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近距离煤层上行开采巷道优化布置及煤层卸压效果试验分析

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中国安全生产科学技术 2020年第3期16卷 61-67页

作者：王志强高健勋武超苏泽华中国矿业大学(北京)能源与矿业学院北京100083

为解决近距离煤层上行开采上煤层出现台阶状下沉问题,以西曲煤矿南三盘区近距离煤层群为研究背景,结合其煤层地质条件,采用理论计算对南三盘区近距离煤层群上行开采进行可行性判定,并建立数值和相似模拟模型,模拟留煤柱和错层位巷道布... 详细信息

为解决近距离煤层上行开采上煤层出现台阶状下沉问题,以西曲煤矿南三盘区近距离煤层群为研究背景,结合其煤层地质条件,采用理论计算对南三盘区近距离煤层群上行开采进行可行性判定,并建立数值和相似模拟模型,模拟留煤柱和错层位巷道布置开采,对上行开采煤层垮落形式和卸压效果进行试验分析。试验结果表明:煤层上行开采过程会导致上层煤位于垮落带内;采用留煤柱巷道布置上煤层出现台阶状下沉现象,错层位巷道布置上煤层连续下沉不会出现台阶状下沉;错层位巷道布置上行开采,上煤层卸压效果良好,无应力集中现象。研究结论可为类似条件上行开采和岩层控制提供参考。

关键词：上行开采错层位三带煤层运移煤层卸压

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千米深井保护层开采煤层卸压效果分析

煤矿安全 2012年第6期43卷 148-151页

作者：魏思祥宋锦虎靖洪文平顶山天安煤业股份有限公司十二矿河南平顶山4670001 河南城建学院河南平顶山467000 中国矿业大学力学与建筑工程学院江苏徐州221008

平顶山天安煤业股份有限公司十二矿己15-31010工作面垂深为1 015～1 130 m,为煤与瓦斯突出煤层,采用开采解放层己14煤层预抽瓦斯是解决己15煤层煤与瓦斯突出的关键技术,因此,针对深部保护层开采过程中下部煤层的卸压效果需进行深入分析... 详细信息

平顶山天安煤业股份有限公司十二矿己15-31010工作面垂深为1 015～1 130 m,为煤与瓦斯突出煤层,采用开采解放层己14煤层预抽瓦斯是解决己15煤层煤与瓦斯突出的关键技术,因此,针对深部保护层开采过程中下部煤层的卸压效果需进行深入分析。首先根据实际地质条件建立了三维数值模型,计算了己14煤开采过程中下部己15煤层的应力分布。计算结果显示,下部己15煤层在上部保护层开采过程中压力先升高后降低,在采面通过40 m后煤层压力降低至小于1 MPa;但在采空区外侧集中应力区,最大应力值高达42 MPa。现场监测数据显示,采空区下方煤层巷道瓦斯浓度显著增大,但外侧煤层巷道瓦斯浓度变化较小,在上方采面通过40 m后,巷道变形趋于稳定,煤层得到充分卸压。综合数值计算结果和现场监测数据可知,深部近距离保护层开采可以显著降低下部煤层压力,释放煤层瓦斯,但由于集中应力的影响,难以释放位于采空区边缘的下部煤层瓦斯。

关键词：深部开采保护层开采瓦斯煤层卸压千米深井

新屯矿采空区本煤层卸压带及瓦斯排放带宽度研究

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新屯矿采空区本煤层卸压带及瓦斯排放带宽度研究

作者：王明科河南理工大学

学位级别：硕士

煤炭作为我国主要能源之一的现状,在未来一段时间内不会改变。煤炭所处环境比较复杂,导致开采过程中容易诱发事故,严重影响煤矿企业的安全高效生产。煤与瓦斯突出的危险性随着采深的增加而增大,且多发生在煤巷掘进工作面,在煤巷的设计... 详细信息

