低透气性煤层群煤与瓦斯共采中的高位环形裂隙体 被引量：158

1

作者 袁亮 郭华 +2 位作者 沈宝堂 屈庆栋 薛俊华 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期357-365,共9页

以顾桥煤矿1115(1)工作面为试验点,运用国际先进的岩层应力、位移、孔隙流压等实时监测手段,围岩变形与水、气耦合的COSFLOW数值模拟技术以及研究采动区流场特征的CFD模拟技术,系统研究并基本掌握了11号煤层深部煤层开采过程中的围岩应... 以顾桥煤矿1115(1)工作面为试验点,运用国际先进的岩层应力、位移、孔隙流压等实时监测手段,围岩变形与水、气耦合的COSFLOW数值模拟技术以及研究采动区流场特征的CFD模拟技术,系统研究并基本掌握了11号煤层深部煤层开采过程中的围岩应力场、裂隙场以及瓦斯流动场之间的动态变化规律。研究表明,采动支承压力影响范围可达300 m,覆岩运动和采动裂隙发育范围在工作面后方170 m以内,170 m以后采动裂隙基本压实,采动裂隙发育高度以及孔隙流压明显降低的高度可达145 m。在此基础上判别了1115(1)工作面上覆煤层群瓦斯高效抽采范围,并初步建立了低透气性煤层群瓦斯高效抽采的高位环形裂隙体及其判别方法,为煤与瓦斯共采理论发展以及工程实践提供了一套新的科学研究方法和工程设计手段。 展开更多

关键词 煤层群 煤与瓦斯共采 裂隙体 深井

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近距离“薄-中-厚”交错分布煤层群上行协调开采定量判别研究 被引量：18

2

作者 李杨 雷明星 +3 位作者 郑庆学 刘树弟 吕华新 刘令生 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第S02期410-418,共9页

开滦矿区开平煤田煤系地层80 m范围内交错分布“薄-中-厚”5层可采煤层,该类煤层群的安全高效回收需要上行与下行相协调的开采模式,关键难题在于如何判断在多层采空区下煤层上行开采的可行性。本文以开滦矿区多年上行开采经验为研究背景... 开滦矿区开平煤田煤系地层80 m范围内交错分布“薄-中-厚”5层可采煤层,该类煤层群的安全高效回收需要上行与下行相协调的开采模式,关键难题在于如何判断在多层采空区下煤层上行开采的可行性。本文以开滦矿区多年上行开采经验为研究背景,采用理论分析、数据统计和现场实测等方法,对开滦矿区近距离煤层上行开采的扰动破坏影响进行研究。基于上行开采的采动影响系数与间深比判别法,结合煤层群开采层间扰动影响、煤系地层分布、岩层物理力学性质、覆岩破断特征等多因素,提出上行开采综合性判别指标,建立上行协调开采的“可行度”定量判别式与评价体系;通过统计分析30个上行开采案例,提出上行开采可行度的区域划分方法;应用钻孔窥视与地质雷达探测技术实测了覆岩裂隙发育程度及破碎情况。结果表明:12-1号煤层的垮落带范围为15.4~21.2 m,观测段内岩层整体下沉量为0.1~0.4 m,验证了钱家营矿1692工作面上行开采方案的合理性;计算分析了范各庄矿全井田66个钻孔上行开采可行度,预测出井田范围内存在的危险区域,有效指导范各庄矿12号煤层→9号煤层上行开采可行性的问题。同时,通过对“可行度”判别式的研究,给出了开滦矿区近距离煤层、极近距离煤层及煤层群的判别依据。该方法在开滦矿区现场工程实践中成效显著,为安全高效开采近距离煤层群资源提供新的理论依据。 展开更多

关键词 近距离煤层群 上行开采可行度 定量判据 等级评价方法

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大倾角多煤层条带开采三维有限元模拟研究 被引量：8

3

作者 张俊英 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第3期242-246,共5页

对大倾角多煤层条带开采进行了三维有限元模拟研究，分析了地表沉降、煤柱应力与开采煤层数、煤层层间距、条采尺寸及相互位置、采出率、走向条带开采等的相互关系，指出了大倾角多煤层条带开采条采尺寸的确定方法，为工程实践提供了理... 对大倾角多煤层条带开采进行了三维有限元模拟研究，分析了地表沉降、煤柱应力与开采煤层数、煤层层间距、条采尺寸及相互位置、采出率、走向条带开采等的相互关系，指出了大倾角多煤层条带开采条采尺寸的确定方法，为工程实践提供了理论依据． 展开更多

