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红石湾煤矿上保护层开采对垂直应力影响数值模拟分析

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内蒙古煤炭经济 2016年第24期 115-116页

作者：朱德军神华宁夏煤业集团红石湾煤矿有限责任公司宁夏银川750407

为研究红石湾煤矿010303工作面回采后对下部010503工作面回采过程中垂直应力分布的影响,依据红石湾煤矿010503工作面实际地质资料,基于FLAC3D5.0数值模拟软件,根据GAUSS定理可求得单元的应变率,进而可以根据材料设定的本构定律求得各单... 详细信息

为研究红石湾煤矿010303工作面回采后对下部010503工作面回采过程中垂直应力分布的影响,依据红石湾煤矿010503工作面实际地质资料,基于FLAC3D5.0数值模拟软件,根据GAUSS定理可求得单元的应变率,进而可以根据材料设定的本构定律求得各单元新的应力。然后按节点周围的单元对应力围线积分,即能求得作用在节点上的不平衡力,按照时步迭代求解的方法可确定各节点的不平衡力,利用运动定律即可确定节点在某一时刻的加速度,即计算达到图中左下角,然后再按时步进行下一轮循环,一直算到问题收敛。若问题本身不收敛,如发生塑性流动,则可以跟踪塑性流动的全过程。根据模拟结果与实际情况对比分析,为后续010503工作面开采提供指导意义。

关键词：上保护层垂直应力数值模拟

深部近距低采高上保护层开采煤岩体动力学演化及其控制因素数值模拟试验

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深部近距低采高上保护层开采煤岩体动力学演化及其控制因素数值模...

基于FDTD的煤层工作面上保护层检测正演分析

第三届全国煤矿机械安全装备技术发展高层论坛暨新产品技术交流会

作者：惠功领河南理工大学安全学院

煤岩体动力学演化特征的研究直接关系到工程技术人员科学定量地做出正确决策,而国内外关于深部保护层开采煤岩体动力学演化特征的数值模拟试验还不多。本文以平煤股份十二矿的己14—31010保护层工作面作为分析对象,研究了保护层开采后... 详细信息

煤岩体动力学演化特征的研究直接关系到工程技术人员科学定量地做出正确决策,而国内外关于深部保护层开采煤岩体动力学演化特征的数值模拟试验还不多。本文以平煤股份十二矿的己14—31010保护层工作面作为分析对象,研究了保护层开采后下伏煤岩体应力变化、移动变形规律分析以及被保护煤层开采卸压及岩层移动变形规律。根据数值计算结果分析得知,随着保护层的向前推进,采空区下部煤岩体分为原岩应力区、支承应力区、应力降低区、应力逐渐恢复区、支承应力区和原岩应力区;保护层的开采使得下被保护层获得了良好的卸压效果,工作面推进100 m后,下被保护层顶板垂直应力低于10 MPa的范围达93 m,低于5 MPa的范围达79 m。通过参数分析得知,保护层工作面开采高度越大,被保护层的卸压保护效果越好;当层间岩层较为坚硬时,将影响到下被保护层的卸压保护作用。分析结果对实际深部保护层开采方案的设计提供了理论依据。

关键词：深部开采近距离上保护层采动压力数值模拟

来源： cnki会议评论

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采矿技术 2020年第1期20卷 145-149页

作者：王树奇宁箭王振西安科技大学陕西西安710054 陕西烽火通信集团有限公司陕西宝鸡市721000

为了解决煤炭开采过程中对煤层预留厚度的检测问题,建立基于探地雷达的煤层工作面物理模型,应用时域有限差分法(FDTD)计算工作面上保护层煤岩分界面,研究电磁波在煤层上保护层检测中的传播规律。利用GprMax和Matlab数值计算软件分析不... 详细信息

为了解决煤炭开采过程中对煤层预留厚度的检测问题,建立基于探地雷达的煤层工作面物理模型,应用时域有限差分法(FDTD)计算工作面上保护层煤岩分界面,研究电磁波在煤层上保护层检测中的传播规律。利用GprMax和Matlab数值计算软件分析不同激励源频率下的信号杂波特点,对不同地质构造特点和矩形、圆形异构体的雷达成像进行研究。研究结果表明:结合探地雷达时域波形图可以对上保护层厚度进行准确检测;激励源中心频率为900 MHz的雷克子波探测效果最佳;褶皱煤层的探地雷达图像能清晰地反映出煤层的起伏状况,但是富水破碎带对上保护层岩层厚度检测产生严重干扰;根据探地雷达正演模拟图像可以推断出异常体的埋深。

