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厚土层浅埋深煤层开采覆岩“三带”的数值模拟

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煤炭科学技术 2007年第2期35卷 93-96页

作者：张小明侯忠杰西安科技大学能源学院陕西西安710054

对榆树湾煤矿“三带”的发展进行了数值模拟,模拟结果表明,在厚土层覆盖浅埋深煤层开采中,由于覆盖层基岩和土层厚度的增加,工作面的来压没有表现出厚松散层浅埋煤层覆岩全厚度整体切落的“三带合一”现象,而是出现与一般开采下相同的... 详细信息

对榆树湾煤矿“三带”的发展进行了数值模拟,模拟结果表明,在厚土层覆盖浅埋深煤层开采中,由于覆盖层基岩和土层厚度的增加,工作面的来压没有表现出厚松散层浅埋煤层覆岩全厚度整体切落的“三带合一”现象,而是出现与一般开采下相同的“三带”。通过对基岩“三带”发展规律的分析,导水裂隙不会在隔水层中贯通,采用5 m上分层开采能达到保水开采的目的。

关键词：浅埋煤层保水开采覆岩“三带” 数值模拟

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采空区下近距离煤层开采覆岩“三带”分析

山东工业技术 2018年第2期 76-76页

作者：宋义华苏静谢小平周礼杰李欢乐贵州省六盘水师范学院矿业与土木工程学院贵州六盘水553004

针对贵州盛远煤矿高瓦斯低透气性近距离煤层群安全高效开采的问题,结合现场40803综采工作面的实际情况,运用相似模拟试验的方法,模拟得出上部2号、4号、7号煤层开采后,现场主采8#煤层工作面覆岩"三带"划分范围为:垮落带范围为主采8#煤... 详细信息

针对贵州盛远煤矿高瓦斯低透气性近距离煤层群安全高效开采的问题,结合现场40803综采工作面的实际情况,运用相似模拟试验的方法,模拟得出上部2号、4号、7号煤层开采后,现场主采8#煤层工作面覆岩"三带"划分范围为:垮落带范围为主采8#煤层上方第一层粉砂岩,上方第二层泥岩,高度为5.52-9.9m;裂隙带范围为煤层上方第六层砂质泥岩,高度为14.96-22.96m;弯曲下沉带范围为裂隙带以上直至地表层。

关键词：采空区近距离煤层覆岩“三带” 相似模拟

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上覆灰岩回采工作面顶板瓦斯高效抽采

矿业安全与环保 2023年第5期50卷 88-93,98页

作者：李亮红谯永刚张泽宇孙磊王海杰秦鹏飞太原理工大学安全与应急管理工程学院山西太原030002 中国矿业大学安全工程学院江苏徐州221000 山西马军峪常信煤业有限公司山西长治046599 山西黄土坡鑫运煤业有限公司山西长治046599 山西襄垣七一新发煤业有限公司山西长治046599

为探索灰岩顶板条件下的瓦斯赋存状态及抽采方案,开展了灰岩的X射线衍射实验,研究了灰岩的物理化学特性,分析了灰岩对顶板瓦斯赋存和瓦斯抽采的影响。以山西沁源常信煤矿90107工作面为工程背景,先用经验公式理论计算顶板“两带”高度,... 详细信息

为探索灰岩顶板条件下的瓦斯赋存状态及抽采方案,开展了灰岩的X射线衍射实验,研究了灰岩的物理化学特性,分析了灰岩对顶板瓦斯赋存和瓦斯抽采的影响。以山西沁源常信煤矿90107工作面为工程背景,先用经验公式理论计算顶板“两带”高度,再结合3DEC数值模拟软件分析回采过程中顶板破坏形态及裂隙发育特征,根据顶板裂隙发育优势区设计高位定向钻孔瓦斯抽采方案,最后通过现场实测验证。研究表明:随着工作面的推进,顶板初次垮落步距为40 m,周期垮落步距为40 m,垮落带高度为11.4 m,裂隙带发育高度为50 m,裂隙发育优势区为11.4~25.0 m;现场实测发现上隅角和工作面瓦斯超限问题得到有效解决。抽采后,上隅角瓦斯浓度始终保持在0.8%以下,上隅角瓦斯浓度降幅最大可达87.5%。研究结果为相似灰岩地质条件下瓦斯高效抽采提供了参考依据。