关键词 大倾角 多煤层 条带开采 有限元 模拟 采煤

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多煤层条带开采煤柱稳定性评价方法研究 被引量：9

4

作者 邓喀中 范洪冬 +1 位作者 谭志祥 张宏贞 《中国科技论文在线》 CAS 2009年第11期824-829,共6页

条带开采是国内外应用最广泛的控制地表沉陷、保护地面建筑物和生态环境的技术,同时也是绿色开采技术体系的主要技术措施之一。条带开采煤柱稳定性是条带开采设计的关键,国内外对单一煤层开采条带煤柱稳定性研究较多,对多煤层条带开采... 条带开采是国内外应用最广泛的控制地表沉陷、保护地面建筑物和生态环境的技术,同时也是绿色开采技术体系的主要技术措施之一。条带开采煤柱稳定性是条带开采设计的关键,国内外对单一煤层开采条带煤柱稳定性研究较多,对多煤层条带开采煤柱稳定性研究较少,为此,在系统分析影响多煤层条带煤柱稳定性因素基础上,获得了在上下煤柱不对齐条件下,影响煤柱稳定性的最大因素是下煤层的开采宽度。在此基础上,基于梁理论,建立了多煤层条带开采层间应力、下煤层开采宽度计算式及上下煤柱稳定性评价方法,计算与实测结果证明了所提出方法的正确性,为多煤层条带开采煤柱稳定性评价提供了理论方法。 展开更多

关键词 多煤层 条带 稳定性 评价 开采沉陷

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倾斜多煤层条带开采地表移动规律研究 被引量：7

5

作者 魏好 邓喀中 《金属矿山》 CAS 北大核心 2009年第5期16-19,95,共5页

条带开采是控制地表沉陷及采动损害的有效方法之一,但是目前对多煤层条带开采时地表移动规律研究不足,尤其是倾斜多煤层条带开采地表移动规律研究较少。对此进行研究,对控制地表沉陷,减轻采动损害具有重要的理论意义和实用价值。为此采... 条带开采是控制地表沉陷及采动损害的有效方法之一,但是目前对多煤层条带开采时地表移动规律研究不足,尤其是倾斜多煤层条带开采地表移动规律研究较少。对此进行研究,对控制地表沉陷,减轻采动损害具有重要的理论意义和实用价值。为此采用FLAC数值模拟软件,系统研究了倾斜多煤层条带开采中不同采深、不同采宽、不同层间距和上下煤柱的空间位置关系对地表下沉和水平移动的影响规律,建立了地表最大下沉和最大水平移动值与采深和错开程度、采宽和错开程度、层间距和错开程度的综合影响关系式。 展开更多

关键词 倾斜多煤层 条带开采 FLAC 数值模拟 地表移动

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煤层群开采覆岩运移规律及“三带”高度确定 被引量：8

6

作者 郭瑞瑞 郑凯歌 +1 位作者 席杰 王泽阳 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2023年第8期106-117,共12页

为研究煤层群开采条件下覆岩移动规律及“三带”分布范围,基于神东布尔台煤矿42106工作面概况,采用相似模型物理实验方法模拟了2-2煤及4-2煤2层煤先后开采的覆岩移动变化特征,分别就覆岩垮落特征、应力变化、岩层下沉量3个方面进行了对... 为研究煤层群开采条件下覆岩移动规律及“三带”分布范围,基于神东布尔台煤矿42106工作面概况,采用相似模型物理实验方法模拟了2-2煤及4-2煤2层煤先后开采的覆岩移动变化特征,分别就覆岩垮落特征、应力变化、岩层下沉量3个方面进行了对比分析。结果表明:上煤层工作面开采结束后,覆岩破坏程度整体较低,应力峰值主要存在工作面超前影响区域,存在块体铰接等现象;下层煤开采后裂隙带与上层煤采空区沟通,导致复合煤层采空区的断裂带远大于上煤采后的断裂带,应力相比上煤层整体较大,且顶板下沉量显著增大,覆岩历经离层、离层增大,最终闭合3个阶段。通过观测点数据测量确定了42106工作面“三带”高度,并在现场进行钻孔监测,验证了相似物理模拟结果的合理性。 展开更多

