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巨厚煤层软弱覆岩分层综放开采覆岩破坏高度研究

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采矿与安全工程学报 2016年第2期33卷 226-230,237页

作者：韩军张宏伟高照宇荣海赵象卓杨发武王景新辽宁工程技术大学矿业学院辽宁阜新123000 抚顺矿业(集团)有限责任公司老虎台矿辽宁抚顺113000

为了确定巨厚煤层软弱覆岩分层综放开采条件下覆岩破坏特征,以老虎台矿55003工作面为对象,采用数值计算、微震监测和瞬变电磁探测方法对区域分层综放开采过程中覆岩破坏高度进行分析,确定了采出厚度与覆岩破坏高度的关系。研究表明,抚... 详细信息

为了确定巨厚煤层软弱覆岩分层综放开采条件下覆岩破坏特征,以老虎台矿55003工作面为对象,采用数值计算、微震监测和瞬变电磁探测方法对区域分层综放开采过程中覆岩破坏高度进行分析,确定了采出厚度与覆岩破坏高度的关系。研究表明,抚顺矿区巨厚煤层软弱覆岩条件下覆岩破坏高度与采出厚度呈线性正相关,覆岩破坏高度为采出厚度的8.4倍。巨厚煤层软弱覆岩的破坏高度比坚硬覆岩综放开采要小。覆岩破坏主要受到油页岩和绿色页岩组成的岩层结构的制约,同时受到F7-1断层和F7断层的影响。

关键词：巨厚煤层软弱覆岩分层综放开采破坏高度

软弱覆岩分层综放开采工作面“两带”发育高度研究

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矿业科学学报 2019年第6期4卷 515-523页

作者：张彬许延春李江华熊斌中国矿业大学(北京)能源与矿业学院北京100083 煤炭科学技术研究院有限公司安全分院北京100013 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室(煤炭科学研究总院) 北京100013 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083

水体下采煤突水溃砂事故是制约煤矿安全高效生产的主要因素之一,尤其对软岩矿区特厚煤层高强度开采的威胁更为严重。垮落带和导水裂隙带(合称'两带')高度是水害预测预报的基本参数,采用钻孔冲洗液漏失量观测、彩色钻孔电视观测及钻孔取... 详细信息

水体下采煤突水溃砂事故是制约煤矿安全高效生产的主要因素之一,尤其对软岩矿区特厚煤层高强度开采的威胁更为严重。垮落带和导水裂隙带(合称'两带')高度是水害预测预报的基本参数,采用钻孔冲洗液漏失量观测、彩色钻孔电视观测及钻孔取芯的综合手段,通过地面钻孔对软弱覆岩特厚煤层分层综放开采覆岩破坏'两带'发育高度进行现场观测,并利用离散元数值分析方法研究了覆岩破坏裂隙场的变化特征。研究结果表明,软弱覆岩特厚煤层分层综放开采时,上分层综放开采岩层移动角约为75°,垮采比为5.60~5.62,裂采比为11.67~12.20;下分层综放开采垮采比为4.59~4.71,裂采比为8.04~8.58;下分层采厚为上分层采厚的78.28%~84.71%时,垮落带高度增大49.41%~50.85%,而垮采比减小16.19%~18.33%,导水裂缝带高度增大21.72%~25.38%,而裂采比减小29.67%~34.10%。本研究可对松散含水层下分层综放开采工作面水害预测预报及安全煤岩柱留设提供参考。

关键词：软弱覆岩特厚煤层分层综放开采 “两带”高度

软弱覆岩综放开采条件下导水裂缝带发育高度研究

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煤炭技术 2015年第11期34卷 210-213页

作者：张雁中煤科工集团西安研究院有限公司西安710054

导水裂缝带发育高度是预防煤层顶板突水的主要技术参数,与煤层采厚、开采方法、覆岩岩性等采矿、地质因素相关。为探查敏东一矿软弱覆岩综放开采条件下导水裂缝带发育高度,采用钻孔冲洗液漏失量观测方法进行现场实测,实测结果表明:综放... 详细信息

导水裂缝带发育高度是预防煤层顶板突水的主要技术参数,与煤层采厚、开采方法、覆岩岩性等采矿、地质因素相关。为探查敏东一矿软弱覆岩综放开采条件下导水裂缝带发育高度,采用钻孔冲洗液漏失量观测方法进行现场实测,实测结果表明:综放采厚为7.7 m时,导水裂缝带发育高度为79.78 m,裂高采厚比为10.36。同时采用数值模拟、相似材料模拟对实测结果进行验证,模拟结果证实实测数据准确。