关键词：灰岩覆岩“三带” 采动裂隙 3DEC 上隅角顶板高位抽采

重复采动覆岩裂隙率空间分布相似模拟研究——以陕北矿区为例

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煤炭科学技术 2022年第1期50卷 105-111页

作者：吴群英郭重威翟鸿良王建文张铭杰迟宝锁王二云郭书全陕西陕煤陕北矿业有限公司陕西榆林719000 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院北京100083 陕西涌鑫矿业有限责任公司陕西榆林719407 陕煤集团神木柠条塔矿业有限公司陕西榆林719300

由于水资源短缺,陕北矿区利用采空区储存矿井水进行再利用,采空区储水量与采动裂隙空间分布密切相关,为准确预测采空区储水量,基于工作面上覆岩层断裂分带划分结果,确定煤矿地下水库的主要储水空间为垮落带与断裂带的裂隙空间,建立了采... 详细信息

由于水资源短缺,陕北矿区利用采空区储存矿井水进行再利用,采空区储水量与采动裂隙空间分布密切相关,为准确预测采空区储水量,基于工作面上覆岩层断裂分带划分结果,确定煤矿地下水库的主要储水空间为垮落带与断裂带的裂隙空间,建立了采动覆岩裂隙率空间分布的计算方法,采用相似模拟试验得出了柠条塔矿1^(-2)煤和2^(-2)煤重复采动后上覆岩层的下沉曲线,计算出重复采动覆岩裂隙率在垂直和水平方向的空间分布情况。结果表明:沿垂直方向,随着高度增加,覆岩裂隙率逐渐减小,1^(-2)煤开采后岩层裂隙率由1.87%逐渐下降为1.18%,2^(-2)煤开采后,裂隙率由12.85%下降为4.11%;沿水平方向,垮落带、断裂带和弯曲下沉带的裂隙率在采空区边缘附近都会产生2个峰值,并且峰值位置逐渐向采空区中央移动,1^(-2)煤开采后,中间压实区的最大裂隙率为1.21%,两边离层区的最大裂隙率为2.19%,2^(-2)煤开采后,压实区和离层区最大裂隙率分别为16.1%和6.54%;重复开采后,上覆岩层的裂隙率显著增加,有利于地下水库储存更多的矿井水,煤层重复开采后,离层区裂隙率最大值由2.19%上升到16.1%,中间压实区最大裂隙率由1.21%上升到6.54%,分别增长了约6.4倍和4.4倍,重复采动覆岩的裂隙率显著增加,增加了储水能力,故下部煤层开采后的采空区能储存更多的矿井水。

关键词：覆岩裂隙率分布重复采动地下水库覆岩“三带”

寺河矿顶板走向长钻孔瓦斯抽采参数优化模拟研究

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矿业安全与环保 2021年第6期48卷 40-46页

作者：郝长胜王浩天贾廷贵内蒙古科技大学矿业与煤炭学院内蒙古包头014010 内蒙古科技大学矿业研究院内蒙古包头014010

为了解决寺河矿5309工作面上隅角瓦斯超限的问题,采用顶板走向长钻孔抽采瓦斯的方式进行瓦斯治理,运用FLUENT软件模拟分析布置于平行回风巷且孔间距为10 m的顶板走向长钻孔束在不同参数条件下的瓦斯抽采效果。研究结果表明:随着顶板走... 详细信息