关键词 多煤层开采 覆岩运移 物理模拟 “三带”探测 “三带”高度

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多煤层时空协调开采模式与岩层控制机理 被引量：8

7

作者 阎跃观 朱元昊 +3 位作者 戴华阳 张琰君 代安进 李明 《采矿与安全工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第6期1143-1153,共11页

针对黄河流域中下游矿井多煤层的赋存特点,基于资源与生态、人居环境绿色发展的理念,提出了基于煤柱法向错距变化和煤柱空间形态变化的多煤层时空协调开采模式。以山东某矿的地质采矿条件为研究背景,通过数值模拟计算和岩体力学结构分析... 针对黄河流域中下游矿井多煤层的赋存特点,基于资源与生态、人居环境绿色发展的理念,提出了基于煤柱法向错距变化和煤柱空间形态变化的多煤层时空协调开采模式。以山东某矿的地质采矿条件为研究背景,通过数值模拟计算和岩体力学结构分析,研究多煤层时空协调开采地表移动规律和岩层控制机理。主要结论如下:随煤柱错距系数和开采层数的增加,地表下沉加大,当错距系数大于0.75时,地表下沉和水平移动受煤柱错距变化影响较小,各布局模式中,“正梯形煤柱”布局总采出率减小,柱充联合体的稳定性和垮落区的隔离效果增加,对地表移动的控制效果较好;多煤层时空协调开采地表下沉率与煤柱错距系数及煤柱宽度均呈乘幂函数关系,并建立了本区基于采深、煤柱法向错距和煤柱宽度的多煤层时空协调开采地表下沉率的拟合经验公式;揭示了多煤层时空协调开采岩层控制机理。通过多组开采单元协同作用,形成柱充联合体的有效承载结构以减小主关键层的移动空间,保证主关键层不破断,控制地表沉降;多煤层时空协调开采地表下沉率介于0.20~0.32之间,水平移动系数约为0.09,总采出率可达70%左右,相比多煤层条带开采,采出率提升约30%~40%。多煤层时空协调开采模式,既保证了资源采出率,又能有效地控制岩层和地表移动,为黄河流域多煤层矿区滞压煤炭资源的绿色开采提供了一项经济可靠、资源损失率小的技术选择。 展开更多

关键词 多煤层开采 时空协调 岩层控制 煤柱错距系数 煤柱空间形态

原文传递

采空区及煤柱下回采巷道围岩控制技术 被引量：8

8

作者 马鑫 熊志朋 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2019年第6期94-99,共6页

为有效控制采空区及煤柱下方的回采巷道失稳破坏,采用现场监测和数值模拟的方法,对采空区底板岩层应力分布规律及巷道失稳破坏原因进行分析,同时根据分区支护的思想对不同区域巷道断面支护参数进行优化。研究表明:煤柱在底板岩层中传递... 为有效控制采空区及煤柱下方的回采巷道失稳破坏,采用现场监测和数值模拟的方法,对采空区底板岩层应力分布规律及巷道失稳破坏原因进行分析,同时根据分区支护的思想对不同区域巷道断面支护参数进行优化。研究表明:煤柱在底板岩层中传递的垂直集中应力是下部煤层回采巷道发生失稳破坏的主导因素。受遗留煤柱传递荷载影响,下部9#煤层应力呈现单峰值的'钟形'分布,根据其应力分布规律,对交叉区域巷道进行分区优化支护,提出不同区域的支护方案。工程实践表明,支护参数优化后,巷道得到了有效地控制。 展开更多

关键词 矿业工程 多煤层 采空区及煤柱 回采巷道 分区支护 围岩控制

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大同煤田石炭二叠系煤层顶板导水裂隙带发育规律研究 被引量：7

