将达到870 m,基岩占比达到99.3%;基于地质条件、井筒功能和井筒设计参数,计算得出钻井深度将达875 m、钻井直径为10.2 m,并梳理了全岩地层深大直径井筒机械破岩钻进面临的难题;对比分析了东部深厚冲积地层和西部厚基岩地层钻进分级工艺,分析确定了“一扩成井”钻进工艺具有可行性,超前钻孔直径范围为6.5~7 m,扩孔钻进直径为10.2 m。 展开更多

关键词 矿井建设 厚基岩地层 竖井钻机钻井法 机械破岩 分级钻进

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30万吨级船坞宽厚型基岩围堰爆破拆除技术

14

作者 蒋跃飞 王璞 +3 位作者 刘桐 庞海波 周恩泉 吴霄 《爆破》 CSCD 北大核心 2022年第1期107-114,共8页

在某30万吨级船坞基岩围堰爆破拆除工程中,围堰外侧因自然地理条件无法采用大规模水下炸礁方法开挖浅点与航道,须增加围堰爆破工程量使坞口正面一次爆破成型,进而形成了长68 m、宽43 m、深14.6~15.6 m的“宽厚型”基岩围堰爆破拆除,其... 在某30万吨级船坞基岩围堰爆破拆除工程中,围堰外侧因自然地理条件无法采用大规模水下炸礁方法开挖浅点与航道,须增加围堰爆破工程量使坞口正面一次爆破成型,进而形成了长68 m、宽43 m、深14.6~15.6 m的“宽厚型”基岩围堰爆破拆除,其宽度达到类似工程的2倍。为解决其钻孔精度、危害效应、爆破效果难控制等问题,采用“平行+扇形倾斜主炮孔、垂直+预裂辅助孔”覆盖整体待爆围堰,结合“密集布孔、增加单耗”满足开挖破碎效果;利用“高充水位爆破”,辅以常规安全防护,实现对船坞内保护对象有害效应的控制;通过“优选定制民爆器材、增设孔内起爆雷管、多支路搭接V形起爆网路”提高爆破成功可靠性、降低爆破振动影响;总结以往经验,优化改进形成“超深缓倾斜孔钻孔施工方法”,其循环垫渣作业平台、钻孔精准控制措施可以有效保障爆破施工质量、进度与安全。最终爆破成功实施,取得良好的爆破开挖效果,加快了船坞总体投产进度约2个月,为船厂创造经济效益近千万。该技术与应用有具有一定的实践意义与参考价值。 展开更多

关键词 宽厚型基岩围堰 高充水位爆破 超深缓倾斜孔 逐孔起爆网路

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深井临近大煤柱泄水巷冲击机理及防治技术研究 被引量：9

15

作者 李东 姜福兴 +3 位作者 陈洋 盖德成 王永 王伟斌 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期265-271,共7页

为研究深井临近大煤柱泄水巷冲击机理,防止临近大煤柱泄水巷再次发生重大冲击的安全事件,以龙郓矿业为工程背景,采用理论分析、现场监测、工程试验、数值模拟等方法,对1300工作面回采后支承压力分布的特点、卸压孔深度的设计方案、卸压... 为研究深井临近大煤柱泄水巷冲击机理,防止临近大煤柱泄水巷再次发生重大冲击的安全事件,以龙郓矿业为工程背景,采用理论分析、现场监测、工程试验、数值模拟等方法,对1300工作面回采后支承压力分布的特点、卸压孔深度的设计方案、卸压效果进行了研究。结果表明:1)垂直于泄水巷走向沿80 m大煤柱和实体煤侧进行了超深孔探测,并对80 m煤柱和实体煤侧进行了地震CT探测技术,探测结果表明,泄水巷处于高应力集中区。2)通过对龙郓矿业上覆岩层结构的分析,建立了深井厚松散层厚基岩支承压力的力学估算的"载荷三带"模型,理论上计算出1300工作面侧向支承压力的分布规律,与现场探测结果吻合。3)通过上述探测和理论计算结果,合理设计80 m煤柱、实体煤卸压方案,确保泄水巷安全可靠。 展开更多

关键词 冲击地压 支承压力 厚松散层 CT试验

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厚基岩立井冻结法机械化快速施工技术研究 被引量：4

16

作者 杨团辉 李成才 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2012年第11期147-149,共3页

厚基岩全深冻结在国内比较少见,缺乏成熟的快速施工经验,文章针对厚基岩冻结法快速施工提出了阐述,为类似地质条件下如何快速提高井筒掘砌提供了科学宝贵的经验。

关键词 厚基岩 全深冻结 机械化快速施工

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