为了解决寺河矿5309工作面上隅角瓦斯超限的问题,采用顶板走向长钻孔抽采瓦斯的方式进行瓦斯治理,运用FLUENT软件模拟分析布置于平行回风巷且孔间距为10 m的顶板走向长钻孔束在不同参数条件下的瓦斯抽采效果。研究结果表明:随着顶板走向长钻孔束与底板垂直距离的增加,钻孔抽采瓦斯纯流量先增大后减小,上隅角瓦斯浓度呈增高的趋势;随着顶板走向长钻孔束与回风巷水平距离的增加,钻孔抽采瓦斯纯流量先增大后减小,上隅角瓦斯浓度呈先降低后增高的趋势。经对比分析确定顶板走向长钻孔束最佳抽采位置距顶板垂直高度为38 m、距回风巷25 m,在此区域内钻孔抽采瓦斯纯流量可达15.03 m^(3)/min,5309工作面上隅角瓦斯浓度降低至0.20%,瓦斯治理效果显著。

关键词：覆岩“三带” 采空区上隅角瓦斯抽采顶板走向长钻孔数值模拟

仰斜开采覆岩应力分布及裂隙演化规律物理模拟试验

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煤矿安全 2015年第2期46卷 25-27,31页

作者：李树刚李昊天丁洋赵鹏翔林海飞西安科技大学能源学院陕西西安710054

为揭示仰斜开采过程中采场覆岩应力及裂隙演化规律,采用物理相似模拟试验进行了研究,得到了仰斜开采工作面底板支承压力沿推进方向的区域划分,支承压力峰值的变化,以及采场覆岩"三带"高度与卸压裂隙区宽度等随着工作面推进的变化规律。

关键词：仰斜开采支承压力覆岩“三带” 裂隙区相似模拟

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建新煤矿高位钻孔瓦斯抽放技术的应用

煤炭技术 2015年第9期34卷 145-147页

作者：任万兴郭庆房树起左兵召王振峰中国矿业大学安全工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室江苏徐州221008 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116

通过对建新煤矿42煤上覆岩层"三带"分析和研究,确定了42煤顶板走向高位钻孔裂隙带高度,提出了合理的布置钻场钻孔设计参数,将基于这些参数的高位钻孔瓦斯抽放技术应用于建新煤矿4202综放工作面,同时利用立管抽放上隅角后方瓦斯。通过上... 详细信息

通过对建新煤矿42煤上覆岩层"三带"分析和研究,确定了42煤顶板走向高位钻孔裂隙带高度,提出了合理的布置钻场钻孔设计参数,将基于这些参数的高位钻孔瓦斯抽放技术应用于建新煤矿4202综放工作面,同时利用立管抽放上隅角后方瓦斯。通过上述措施的实施,在绝对瓦斯涌出量从4.8 m3/min增加至29 m3/min的情况下,回风流及上隅角瓦斯浓度分别稳定在0.3%和0.7%左右,保证了工作面的安全生产。

关键词：瓦斯异常高位钻孔立管综放面覆岩“三带” 瓦斯抽放

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高瓦斯倾斜煤层综放工作面抽采瓦斯技术

煤矿安全 2016年第9期47卷 67-70页

作者：刘殿福赵鹏翔张雪涛安学东杨俊生孙红星姚晓波兖矿新疆矿业有限公司硫磺沟煤矿新疆昌吉831100 西安科技大学安全科学与工程学院陕西西安710054 西安科技大学西部矿井开采及灾害防治教育部重点实验室陕西西安710054

为解决工作面回采期间上隅角瓦斯超限问题,针对硫磺沟煤矿（4-5）04工作面实际情况,采用物理相似模拟方法,对工作面采动覆岩“三带”分布特征及规律开展研究,结合工作面实际情况设计高位钻孔抽采上隅角瓦斯,并对抽采瓦斯效果开展实时观... 详细信息