9

作者 缪小成 《现代矿业》 CAS 2021年第1期48-52,共5页

根据侏罗纪煤层地质特征及其开采方法,通过理论分析,研究侏罗纪煤层开采、采空区形成过程中的围岩破裂特征及其时空演化规律。针对双纪煤层地质及水文地质特征,分析石炭二叠纪煤层开采过程中及开采后,双纪煤层间岩层的变形破坏、垮落和... 根据侏罗纪煤层地质特征及其开采方法,通过理论分析,研究侏罗纪煤层开采、采空区形成过程中的围岩破裂特征及其时空演化规律。针对双纪煤层地质及水文地质特征,分析石炭二叠纪煤层开采过程中及开采后,双纪煤层间岩层的变形破坏、垮落和移动规律,计算分析导水裂隙带高度,及其与侏罗纪采空区底板裂隙带的连通机制,研究揭示大同矿区侏罗纪采空区围岩裂隙发育与积水运移规律,及其对石炭二叠纪煤层安全开采的影响,考虑到双系煤层开采复杂的工作面布置以及多煤层开采对覆岩岩性结构的扰动,相似材料模拟法弥补了经验公式法的不足,动态模拟煤层开采过程中上覆基岩变形破坏的范围及塑性分布情况,导水裂隙带高度模拟结果更接近实测值。 展开更多

关键词 石炭—二叠纪 导水裂隙带高度 多煤层 重复采动 相似材料模拟

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近距离煤层群下保护层开采卸压保护效果研究 被引量：6

10

作者 杨枫 郑金龙 《煤炭技术》 CAS 2020年第1期134-137,共4页

为了防治石屏一矿近距离煤层群开采过程中存在的煤与瓦斯突出风险,运用FLAC3D数值模拟软件分析了11025下保护层开采对上覆C19主采煤层卸压保护效果。研究结果表明:平均厚度1.3 m的下保护层开采后,距离20.9 m的上覆煤层应力释放呈现很强... 为了防治石屏一矿近距离煤层群开采过程中存在的煤与瓦斯突出风险,运用FLAC3D数值模拟软件分析了11025下保护层开采对上覆C19主采煤层卸压保护效果。研究结果表明:平均厚度1.3 m的下保护层开采后,距离20.9 m的上覆煤层应力释放呈现很强的分区分带性,采场中部一定范围内的应力明显降低,靠近采场边缘应力增大,中心最大位移量约为440 mm。基于法向应力和膨胀变形率指标确定煤层倾向方向卸压角运输巷侧为δ1=60.4°,风巷侧为δ2=67.9°,走向方向两端卸压角δ3=δ4=58.7°。下保护层开采后,卸压范围内C19主采煤层透气性系数提高7倍,最高瓦斯抽采速率1.13 m3/min,瓦斯压力降为0,起到了良好的卸压保护效果。 展开更多

关键词 近距离煤层群 下保护层开采 卸压范围 应力分布 煤与瓦斯突出

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近距离煤层群协调开采支架工作阻力计算方法与系统 被引量：5

11

作者 李杨 任玉琦 +2 位作者 李铁峥 杨坤鹏 金向阳 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期268-277,共10页

近距离煤层群协调开采模式下,由于煤层间的开采扰动影响,各煤层开采顶板结构特征不尽相同,因此各煤层开采支架工作阻力的计算方法也存在差异。为针对性地为各煤层开采支架额定工作阻力确定提供思路,综合应用理论分析、系统开发及现场实... 近距离煤层群协调开采模式下,由于煤层间的开采扰动影响,各煤层开采顶板结构特征不尽相同,因此各煤层开采支架工作阻力的计算方法也存在差异。为针对性地为各煤层开采支架额定工作阻力确定提供思路,综合应用理论分析、系统开发及现场实测方法,对各煤层开采支架工作阻力的计算方法进行了研究。主要成果有:①建立了煤层开采顶板砌体梁式、散体给定式及散体给定−砌体梁式平衡结构模型。砌体梁式平衡结构适用于未受开采扰动影响或受到的开采扰动影响较小的煤层开采;散体给定载荷平衡结构适用于煤层顶板岩层为单一岩层,且受到上部煤层开采影响的煤层开采;散体给定载荷−砌体梁式平衡结构适用于顶板岩层为多层岩层,且层间存在厚度较大,岩性较硬的岩层,同时受到上煤层开采影响岩层仍能保持连续性与完整性的煤层开采;②开发了适用于开滦集团“近距离煤层群开采覆岩破断及支架载荷评价系统”,提出了各煤层支架额定工作阻力的建议选择结果。通过各煤层开采支架压力实测,采用支架额定工作阻力经验选择结果后,各煤层开采支架载荷利用率普遍偏低,支架载荷富余量偏大。而采用各煤层支架额定工作阻力的建议选择结果后,各煤层开采支架载荷利用率明显提高。 展开更多

