巴彦高勒煤矿3-1煤层顶板垮落裂缝带发育特征

煤层顶板为高承压砂岩含水层,煤层开采过程中,为解决上覆砂岩含水层带来的顶板垮落及裂隙导水等安全问题,以鄂尔多斯盆地南部巴彦高勒矿井3-1煤层及顶板为研究对象,基于矿井地质、水文地质、开采技术条件及现场矿压显现特征,采用现场压力试验法和数值模拟法相结合,研究3-1煤顶板垮落裂缝带的发育特征,以及煤层在大采深、高矿压、高水压条件下的煤层覆岩运移特征及其主控因素。结果表明:数值模拟和现场压力试验结果基本一致,判断3-1煤开采后,顶板垮落带发育高度为38.7m,顶板垮落裂缝带最大高度为126m,裂采比为23.7。为煤矿预测煤层顶板裂隙带发育高度提供了一种新的方法。研究结果对内蒙古呼吉尔特矿区乃至周边相似地质条件矿区的安全开采和煤层顶板防、隔水煤柱的留设提供测试方法和参考依据。     

新集二矿1306工作面矿井涌水量研究与防治措施

根据新集二矿1306工作面地质与水文地质资料，以及邻近1307工作面开采的相关资料，开展了1306工作面煤层开采覆岩地质破坏特征与矿井涌水量预测的研究，获得了13-1煤层采动对顶板覆岩产生的变形及破坏状况，1306工作面开采时得预计涌水量。以此为依据，全面制定了1306工作面开采的综合防治水措施。     

煤层顶板砂岩裂隙水渗流场数值模拟研究

以顾桥矿南二采区11-2煤层开采为例,通过分析其顶板砂岩赋存条件,利用FLAC3D软件中应力—渗流耦合模拟分析研究顶板砂岩裂隙水渗流场规律,从而判断该煤层开采对上覆煤层开采的影响,以及顶板突水的可能性。模拟结果表明:煤层开采过程中,如果在工作面开采初始阶段没有发生顶板突水,那么在之后的开采过程中,在开切眼一侧发生顶板突水的可能性很小,而在迎头位置危险性较大;且开采11-2煤层对上覆煤层的安全开采影响不大。     

淮南煤田口孜集勘查区深部煤层顶、底板工程地质特征研究

口孜集勘查区矿井目前正处于开发阶段,深部煤层顶、底板的稳定性对煤层开采方法具有很大的影响。在分析煤层顶、底板岩性在平面上变化规律的基础上,结合岩石物理力学性质,对影响煤层顶底板稳定性的因素进行了研究。依据本区顶板岩石的单轴抗压强度,结合钻孔工程地质编录RQD值和煤层开采的采高比,对主采煤层进行了工程地质分类,其中13-1煤层顶板在东北部及中部以周期来压顶板为主,而8煤在东南及西北部也以周期来压为主。另外,对该区深部开采的工程地质问题进行了预测,根据预测结果提出了相应的预防措施。     

新集煤矿1#煤开采底板突水可能性分析

新集煤矿1#煤层储量大、煤质好,对其进行开采是稳定和扩大产量、提供优质煤炭资源的保障。开采1#煤层遇到的最主要威胁是下伏太灰承压水突出。文章在分析淮南煤田和新集煤矿水文地质条件的基础上,对新集煤矿太灰岩富水性、底板岩层隔水能力以及构造控水特征等进行初步研究,判断1#煤开采过程中太灰水突出的危险性,分析可能的防治措施,为安全、高效开采1#煤层提供前期研究成果。     

解析法在兴隆庄煤矿工作面涌水量预测中的应用

兴隆庄煤矿十采区的主采煤层是3煤层,其直接充水含水层是煤层顶板砂岩水。在分析采区3煤顶板砂岩水充水特征的基础上,采用解析法,预测其静储量总体约为34万m3;根据不同参数值进行分区计算,得到了十采区工作面在不同推进速度下的涌水量。研究结论可为兴隆庄矿十采区下一步的安全开采提供设计和决策基础地质条件保障,同时也可以为其他类似水文地质条件的采区工作面的涌水量预测提供理论依据。     

南屯煤矿下组煤开采地质条件

分析与研究了兖矿集团南屯煤矿下组煤开采地质条件,细致地划分出下组煤可采煤层顶板岩性分区图,分析总结了下组煤顶、底板岩性特征以及对生产支护产生的影响.     