关键词：软弱覆岩综放开采导水裂缝带裂高采厚比

软弱覆岩强含水层下综放开采覆岩破坏特征实测研究

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中国煤炭 2016年第4期42卷 61-65页

作者：刘生优卫斐神华乌海能源有限责任公司内蒙古自治区乌海市016000 中国矿业大学矿业工程学院江苏省徐州市221008

针对敏东一矿16-3煤层顶板软弱岩层存在强含水层的问题,采用工程类比和现场钻孔冲洗液漏失量观测的方法研究了软弱覆岩强含水层下综放开采覆岩采动破坏的特征,确定了冒落带和导水裂隙带的高度。工程类比预估的导水裂隙带高度为43-90 m,... 详细信息

针对敏东一矿16-3煤层顶板软弱岩层存在强含水层的问题,采用工程类比和现场钻孔冲洗液漏失量观测的方法研究了软弱覆岩强含水层下综放开采覆岩采动破坏的特征,确定了冒落带和导水裂隙带的高度。工程类比预估的导水裂隙带高度为43-90 m,冒落带高度为10-34 m;实测结果表明导水裂隙带顶点位于地表下246.22 m深度,距离煤层顶板83.78 m,冒落带顶点位于地表下293.35 m处,距离煤层顶板36.65 m;现场实测和工程类比预计的两带高度基本吻合,验证了本文研究方法对软弱覆岩强含水层下综放开采覆岩采动破坏特征研究的可行性。

关键词：软弱覆岩强含水层综放开采导水裂隙带冒落带

厚松散层软弱覆岩工作面“三带”发育特征与高度研究

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矿业安全与环保 2022年第1期49卷 53-58页

作者：刘超杰高运增赵高博李少雄北京天地华泰矿业管理股份有限公司北京100020 河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454000 新能矿业有限公司内蒙古鄂尔多斯017000

为探究厚松散层软弱覆岩地质条件下采动覆岩运移规律,基于葛泉煤矿11915工作面采矿地质条件,采用室内相似模拟方法,分析该工作面推进时的直接顶初次垮落、高位覆岩破坏动态过程,得出该工作面覆岩垮落带、断裂带与弯曲带(简称“三带”)... 详细信息

为探究厚松散层软弱覆岩地质条件下采动覆岩运移规律,基于葛泉煤矿11915工作面采矿地质条件,采用室内相似模拟方法,分析该工作面推进时的直接顶初次垮落、高位覆岩破坏动态过程,得出该工作面覆岩垮落带、断裂带与弯曲带(简称“三带”)高度范围;分析了采动覆岩“三带”内岩层位移特征,得出位于垮落带、断裂带与弯曲带内的岩层位移曲线呈波动性递减趋势。研究结果表明:11915工作面垮落带范围为10~25 m,断裂带高度范围为43~48 m,位于48 m之上的岩层属于弯曲带范围,相似模拟结果与现场实测结果相近,验证了相似模拟实验的合理性。

关键词：厚松散层软弱覆岩 “三带”发育特征岩层移动

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特厚煤层分层综放开采软弱覆岩破坏规律研究

安全与环境学报 2019年第2期19卷 474-481页

作者：马莲净赵宝峰曹海东长安大学环境科学与工程学院西安710054 长安大学旱区地下水文与生态效应教育部重点实验室西安710054 中煤科工集团西安研究院有限公司西安710054

为了研究软弱覆岩条件下特厚煤层分层综放开采的"两带"发育规律,在分析了老虎台井田地质、构造和开采条件的基础上,将6250剖面的68002和73003工作面作为研究对象,采用数值模拟和相似材料模拟两种方法,对特厚煤层分层综放开采工作面"两带... 详细信息

为了研究软弱覆岩条件下特厚煤层分层综放开采的"两带"发育规律,在分析了老虎台井田地质、构造和开采条件的基础上,将6250剖面的68002和73003工作面作为研究对象,采用数值模拟和相似材料模拟两种方法,对特厚煤层分层综放开采工作面"两带"发育规律进行了研究,并利用冲洗液消耗量观测法对导水裂缝带发育高度进行了验证。基于数值模拟、相似材料模拟和冲洗液消耗量观测,查明了特厚煤层分层综放开采软弱覆岩破坏规律,冒采比为4. 98～5. 42,裂采比为7. 10～7. 30,破坏范围相对于坚硬、中硬覆岩较小。

关键词：安全工程软弱覆岩冒落带导水裂缝带数值模拟相似材料模拟

招贤矿侏罗系软弱覆岩导水裂缝带时空演化研究

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招贤矿侏罗系软弱覆岩导水裂缝带时空演化研究

作者：李路中国矿业大学

学位级别：硕士

随着我国煤炭资源开发往西部转移,西北侏罗纪煤田开发规模和强度增大,水害问题日趋严峻。黄陇煤田侏罗系厚及特厚煤层覆岩具有成岩时间短、弱胶结、泥质含量高等特点,导水裂缝带发育较高。作为沟通上覆含水层的主要通道,无论从矿井安全... 详细信息