关键词 近距离煤层群 协调开采 顶板结构 支架工作阻力 系统开发

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新疆大倾角多煤组煤矿区煤层气开发利用进展与前景 被引量：4

12

作者 孙东玲 梁运培 +1 位作者 黄旭超 冉启灿 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期162-172,共11页

煤层气是非常规天然气的重要组成部分,新疆作为我国十四个特大型煤炭产业基地之一,煤层气资源储量丰富,约占全国煤层气资源总量的26%。为分析归纳新疆特殊的大倾角多煤组煤矿区煤层气资源特征,总结了“十三五”以来,新疆煤矿区煤层气开... 煤层气是非常规天然气的重要组成部分,新疆作为我国十四个特大型煤炭产业基地之一,煤层气资源储量丰富,约占全国煤层气资源总量的26%。为分析归纳新疆特殊的大倾角多煤组煤矿区煤层气资源特征,总结了“十三五”以来,新疆煤矿区煤层气开发利用在理论、技术及装备方面取得的突破性研究进展,并对未来新疆煤矿区煤层气开发利用潜力和应用前景作出长远的展望。结果表明:新疆煤矿区资源具有“倾角大、煤层多、煤阶低、含气高”的特征。取得的突破性研究进展主要包括:提出了基于“三孔四区五量”的大倾角多煤组煤矿区时空协同煤与煤层气协调开发模式;阐明了大倾角采动地面井变形模式及高危位置确定方法,提出了“避、抗、让、疏、护”五字理念的地面井设计技术;研发了大倾角碎软煤层下向递进式抽采钻孔成套技术与装备;构建了新疆高寒地区煤层气利用蓄热氧化供暖技术;上述研究成果在现场试验中成功应用,提升了新疆煤矿区煤层气开发利用的整体水平。然而,规模化的煤层气开发利用产业尚未大面积形成。因此,亟需总结推广典型的大倾角多煤组煤矿区三区联动煤层气开发模式;加强多煤组煤矿区的地面井均匀超前预抽;研发井下煤层气高效抽采技术及装备;基于非对称采动卸压作用实现靶向精准抽采煤层气;拓展适用于高寒地区的全浓度范围煤层气利用技术;重点加快推进国家级“新疆准噶尔盆地南缘煤层气产业化基地”建设,实现新疆丰富煤层气资源的规模有效开发利用。 展开更多

关键词 煤层气 大倾角 多煤层 采动区地面井 开发与利用

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水库水体及坝体下多煤层开采可行性分析 被引量：4

13

作者 刘贵 汪义龙 +1 位作者 高超 田国灿 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第10期185-191,共7页

水库下采煤,在保证煤矿井下安全生产的同时,也要保证水库水体与坝体不被破坏,这牵涉到水体下、水工构筑物下的煤层安全开采。在开展在水库水体与坝体不受开采损坏的同时,实现井下安全生产可行性的研究。基于BLS煤矿的地质采矿条件及地... 水库下采煤,在保证煤矿井下安全生产的同时,也要保证水库水体与坝体不被破坏,这牵涉到水体下、水工构筑物下的煤层安全开采。在开展在水库水体与坝体不受开采损坏的同时,实现井下安全生产可行性的研究。基于BLS煤矿的地质采矿条件及地面水库、坝体情况,通过分析各煤层上覆岩层岩性,确定了覆岩类型为中硬-坚硬覆岩类型,并根据近距离煤层开采覆岩破坏高度计算规则,计算出了覆岩破坏高度。在此基础上进行了防水安全煤岩柱高度的预计、工作面充水影响分析和C2、C3、C4、C7+8煤层的采动影响计算。结果表明:①水库区域煤层埋深大,可采煤层为薄及中厚煤层,覆岩破坏发育高度低。在水库、浅层水体与采动破坏之间赋存有分布稳定、厚度大、未被采动破坏的隔水岩层,同时在水库区域周边未揭示大型断层或陷落柱等构造。隔水岩层良好的隔水性能使得水库、浅部水体与采动影响区域没有水力联系,开采不会使水库蓄水的原有地质条件发生变化,水库、浅层水体的赋存状态基本不受煤层开采的影响,因此水库下开采可行;②C2煤层开采后,坝体受到最终的静态变形为压缩变形,值为-1.3 mm/m,相对拉伸变形,压缩变形对保护坝体较有利。在C2煤层开采过程中坝体还可能受到的动态最大拉伸变形在2.0 mm/m以内,在允许变形范围内,坝体基本不会产生损坏;③其余煤层开采时须留设坝体保护煤柱或采取其他措施以保证坝体安全使用。 展开更多