关键词：探地雷达上保护层正演模拟时域有限差分法

欣欣煤矿上保护层保护范围确定及保护效果考察

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内蒙古煤炭经济 2021年第2期 161-162页

作者：曹昊张金涛昆明煤炭科学研究所云南昆明650200

为防止欣欣煤矿C9煤层发生煤与瓦斯突出事故,提升瓦斯治理效果,选择C8煤层作为上保护层、C9煤层为被保护层的区域防突措施,按照相关规定计算得出了关键参数:确定C8煤层开采后,沿倾斜方向的卸压角δ3、δ4为75°,沿走向方向的边缘卸压角... 详细信息

为防止欣欣煤矿C9煤层发生煤与瓦斯突出事故,提升瓦斯治理效果,选择C8煤层作为上保护层、C9煤层为被保护层的区域防突措施,按照相关规定计算得出了关键参数:确定C8煤层开采后,沿倾斜方向的卸压角δ3、δ4为75°,沿走向方向的边缘卸压角δ5为58°,C8煤与C9煤层间距26.1m,属于有效保护间距,C9煤层110901工作面回采区约占94%的区域在有效保护范围内。进行了保护效果考察,结果显示:被保护区域平均残余瓦斯含量较原始瓦斯含量降低了35.4%,平均残余瓦斯压力较原始瓦斯压力降低了34%,表明开采上保护层C8煤层有效保护了C9煤层,大幅度降低了被保护区域内煤与瓦斯突出危险性。

关键词：煤与瓦斯突出区域防突措施上保护层保护层保护范围保护效果考察

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高突矿井未开采保护层区域瓦斯治理研究

矿业安全与环保 2024年第3期51卷 56-64页

作者：赵泓超王秦生陕西煤业化工技术研究院有限责任公司陕西西安710070

为解决高突矿井试验工作面未开采保护层区域瓦斯浓度超限难题,基于COMSOL数值模拟分析了抽采参数对煤层瓦斯预抽效果的影响规律,通过物理相似模拟明确了采动卸压瓦斯导流通道。结合工程实际采掘进度,划分“掘进期”和“回采期”,分别开... 详细信息

为解决高突矿井试验工作面未开采保护层区域瓦斯浓度超限难题,基于COMSOL数值模拟分析了抽采参数对煤层瓦斯预抽效果的影响规律,通过物理相似模拟明确了采动卸压瓦斯导流通道。结合工程实际采掘进度,划分“掘进期”和“回采期”,分别开展瓦斯防治工作,采用立体式瓦斯抽采技术开展“顺层+穿层”钻孔瓦斯抽采。分析了掘进期高负压顺层钻孔与穿层钻孔的预抽效果,对比回采期断层附近穿层钻孔瓦斯浓度,研究了瓦斯抽采效果与工作面推进距离的关系。研究结果表明:不同布孔条件下,钻孔外侧瓦斯有效抽采半径在5 m左右,钻孔间距设置为10 m较为合理。掘进期,通过底抽巷施工穿层钻孔抽采邻近层瓦斯,配合顺层钻孔抽采使煤层瓦斯含量由24.37 m^(3)/t降至6.76 m^(3)/t,煤层瓦斯压力由1.62 MPa降至0.47 MPa;回采期,进风巷施工低负压高抽钻孔抽采上层采空区瓦斯,最大瓦斯浓度仅为8.7%。未开采保护层区域瓦斯抽采结合卸压瓦斯抽采技术成功消除了M18煤层的煤与瓦斯突出危险性。

关键词：瓦斯防治上保护层邻近层瓦斯抽采钻孔立体式抽采治理效果

半煤岩工作面保护层开采的卸压机理及回采设备选型

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煤炭科学技术 2019年第3期47卷 168-174页

作者：谢小平刘洪洋梁敏富六盘水师范学院矿业与土木工程学院贵州六盘水553004 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116

基于保护层开采是解决低透气性高瓦斯突出煤层群卸压防突有效办法的现状,针对煤层群中不具备常规保护层(煤层厚度≥0.8 m)开采条件的问题,及实现下部被保护煤层卸压增透的难题,提出了极薄、薄煤层半煤岩工作面保护层开采技术的解决思路... 详细信息

基于保护层开采是解决低透气性高瓦斯突出煤层群卸压防突有效办法的现状,针对煤层群中不具备常规保护层(煤层厚度≥0.8 m)开采条件的问题,及实现下部被保护煤层卸压增透的难题,提出了极薄、薄煤层半煤岩工作面保护层开采技术的解决思路。通过理论分析了半煤岩工作面采高与下部煤层卸压的关系,并基于沙曲煤矿地质条件,采用数值模拟分析得出:被保护煤层膨胀变形率随着保护层开采厚度的增加大致呈线性增长。据此在沙曲煤矿22201工作面进行现场工业性试验,试验结果表明:在观测7个月时间内工作面共推进了602.6 m,平均每天推进3.05 m,共计出煤约181020 t。从现场生产实际可知,工作面及回采巷道内配置的设备满足生产需要,半煤岩工作面基本可实现安全高效开采。