为解决工作面回采期间上隅角瓦斯超限问题,针对硫磺沟煤矿（4-5）04工作面实际情况,采用物理相似模拟方法,对工作面采动覆岩“三带”分布特征及规律开展研究,结合工作面实际情况设计高位钻孔抽采上隅角瓦斯,并对抽采瓦斯效果开展实时观测与分析。研究结果表明：（4-5）04工作面上隅角处的垮落角为71°左右且顶板裂隙较为发育;该工作面垮落带高度为25~26.8 m,断裂带高度为109.2~110 m,初次来压步距为36 m,周期来压步距平均为16.6 m,切眼附近裂隙区宽度约为40 m,回风巷及进风巷附近约30 m,工作面附近约20~40 m;高位钻孔抽采浓度为19.85%~23%,抽采过程中上隅角及工作面的瓦斯浓度分别为0.15%~0.48%及0.08%~0.45%,避免了回采期间上隅角瓦斯超限,保证工作面安全高效回采。

关键词：高瓦斯倾斜煤层综放工作面覆岩“三带” 高位钻孔抽采瓦斯

高瓦斯厚煤层大直径顶板走向长钻孔抽采技术研究

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高瓦斯厚煤层大直径顶板走向长钻孔抽采技术研究

作者：王浩天内蒙古科技大学

学位级别：硕士

由于高瓦斯厚煤层矿井工作面采空区瓦斯治理情况不佳,时常有上隅角瓦斯超限情况,所以采用顶板走向长钻孔治理采空区瓦斯,控制工作面上隅角瓦斯浓度。但是矿井在布置顶板走向长钻孔位置和参数时通常只凭借现场经验,导致钻孔抽采效率低和... 详细信息

由于高瓦斯厚煤层矿井工作面采空区瓦斯治理情况不佳,时常有上隅角瓦斯超限情况,所以采用顶板走向长钻孔治理采空区瓦斯,控制工作面上隅角瓦斯浓度。但是矿井在布置顶板走向长钻孔位置和参数时通常只凭借现场经验,导致钻孔抽采效率低和工作面瓦斯治理效果差。鉴于以上原因,本文展开对于大直径顶板走向长钻孔技术的研究,通过研究确定的最佳顶板走向长钻孔布孔位置和抽采参数,为治理类似瓦斯超限情况提供参考价值。本文以寺河矿5309工作面采空区为研究对象,基于上覆岩层裂隙演变规律和采空区瓦斯运移规律,分析采空区瓦斯主要聚集区,通过采用顶板走向长钻孔抽采瓦斯的方式进行治理,运用FLUENT数值模拟软件模拟分析不同垂距、距回风巷不同距离、不同间距、不同抽采负压下顶板走向长钻孔抽采效果的时效性,结果表明:随着顶板走向长钻孔距底板垂直距离的增加,钻孔瓦斯抽采纯量先增加后减小,上隅角瓦斯浓度呈增加的趋势;随着顶板走向长钻孔距回风巷距离的增加,钻孔瓦斯抽采纯量先增加后减小,上隅角瓦斯浓度呈先缓减后增加的趋势;随着顶板走向长钻孔钻孔间距增加,钻孔瓦斯抽采纯量先增加后减少,上隅角瓦斯浓度呈先减少后增加的趋势;随着顶板走向长钻孔负压的不断增加,钻孔瓦斯抽采纯量一直增加,增加速率减缓,上隅角瓦斯浓度呈一直减少的趋势,减少速率减缓,由于顶板走向长钻孔负压过大时会增加采空区漏风,引起自燃。所以综合分析,确定顶板走向长钻孔最佳布孔位置为距顶板垂直高度为38m、距回风巷距离25m、钻孔间距10m,最佳抽采参数为抽采负压20KPa。将上述研究运用寺河矿5309工作面,分析现场监测的数据,对比优化前后钻孔抽采效果,顶板走向长钻孔总管平均抽采纯量达到了7.98m/min,上隅角瓦斯浓度降低到了0.21%,验证了最佳布孔位置和抽采参数的可行性,瓦斯治理效果显著,恢复了工作面的安全正常生产。

关键词：厚煤层覆岩“三带” 采空区上隅角瓦斯抽采顶板走向长钻孔