关键词 水库下采煤 多煤层 充水性 坝体保护 采动影响

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多煤层重复采动回采巷道失稳机理与控制技术

14

作者 韦四江 黄英俊 +3 位作者 谭毅 王猛 秦剑云 杨发军 《河南理工大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第5期1-9,共9页

戊9-10-22290工作面为平煤六矿三水平二采区的孤岛工作面,风巷外段在采掘服务期间将会受到上覆戊8及下伏五矿己组回采影响,采掘时空关系异常复杂。目的为探讨多煤层重复采动回采巷道失稳机理与控制技术,方法基于采掘工作面应力时-空演... 戊9-10-22290工作面为平煤六矿三水平二采区的孤岛工作面,风巷外段在采掘服务期间将会受到上覆戊8及下伏五矿己组回采影响,采掘时空关系异常复杂。目的为探讨多煤层重复采动回采巷道失稳机理与控制技术,方法基于采掘工作面应力时-空演化关系,提出平煤六矿戊9-10-22290工作面风巷外段全生命周期内的围岩控制方法,并进行现场工程应用。结果结果表明:上覆近距离煤层开采后,巷道顶板出现拉剪破坏;本煤层和下伏煤层回采过程中,巷道将逐段受到超前支承压力作用;根据巷道围岩所处的扰动时-空过程和高应力环境,提出“高预应力高强锚杆+锚索+深孔爆破卸压”的抗压-让压-卸压相结合的综合围岩控制技术。现场工业性试验表明,巷道服务期间两帮最大变形量为347 mm,顶板下沉和底板鼓起均在可控范围内,能够满足矿井安全生产需求,取得较好的技术和经济效益,结论研究结果可为类似条件下的回采巷道围岩控制提供参考。 展开更多

关键词 多煤层 重复采动 回采巷道 失稳机理 围岩控制

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南梁煤矿多煤层开采地下水系统演化规律 被引量：4

15

作者 白阳 齐跃明 +4 位作者 项敏 苏磊 马仪鹏 兰璇 苏成志 《地质科技通报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期183-192,共10页

煤层开采对所在矿区地下水系统有着重要影响。以往研究单煤层开采对地下水系统的影响较多,而对多煤层的影响研究甚少,特别对于我国西部缺水矿区。以南梁煤矿为例,运用地下水系统演化理论和岩石力学模拟等,对该矿井水文地质结构、矿井涌... 煤层开采对所在矿区地下水系统有着重要影响。以往研究单煤层开采对地下水系统的影响较多,而对多煤层的影响研究甚少,特别对于我国西部缺水矿区。以南梁煤矿为例,运用地下水系统演化理论和岩石力学模拟等,对该矿井水文地质结构、矿井涌水变化规律、矿井地下水流场演变、矿井地下水化学成分变化等方面进行了综合分析研究,重构了多煤层开采条件下南梁矿井地下水系统流动模型,初步揭示了矿井水化学成分的演化机理。研究结果表明,2^(-2)煤单煤层开采时,顶板导裂带的最大发育高度为42.1 m,而2^(-2)和3^(-1)煤层重复开采时则增大为83.1 m,相应地应力、位移、塑性区范围后者也比前者增大许多。这揭示出多煤层重复采动明显增大了顶板导裂带的发育高度,加剧了矿井水文地质结构变异,进一步地,导水裂隙带改变了天然地下水渗流路径,沟通了不同含水层之间的水力联系,增强了地下水流动速度和水文地球化学作用,整体扩大了地下水流动系统的规模,从降雨入渗→导裂带渗流→各煤层涌水→井底水仓排水构成了一个自然-人工复合地下水流动模式。研究成果可以为南梁煤矿的矿井水害防治及水资源高效利用提供科学依据,也为类似矿区提供研究参考。 展开更多