关键词：半煤岩上保护层卸压高瓦斯突出煤层群

基于UDEC数值模拟实验的保护层无煤柱全面卸压开采分析

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煤矿安全 2020年第2期51卷 208-212页

作者：谢小平刘晓宁梁敏富六盘水师范学院矿业与土木工程学院贵州六盘水553004 山西煤矿安全培训中心山西太原030006 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116

针对低透高突煤层群中不具备常规煤层(煤厚≥0.8 m)保护层开采条件及消除保护层遗漏煤柱下方被保护层中卸压盲区的问题,提出了极薄、薄煤层半煤岩保护层无煤柱全面卸压开采技术。基于沙曲煤矿地质条件,采用UDEC数值模拟实验分析得出:被... 详细信息

针对低透高突煤层群中不具备常规煤层(煤厚≥0.8 m)保护层开采条件及消除保护层遗漏煤柱下方被保护层中卸压盲区的问题,提出了极薄、薄煤层半煤岩保护层无煤柱全面卸压开采技术。基于沙曲煤矿地质条件,采用UDEC数值模拟实验分析得出:被保护煤层卸压盲区宽度随着保护层煤柱宽度的增加大致符合拟合直线方程y=17.09x-10.05的线性增长规律,拟合度R^2=0.8968;当无煤柱开采时,在原留设煤柱位置的下方被保护层中不发生垂直应力集中,即消除了卸压盲区。

关键词：半煤岩上保护层无煤柱卸压盲区数值模拟实验

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邻近层瓦斯越流规律及其卸压保护范围

煤炭学报 2010年第10期35卷 1654-1659页

作者：胡国忠王宏图范晓刚中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 重庆大学西南资源开发及环境灾害控制工程教育部重点实验室重庆400030

以某煤矿上保护层开采为工程实例,基于保护层开采的煤层瓦斯越流理论,通过引入低渗透煤体渗透率与孔隙率的动态变化模型,建立了低渗透煤岩与瓦斯固-气动态耦合的瓦斯越流模型;针对上保护层开采的定解问题,进行了上保护层开采煤层瓦斯越... 详细信息

以某煤矿上保护层开采为工程实例,基于保护层开采的煤层瓦斯越流理论,通过引入低渗透煤体渗透率与孔隙率的动态变化模型,建立了低渗透煤岩与瓦斯固-气动态耦合的瓦斯越流模型;针对上保护层开采的定解问题,进行了上保护层开采煤层瓦斯越流模型的数值计算,获取了保护层开采后邻近被保护层瓦斯压力分布规律;结合保护层开采保护范围的极限瓦斯压力判别准则,划定了上保护层开采的卸压保护范围。研究结果表明,该方法所划定的理论保护范围与现场考察结果基本一致,且理论结果相对于现场考察结果偏于安全。

关键词：上保护层保护范围瓦斯越流固-气动态耦合

半煤岩保护层无煤柱开采的全面卸压机理及应用研究

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煤矿安全 2019年第11期50卷 24-27,32页

作者：谢小平魏中举梁敏富六盘水师范学院矿业与土木工程学院贵州六盘水553004 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116

针对卸压盲区范围内煤层将出现应力集中、法向挤压变形、瓦斯压力和含量增大,进而导致煤层开采时存在一定安全隐患的问题,提出了半煤岩保护层无煤柱开采技术,以实现下部被保护煤层的全面卸压。通过理论分析了上保护层无煤柱开采消除卸... 详细信息

针对卸压盲区范围内煤层将出现应力集中、法向挤压变形、瓦斯压力和含量增大,进而导致煤层开采时存在一定安全隐患的问题,提出了半煤岩保护层无煤柱开采技术,以实现下部被保护煤层的全面卸压。通过理论分析了上保护层无煤柱开采消除卸压盲区的机理,据此在沙曲煤矿22201工作面进行现场工业性试验,试验结果表明:通过半煤岩保护层无煤柱开采,实现了低透气性高瓦斯突出煤层群的全面卸压增透,3+4#下被保护层预抽瓦斯纯量、浓度分别高达18//min和90%左右,表明半煤岩保护层无煤柱开采技术体系瓦斯治理效果显著。

关键词：半煤岩上保护层无煤柱卸压盲区瓦斯抽采