赵固一矿首采面覆岩破坏高度研究

以赵固一矿首采面二1煤顶板作为研究对象,分别应用公式法和岩石破裂过程分析系统 (F-RFPA2D) 确定在分层开采条件下首采面敷岩破坏的高度.并结合顶板破裂的模拟演化过程,为以后留设防水煤柱提供有效的技术参数.     

阳泉矿区新景矿构造煤发育规律的数值模拟

预测构造煤发育区对矿井瓦斯突出预测具有重要意义。以阳泉矿区新景矿3号煤层为研究对象,根据其地质赋存条件,建立了相应的岩性不均衡力学模型,基于FLAC^3D数值模拟软件,研究了顶板砂岩透镜体存在情况下3号煤层围岩应力分布规律。结果显示：砂岩透镜体的存在使得煤岩地层的应力、位移分布不均,在透镜体影响范围内呈现应力集中现象,致使该区域煤层发生塑性变形;岩性不均衡条件下3号煤层的构造煤发育,进而证实了新景矿3号煤层顶板砂岩对构造煤发育的控制作用。     

基于岩体阻水能力测试的煤层底板突水评价方法

以金牛能源股份有限公司邢台矿9号煤开采为例,对底板岩体质量及阻水性能进行了评价。首先分析了开采煤层的底板岩体地质结构,获取了岩石力学参数;进行了地应力测试,掌握了该区域地应力性质;进行了矿山压力显现规律研究,获取了工作面的初次垮落步距、周期来压步距和来压强度;在综放和综采工作面进行了底板破坏深度测试,得到了不同开采条件下煤层底板破坏深度;采用三维非线性固-液耦合岩石水力学计算方法,以非线性数值模拟软件ANSYS为手段,建立了三维数值仿真模型,根据矿井水文地质、工程地质特征和开采技术条件,分4种工况,对不同开采阶段、不同深度煤层底板应力分布、破坏状态的影响进行了分析研究。数值模拟结果表明,从突水的必要条件(底板破裂带贯通)和充分条件(水平应力小于承压水压力)来考察,在本次计算采用的工作面开采条件和正常的地质条件下,突水的可能性由大到小依此为:工况Ⅳ >工况Ⅲ >工况Ⅱ >工况Ⅰ,由此为该矿首个9号煤工作面开采选择提供了依据。     

深部土煤系风化岩接触带类型划分及其意义

深部土岩接触带是指厚表土底部一定厚度的土层及其下一定厚度的煤系风化岩组成的土岩组合体。由于它由高压态土体、高压水和软弱破碎风化岩体组成,故具有整体不良的工程地质性质,在接近该带下采煤时易发生采场顶板矿压突变剧增、突泥溃砂、突水等重大安全问题。在煤田地质勘探资料的基础上,根据深部土层土性和岩层岩性将深部土岩接触带划分为4种类型：砂土-砂岩接触类型、砂土-泥岩接触类型、粘土-砂岩接触类型、粘土-泥岩接触类型,分析了每一种土岩接触带类型对应的工程地质意义,并对丁集矿井西南区13-1煤层的土岩接触带类型进行了划分,认为13-1煤层土岩接触带类型以砂土-泥岩、砂土-砂岩为主,近松散层工作面受到底含水的威胁比较严重,工作面溃泥、溃砂、压架出水的可能性比较大,开采设计时要充分考虑。     

焦作矿区演马庄井田突水地质条件分析

井下突水的相关因素主要是岩性、层间距、构造、水压和开采因素，而地质条件即岩性、层间距和构造控制着突水的分布。本文通过对焦作矿区演马庄井田突水介质条件（岩性、层间距）和突水构造条件的研究，对井田内突水危险地带进行了预测，所得结论对井巷工程设计和煤矿生产具有一定意义。     

淮北刘桥二矿七含涌(突)水机理研究

刘桥二矿在开采4煤过程中，七含突水次数达38次之多，严重影响煤矿安全生产。文章在系统地分析刘桥二矿七含涌突水概况的基础上，提出了该矿七含涌突水的主要机理为断裂构造的控制作用和矿山压力的促进作用；指出了砂岩含水层的裂隙发育程度和富水性强弱、煤层的厚度、断层的作用以及4煤与含水层之间隔水层厚度的大小等，是影响工作面涌水的主要因素。研究结果对煤矿砂岩水害的有效防治具有重要的指导意义。     