关键词 多煤层开采 地下水系统 水文地质结构 演化规律 南梁煤矿

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多煤层采动层间覆岩破断规律及稳定性控制研究

16

作者 张传玖 李宣良 +3 位作者 贾士耀 杨正义 郭坤勇 许乐 《矿业研究与开发》 CAS 北大核心 2024年第8期104-112,共9页

为解决多煤层采动层间覆岩破断复杂、难控制等问题,以神东某多煤层矿井为研究背景,通过理论分析、现场监测与数值模拟相结合的研究手段,分析多煤层开采层间覆岩破断特征及运移规律。首先,基于悬臂梁理论分析计算了多煤层采动下层间覆岩... 为解决多煤层采动层间覆岩破断复杂、难控制等问题,以神东某多煤层矿井为研究背景,通过理论分析、现场监测与数值模拟相结合的研究手段,分析多煤层开采层间覆岩破断特征及运移规律。首先,基于悬臂梁理论分析计算了多煤层采动下层间覆岩移动量,同时将现场监测数据与理论值进行对比分析;然后,采用3DEC模拟研究了多煤层在不同开采距离下层间覆岩运移及破断特征;最后,提出了煤壁锚索+层间覆岩锚网锚杆强化支护技术。结果表明:可利用多煤层开采层间覆岩运移理论计算层间覆岩裂隙发育高度;多煤层开采过程中易采用下行式开采,上、下煤层间距在20~40 m之间最为合适;多煤层采动过程中层间覆岩移动量呈先增加后降低的趋势,相较于普通支护,煤壁锚索+层间覆岩锚网锚杆强化支护的顶板移近量降低了约65%,取得了良好的支护效果。研究结果为多煤层采动条件下顶板稳定性控制提供了理论依据。 展开更多

关键词 多煤层开采 覆岩破断特征 运移规律 力学特性 数值模拟

原文传递

近水平复合煤层露天矿非工作帮高位煤层回采方案研究 被引量：2

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作者 曹博 李青怡 +3 位作者 汪帅 赵波 吕明家 刘光伟 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期47-57,共11页

在我国近水平复合煤层露天煤矿开采建设过程中,边帮压煤问题普遍存在,但通常只针对下部煤层回采问题进行研究。基于如何进行非工作帮高位煤层回采的问题,利用初步形成的内排土场为作业平台,考虑边帮边坡稳定性对回采模式的影响,提出了... 在我国近水平复合煤层露天煤矿开采建设过程中,边帮压煤问题普遍存在,但通常只针对下部煤层回采问题进行研究。基于如何进行非工作帮高位煤层回采的问题,利用初步形成的内排土场为作业平台,考虑边帮边坡稳定性对回采模式的影响,提出了在边坡稳定的前提下沿边帮依次形成“敞口”、“斜坡道”并分阶段回采的模式。结合露天矿实际生产中需满足一定边坡角以确保边帮整体稳定的要求,以经济效益最优为判断准则,将分阶段回采模式分为回收阶段间煤柱和保留阶段间煤柱两种回采方式,并通过定量分析分别给出2者经济可行性的理论判据,随之讨论了2种回采方式所取得的净收益值与煤层厚度的关系。研究表明:不同回采方式的净收益值与煤层厚度大小正相关,因此可借助分析煤层厚度与净收益值的关系来选择较优回采方式,具体应用过程中回采方式的经济合理性需结合现场实际进行验算。以某露天矿为工程实例:①确定回收阶段间煤柱回采方式更经济,其净收益为6385.320万元,非工作帮残煤回采剥采比为0.758;②可通过降低煤柱高度、增大采场和排土场所对应帮坡角的方式对保留阶段间煤柱回采方式进行改进以提高经济效益。成果可应用于类似露天矿,通过减少煤炭资源浪费,提升矿山企业整体经济效益的同时保证矿山安全、绿色、高效开采。 展开更多

关键词 近水平复合煤层 露天矿 高位煤层回采 回收阶段间煤柱 保留阶段间煤柱

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半固结砂岩含水层下多煤层重复采动突水溃砂危险性分析 被引量：1

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作者 张洪清 李磊 +2 位作者 张风达 汪义龙 周全超 《煤炭技术》 CAS 北大核心 2022年第11期138-142,共5页