煤炭作为我国主要能源之一的现状,在未来一段时间内不会改变。煤炭所处环境比较复杂,导致开采过程中容易诱发事故,严重影响煤矿企业的安全高效生产。煤与瓦斯突出的危险性随着采深的增加而增大,且多发生在煤巷掘进工作面,在煤巷的设计、石门揭煤和上下山掘进时必须采取相应的措施。煤与瓦斯突出和地应力、瓦斯作用密切相关,在矿井下区段布置、井巷的设计和掘进等工作时,应以地应力和煤层瓦斯赋存两方面开展防突、消突工作。本文利用理论分析、数值模拟和现场试验的方法,对沿空煤体卸压宽度和煤层瓦斯排放宽度两方面开展相关研究。(1)利用通用离散元程序数值模拟软件分别研究14271采空走向和倾向卸压带宽度。结果表明,走向模型中煤体卸压带范围为5m～6m,应力集中带范围为6m～25m,大于25m范围为原岩应力带。倾向模型中,上顺槽煤体卸压带范围为5m～6m,应力集中带范围为6m～25m,大于25m为原岩应力带;下顺槽煤体卸压带范围为5m～6m,应力集中带范围为6m～20m,大于20m为原岩应力带。针对本次模拟,采空区周围煤体卸压带范围数值模拟结果表明,采空区四周卸压带宽度基本相同。现场试验结果显示卸压带宽度为8m。采空区卸压带宽度测试数值比数值模拟结果大。因为煤岩自身具有流变特性,在开采一段时间后,集中应力向煤体深部移动,卸压带宽度增大。最终得出卸压带宽度为8m。(2)利用COMSOL Multiphysics数值模拟软件研究煤层瓦斯排放宽度。结果表明,极限瓦斯排放宽度约为18m～20m。随煤壁距离的增加,瓦斯压力逐渐增大至原始瓦斯压力并保持不变;距煤壁相同距离,随着时间的增加,瓦斯压力逐渐减小,接近一稳定数值;瓦斯压力梯度会随着时间的增加而逐渐减小;极限瓦斯排放宽度随原始瓦斯压力、煤体初始渗透率的增大而增大。结合现场试验,结果表明,最终确定煤体瓦斯排放带宽度为18m。

关键词：采空区煤层卸压瓦斯排放数值模拟

瓦斯抽采钻孔漏气规律检测与煤层卸压影响分析

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陕西煤炭 2024年第10期43卷 77-81,90页

作者：魏东陕西陕煤黄陵矿业有限公司一号煤矿陕西延安727300

瓦斯抽采钻孔的变形破坏与裂隙网络发育会导致煤层瓦斯在抽采过程中发生逸散,从而降低瓦斯抽采效果。为探究瓦斯抽采钻孔的变形破坏特征与漏气特性,以黄陵一矿820工作面的本煤层瓦斯抽采工程为例,分析了抽采钻孔的随钻孔深度变化的应力... 详细信息

瓦斯抽采钻孔的变形破坏与裂隙网络发育会导致煤层瓦斯在抽采过程中发生逸散,从而降低瓦斯抽采效果。为探究瓦斯抽采钻孔的变形破坏特征与漏气特性,以黄陵一矿820工作面的本煤层瓦斯抽采工程为例,分析了抽采钻孔的随钻孔深度变化的应力分区特征与裂隙发育状态,采用钻孔漏气检测装置测定了回风顺槽的钻孔瓦斯浓度变化规律,对比研究了进风顺槽与回风顺槽的瓦斯浓度与纯量的演化规律。结果表明,抽采钻孔的裂隙发育程度随钻孔深度的不同应力分区逐渐变化;回风顺槽钻孔由于煤层卸压导致钻孔漏气性较高,存在3种瓦斯浓度变化趋势,分别为平缓型、16~19 m漏气型、19~23 m漏气型;进风顺槽的瓦斯浓度与纯量表现为负指数形式的衰减规律,由于煤层未卸压,煤层内裂隙网络发育程度较低,钻孔密封性良好,相较之下,回风顺槽的瓦斯浓度表现为线性衰减规律,且由煤层卸压导致瓦斯抽采钻孔的漏气程度较高。

关键词：瓦斯抽采钻孔变形漏气检测抽采浓度煤层卸压

南庄矿井12号煤层卸压瓦斯分源抽采技术的研究和运用

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山西煤炭 2015年第1期35卷 12-15页

作者：王忠辉南庄煤炭集团有限责任公司山西阳泉045000

在矿井瓦斯赋存的基础上,结合上邻近煤岩层采动裂隙场演化及分布规律的相关理论,探索上邻近煤岩层采动卸压瓦斯分布富集规律,研究12号煤层卸压瓦斯分源抽采技术并进行运用,有效进行瓦斯防治,实现安全生产。

关键词：矿井瓦斯煤层卸压抽采

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冲击地压煤层卸压爆破参数的优化

内蒙古煤炭经济 2018年第4期 133-134页

作者：韩雅芳义马煤业集团股份有限公司河南三门峡472300

以应力控制根本的冲击地压防治理论,虽然区域性冲击地压防治具有根本性的防治效果,但是由于矿山自然条件和生产技术情况的复杂以及对冲击地压发生机理认识不全面,不可避免地会在采掘工作面附近及巷道范围内的局部形成冲击危险地带,因此... 详细信息

以应力控制根本的冲击地压防治理论,虽然区域性冲击地压防治具有根本性的防治效果,但是由于矿山自然条件和生产技术情况的复杂以及对冲击地压发生机理认识不全面,不可避免地会在采掘工作面附近及巷道范围内的局部形成冲击危险地带,因此,对冲击危险区域的解危措施是必不可少的。本文针对深部冲击地压矿井,对钻孔深度、钻孔间距、装药量等卸压爆破参数进行分析,制定出合理的爆破参数选取办法,为卸压爆破施工和有效降低冲击地压提供参考依据。