基于脆弱性指数法的韩城矿区11号煤层底板突水危险性评价

在全面分析韩城矿区地质与水文地质条件的基础上,应用相关因素分析方法,提出研究区煤层底板奥灰含水层突水的指标体系,并以多个典型煤矿为例,重点分析了受奥灰含水层威胁最严重的11号煤层底板突水的影响因素;构建了有效隔水层厚度、褶皱规模、含水层富水性、断层规模4个评价指标;采用脆弱性指数评价方法对11号煤层底板突水的危险性进行了分区。     

断层构造对煤层底板突水的影响分析

在原岩应力、地质构造、地下水等因素基础上,从应力场和渗流场共同作用的角度出发,研究含底板岩体在内的采场岩体系统的变形与破坏。研究结果表明,随着工作面向前推进,底板岩层的破坏深度和范围逐渐增加,底板岩层中水平应力低于承压水压力的深度也逐步增大。随着开挖接近断层,断层对应力分布情况的影响越来越明显,最终在断层处造成突水。为了预防底板突水的发生,合理留设防水煤岩柱是必要的工程措施。     

The controlling effect of thick-hard igneous rock on pressure relief gas drainage and dynamic disasters in outburst coal seams

Intrusive igneous rock is usually found in the overlying strata above mining stopes, and its occurrence, lithology, and distribution play important roles in coal mining safety. Of the numerous coal mine disasters in China, a large number have been caused by magma intrusion. Magmatic activity is intense and widely distributed in the Haizi Coal Mine which has suffered eleven coal and gas outburst accidents and one water inrush accident under a thick-hard igneous rock with 120-m-thick. Based on theoretical analysis, laboratory testing and field observations, we found that under the effect of thermal evolution and entrapment of the igneous rock, the coal pore structure developed, the gas adsorption capacity was enhanced, and the risk of gas outburst increased. The igneous rock, as the main key stratum, will not subside or break for a long time after mining. The closing time of fractures and separations is also prolonged and provides good conditions for gas drainage. The distant penetration borehole for draining pressure relief gas is proposed which can ensure effective gas drainage and reduce the number of rock laneways. However, with the continuous mining of a large area, the igneous rock could suddenly break, instantly releasing a tremendous amount of elastic strain energy, which will easily induce the occurrence of complex dynamic disasters, such as rock bursts, water inrush, gas outbursts, and surface subsidence. Based on the cause analysis of dynamic disasters, a reasonable goaf filling height is proposed for fully eliminating mine disasters under the special geological condition.     

推覆体下特厚煤层开采的特殊地质灾害问题

新集二矿13-1煤为新生界松散层、推覆体下第一开采的特厚煤层,存在着与推覆体发育有关的隐伏构造裂隙水、离层裂隙水(气)、F02断层活化导水、冲击地压造成导水裂隙扩展等特殊的地质灾害问题。针对这些安全隐患,提出了留设防水煤柱、对离层空间充填注浆、选择合理的开采方案、加强采前探测等措施。     

范各庄矿12煤底板突水过程模拟分析

以范各庄煤矿水文地质条件为基础,建立了承压水上采煤的岩体水力学模型,应用岩石破裂过程渗流-应力耦合分析系统(RFPA^2D-Flow)模拟分析了范各庄矿12煤层底板开采扰动下,裂隙形成、扩展到突水通道最终贯通形成突水的全过程。通过对损伤区分布、应力场和渗流场的演化分析,揭示了开采扰动及水压驱动下完整泥岩底板由隔水岩层到突水通道的演化过程,对突水通道进行了模拟定位,并对不同水压条件下含水砂岩层对底板突水的影响进行了分析。结果表明：12煤底板突水问题取决于含水砂岩中的水压力,在假设隔水层厚度不变时,水压力与突水系数呈正相关关系,随着水压的增大突水越易发生。该研究为12煤底板突水预测与防治提供了理论依据。     

煤矿断层构造复杂程度的非线性分析

煤矿中断层构造对开采条件、瓦斯突出、矿井突水等都有显著的影响。以陈四楼煤矿为例,利用分形理论计算了深部采区断层构造的分维,对断层构造的复杂程度进行了讨论和划分;分析了不同区域断层构造分维值出现差异的原因;建立了断层构造分维与矿井突水单位涌水量的对应关系,随断层分维的增加,矿井突水的单位涌水量也将随之增大。研究区的断层分维在0.7925～1.4534,断层总体的复杂程度为中等。