针对半固结砂岩含水层下的多煤层安全开采问题,分析了多重含水层分布特点、半固结砂岩力学参数,研究了多重煤层重复采动覆岩破坏高度,给出了相应安全煤岩柱的留设尺寸,分析了多煤层采动影响受多重含水层的充水溃砂影响。从导水通道、含... 针对半固结砂岩含水层下的多煤层安全开采问题,分析了多重含水层分布特点、半固结砂岩力学参数,研究了多重煤层重复采动覆岩破坏高度,给出了相应安全煤岩柱的留设尺寸,分析了多煤层采动影响受多重含水层的充水溃砂影响。从导水通道、含水层水压力、工作面排水能力3个方面出发,提出“采前疏降、顶疏结合、疏采相辅”的控水采煤技术。研究发现半固结砂岩弱化了导水裂缝带发育程度,重复采动过程中导水裂缝逐渐波及Ⅱ2a煤层采空区,即Ⅱ3煤层顶板含水层水、Ⅱ2a煤层采空区积水对工作面开采具有充水溃砂影响,一含与二含对工作面开采具有充水影响。 展开更多

关键词 半固结砂岩 多煤层 重复采动 充水溃砂

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极近距离煤层联合开采工作面矿压显现规律实测研究 被引量：6

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作者 牛世伟 张玉江 +1 位作者 白锦文 吴浩 《煤炭技术》 北大核心 2015年第11期15-17,共3页

为了掌握极近距离联合开采工作面矿压显现规律,实测了灵石煤矿极近距离9#煤与10#煤联合开采工作面的支架工作阻力,分析了进行联合开采回采工作面顶板的矿压显现规律。研究表明:进行联合开采的090105和100105回采工作面都具有明显的周期... 为了掌握极近距离联合开采工作面矿压显现规律,实测了灵石煤矿极近距离9#煤与10#煤联合开采工作面的支架工作阻力,分析了进行联合开采回采工作面顶板的矿压显现规律。研究表明:进行联合开采的090105和100105回采工作面都具有明显的周期来压现象,工作面周期来压步距分别为13.4 m和10.6 m;下煤层工作面比上煤层工作面动压影响大,矿压显现更明显,下煤层工作面来压时间持续更短。为极近距离煤层联合开采矿压控制提供了重要依据。 展开更多

关键词 极近距离煤层 联合开采 现场实测 矿压显现

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平顶山矿区多煤层卸压立体抽采模式与工程示范

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作者 李延河 倪小明 贾晋生 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期162-172,共11页

平顶山矿区多煤层发育、含气层段多,仅靠井下进行瓦斯治理工程量大、难度高。为了开辟平顶山矿区瓦斯抽采新模式,达到“采一层抽多层”的目的,采用气测录井与含气量测试相结合的方法精准判识了煤系主要含气层段和含气量;采用体积法评价... 平顶山矿区多煤层发育、含气层段多,仅靠井下进行瓦斯治理工程量大、难度高。为了开辟平顶山矿区瓦斯抽采新模式,达到“采一层抽多层”的目的,采用气测录井与含气量测试相结合的方法精准判识了煤系主要含气层段和含气量;采用体积法评价了东部5对矿井采动区和采空区的煤系气资源量。基于“O”形圈理论和“防-抗-让”思想,分别优化设计了采动井、采空井的井位、层位和井身结构,构建了采动区、采空区多煤层卸压立体抽采模式并进行了工程示范。结果表明:(1)二_(1)煤层顶板200 m范围内存在四煤组、三煤组、二_(1)煤层顶板60 m范围内的砂岩/泥质砂岩互层段等3处主要含气段。平顶山矿区东部5对矿井的采动区和采空区资源量分别为26.36×10~8 m^(3)和20.00×10~8 m^(3)。(2)采动井最佳井位为0.17~0.28倍采长,且靠近回风巷条带区域;走向上,采动井的间距一般为80~100 m。创建了“大口径、避开岩体变形强烈区、P110梯型扣套管”的采动直井稳孔技术体系和“下行水平轨迹+提高套管强度”的采动L型水平井稳产技术体系,保证了产气通道的畅通性。采空井一般布置在距离回风巷30~50 m的区域,完钻位置一般为二_(1)煤层顶板40~60 m的范围;筛管布置在四煤段顶板至裂隙带底部。(3)建立了“地面采动直井/定向井-采动L型水平井-采空井”联作的卸压立体抽采模式,实现了多气源立体抽采。截至2024年4月30日,累计抽采纯量达5258.8万m^(3),总利用量达到3735.4万m^(3),率先在河南省实现了煤系气产业化开发,示范和引领带动作用显著。 展开更多

关键词 煤系气 多煤层卸压 立体抽采模式 采动区 采空区 平顶山矿区

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