随着我国煤炭资源开发往西部转移,西北侏罗纪煤田开发规模和强度增大,水害问题日趋严峻。黄陇煤田侏罗系厚及特厚煤层覆岩具有成岩时间短、弱胶结、泥质含量高等特点,导水裂缝带发育较高。作为沟通上覆含水层的主要通道,无论从矿井安全生产还是水资源保护等因素出发,导水裂缝带的演化规律研究都十分重要。本文以招贤煤矿为研究对象,在分析研究区1307工作面厚及特厚煤层覆岩(含、隔水层)工程地质与水文地质特征的基础上,采用野外调查、原位实测、理论分析、数值模拟等方法,研究覆岩采动导水裂缝带发育规律和导水裂缝渗流规律,建立岩体主控-网络裂隙渗流模型,揭示侏罗系软弱覆岩导水裂缝带时空演化机理,并对采动过程中涌水量进行预计,为制定矿井防治水方案实现安全开采提供依据。通过岩芯工程地质编录、钻孔电视测井和钻孔冲洗液漏失量及水位变化观测等实测方法综合确定1307工作面导水裂缝带发育高度为198.8 m;基于规范计算值为160.03 m,与实测值误差约19.4%;基于FLAC3D数值模拟表明煤层推进125 m时导水裂缝带发育高度突破延安组进入直罗组,煤层推进160 m时导水裂缝带发育高度突破直罗组进入安定组,煤层推进600 m时导水裂缝带发育高度达到最大值为200.1 m,与实测值误差约0.65%。采用正交试验原理来进行厚及特厚煤层综放开采下覆岩导水裂缝带动态发育影响因素研究,结果表明随着煤层推进距离的增加,导水裂缝带发育高度逐渐增加,发育的形态依次分为四个阶段:初始缓慢发育阶段、迅速发育阶段、发育变缓阶段、发育平稳阶段。整体来看,导水裂缝带发育高度与采厚、采宽、煤层埋深都呈正相关关系,但从影响效果来看,前期煤层埋深和采厚影响效果较大,后期采宽逐渐变为主控因素。基于三维应力-渗流模型关系,采用FLAC3D数值模拟输出应力场进行渗透率变化研究,结果表明煤层采动引起覆岩裂隙移动破坏,从而导致渗透性变化,随着远离采空区,其变化逐渐减小,整体表现为采空区两侧及其顶板渗透率显著增加,采空区周边的渗透系数要大于中间采空区的渗透系数,但采空区周围横向上渗透系数变化的影响区域要远小于垂直方向上,即渗透系数的增加在水平方向上显著大于垂直方向上的增加,但其前者的增加范围要小于后者。根据工作面推进距离与导水裂隙带发育高度和覆岩渗透系数变化的关系将工作面进行分段,从而分段分层预计煤层采动期间的涌水量,预计结果表明不考虑上覆离层突水情况下导水裂缝带发育高度未突破延安组采动涌水量为21.32 m3/h,导水裂缝带高度发育至直罗组时采动涌水量为为75.61 m3/h,导水裂缝带发育高度突破直罗组时采动涌水量为335.06 m3/h,预计结果为工作面防治水措施设计提供了依据。

关键词：软弱覆岩导水裂缝带数值模拟渗透性涌水量预计

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软弱覆岩条件大断面切眼机掘支护技术

河北煤炭 2002年第5期 17-19页

作者：李平江杨绿刚河北金牛能源股份有限公司东庞矿河北邢台054201

东庞矿 2 10 1冲 (Ⅱ )工作面采用锚梁网、锚索、单体板梁联合支护 ,优化掘进施工工艺。

关键词：软弱覆岩大断面切眼支护

软弱覆岩的两类结构模式及对导水裂缝带高度的抑制性

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能源技术与管理 2009年第3期34卷 10-12页

作者：王惠兵高荣斌毛增民中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116

控制采动导水裂缝带不波及隔水层是水体下安全开采的关键。在软硬互层覆岩中的软弱泥岩和近风化带覆岩是两类典型的软弱覆岩。实例分析表明,软弱覆岩在导水裂缝带的发育过程中具有抑制性作用,近风氧化带内开采,导水裂缝带高度将显著下降... 详细信息

控制采动导水裂缝带不波及隔水层是水体下安全开采的关键。在软硬互层覆岩中的软弱泥岩和近风化带覆岩是两类典型的软弱覆岩。实例分析表明,软弱覆岩在导水裂缝带的发育过程中具有抑制性作用,近风氧化带内开采,导水裂缝带高度将显著下降;而厚层覆岩内泥岩只有赋存于导水裂缝带高度经验范围内,其抑制导水裂缝带发育作用明显。

关键词：软弱覆岩泥岩导水裂缝带高度抑制作用