关键词：冲击地压煤层卸压钻孔装药量

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冲击地压煤层水力扩孔掏槽防冲试验研究

采矿与岩层控制工程学报 2020年第1期2卷 80-87页

作者：夏永学鞠文君苏士杰陆齐丁国利苏波陈志杰天地科技股份有限公司开采设计事业部北京100013 煤炭科学研究总院开采研究分院北京100013 中天合创能源有限责任公司葫芦素煤矿内蒙古鄂尔多斯017000

分析了煤层水力扩孔掏槽的防冲机理,研究表明水射流作用在煤岩体表面的内应力与射流压力和喷嘴的直径有关,高压水通过极小射流孔后可形成强大动能对煤岩体表面形成冲击破坏。采用旋转射流器持续冲击煤岩钻孔表面,促使孔壁破坏深度不断增... 详细信息

分析了煤层水力扩孔掏槽的防冲机理,研究表明水射流作用在煤岩体表面的内应力与射流压力和喷嘴的直径有关,高压水通过极小射流孔后可形成强大动能对煤岩体表面形成冲击破坏。采用旋转射流器持续冲击煤岩钻孔表面,促使孔壁破坏深度不断增加,同时利用水射流将切割下来的煤渣带出孔外,可使应力集中区内形成体积远大于原卸压孔的巨型空洞,为矿山压力释放提供足够的卸压空间。开发了扩槽孔和排渣孔分离的双孔布置掏槽技术,有效地解决了排渣、卡钻问题,通过对现场3个测点的试验研究表明,掏槽后的空洞大小可达到150mm钻孔的45~60倍,其有效卸压半径能达到4m以上。该技术可显著降低巷道冲击致灾隐患。

关键词：冲击地压水射流煤层卸压扩孔掏槽防冲机理试验研究

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近距离煤层群上行开采工作面巷道布置研究

地下空间与工程学报 2019年第1期15卷 194-201页

作者：赵象卓高照宇吴涛张璐宇韩军辽宁工程技术大学矿业学院辽宁阜新123000 赤峰市林西县安全生产监督管理局内蒙古赤峰025250

钱家营矿主采煤层以典型的近距离煤层群形式赋存,为解决钱家营矿近距离煤层群开采中由于村庄压煤而面临的采掘衔接困难问题,对下部12-1煤层开采的保护范围进行计算,并通过理论分析、数值计算、相似材料模拟试验等方法,分析了12-1煤层开... 详细信息

钱家营矿主采煤层以典型的近距离煤层群形式赋存,为解决钱家营矿近距离煤层群开采中由于村庄压煤而面临的采掘衔接困难问题,对下部12-1煤层开采的保护范围进行计算,并通过理论分析、数值计算、相似材料模拟试验等方法,分析了12-1煤层开采后对9煤层的影响和破坏程度,研究了12-1煤层回采后上覆岩层变形和应力变化以及煤柱区域垂直应力变化特征。结果表明:下部12-1煤层开采后,对9煤层具有保护效果,采动影响系数K值为10.8～13.0,煤层破坏程度在30以内,9煤层总体形态较好,处于12-1煤层的裂隙带中,应力降低明显,卸压效果显著。提出跨煤柱巷道布置方案,进一步减弱了采动影响。现场监测表明运用上行开采跨煤柱巷道布置方式对解决钱家营矿近距离煤层群的开采问题效果良好。

关键词：近距离煤层上行开采煤层卸压巷道布置

深部高应力冲击危险性厚煤层冲击地压防治技术

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煤矿开采 2014年第2期19卷 104-107,12页

作者：朱春华夏永学冯美华吉林省煤业集团吉林长春130000 天地科技股份有限公司开采设计事业部北京100013 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室北京100013

通过前期研究,龙家堡煤矿冲击地压发生的主要原因为煤层具有冲击倾向性、采深大、水平应力高、断层活化和煤柱留设不合理。针对这一条件,认为顶板卸压不能显著降低冲击危险,设计了以煤层卸压爆破为主的卸压方案,并采用PASAT-M弹性波CT... 详细信息

通过前期研究,龙家堡煤矿冲击地压发生的主要原因为煤层具有冲击倾向性、采深大、水平应力高、断层活化和煤柱留设不合理。针对这一条件,认为顶板卸压不能显著降低冲击危险,设计了以煤层卸压爆破为主的卸压方案,并采用PASAT-M弹性波CT探测系统对合理的爆破孔长度进行了分析,确定了爆破孔长度为20m。通过钻屑法和煤体应力监测验证了煤层卸压爆破具有良好的煤层卸压效果。

关键词：高应力冲击地压影响因素煤层卸压效果检验