基于条带式充填开采的离层注浆减沉技术研究

在浅部资源渐趋枯竭的背景下,针对大量“三下”压覆煤炭,离层注浆减沉技术越来越受到广泛应用。不过目前条带式充填开采基础上的离层注浆工艺研究还比较欠缺,结合邢台某矿条带式充填开采+离层注浆减沉实践,通过充填后采高等效换算,条带开采工作面注浆关键层优化、邻空工作面注浆孔位确定和注浆压力持续控制等关键技术,实现了条带式充填开采回收以往煤柱的地表沉降控制,地表沉降幅度在30mm以内,补充了不同条件的离层注浆工艺研究,对以往条带式开采矿井剩余煤柱的绿色回收有重要意义。     

潞安矿区五阳煤矿8005工作面关键层分布特征及离层发育监测

以五阳煤矿8005工作面采煤沉陷治理工程为背景,对工作面地层中覆岩关键层的平、剖面分布特征进行分析研究,得出主注浆层位亚关键层4沿工作面推进方向先变薄再变厚的基本特征,并据此提出“单层—双层—单层”的过渡式注浆充填方式。在工作面推进过程中利用分布式光纤传感监测技术对覆岩全层位变形进行了连续观测,为工作面开采初期单层注浆工作的开展提供了重要参考依据。     

叠加开采顶板覆岩变形破坏研究

叠加开采煤层顶板覆岩破坏较单层开采复杂,为了掌握其发育规律,作者通过顶板工程地质特征结合井中测流、钻孔电视实测分析,利用离散单元法模拟煤层在叠加开采过程中顶板变形破坏,从而对顶板覆岩在采动过程中的离层裂隙空间分布等特征进行研究,总结出叠加开采覆岩变形破坏的规律,从而可以有效地指导叠加开采煤层顶板防治工作。     

影响覆岩离层注浆减沉效果的地质因素

煤层开采后,采空区上覆岩层内产生离层现象,注浆充填离层可以减小地面沉陷。覆岩离层注浆减沉效果受离层带地层条件、离层围岩透水性和工程地质特性的影响,表现为离层的形成、宜于注浆的离层带的位置、注浆液的保存与支承力的维持。      

岩层及地表移动与冲击地压相关性研究

对岩层及地表移动规律的观测、室内试验和数值计算分析表明,采动覆岩层沉陷运动的不协调性造成裂隙带上部弯曲带岩体中产生大范围的离层空隙。随着工作面的推采,离层空隙周期性悬露垮断构成了上覆岩层及地表移动变形运动的不同特征。根据现场观测,砾岩层运动是矿井冲击地压发生的主要力源,地表下沉速度发生剧烈变化,冲击地压发生的频率较高,地表产生反弹时更为危险,且随着砾岩层的运动,冲击地压发生周期性变化。     

锚网(索)支护煤巷顶板离层临界值分析

顶板离层是开采过程中巷道矿压显现的主要表现形式之一。离层值的大小不仅和煤层赋存条件及开采技术条件等自然因素有关,而且和巷道的尺寸、支护方式以及支护强度等直接相关。在深入分析现场顶板离层监测手段和所存问题的基础上,对锚网巷道、锚网锚索联合支护巷道的顶板离层临界值进行了系统的分析。     

矿井继生充水含水层的涌水特征及其水害防治措施

通过对彬长矿区综采放顶煤工作面煤层赋存条件、裂隙带影响高度与开采工艺的研究,结合生产实践经验,提出了矿井继生充水含水层及离层、裂隙储水空间概念,分析了此类矿井的防治水方法。经综合试验证实了矿井继生充水含水层的存在,实现了井下导排水。研究结果显示：洛河组砂砾岩含水层为主要充水水源,涌水量的大小与开采方式有着密切关系,矿井继生充水含水层是现代采矿工艺下特有的地质现象。     

我国首例离层注浆减沉试验的再思考

20a前在抚顺老虎台煤矿512采区进行的我国首例离层注浆减沉试验为探索煤矿可持续开采技术提供了宝贵经验。试验采区地表下沉比预计小的真正原因是采空区密实水砂充填(充满率为70%~85%),覆岩中巨厚绿色页岩层遇水碎胀(碎胀率为185%)和大采深极不充分采动(采动程度系数为0.14)。离层注浆主要起到了使绿色页岩层碎胀的作用,而留在覆岩离层中的粉煤灰量极少(只占煤炭采出体积的3%)难以起到减沉作用。试验结果说明该技术在缓沉方面比减沉更有效。     

缓倾斜地层顶板离层水对综采工作面的危害及防治探讨

以重庆松藻矿区在打通的一综采工作面缓倾斜地层中掘进时发生的两次顶板水灾为例,对其顶板突水原因进行了探讨。通过分析该矿区的矿井地质及水文地质条件,认为矿井充水水源为上覆地层的离层水。该矿井的M7-3煤层开采后,导水裂隙切穿了上覆地层长兴组灰岩,贯通了玉龙山一段灰岩隔水层,进入玉龙岩二段岩溶裂隙含水层。由于含水层的上覆岩层在采掘过程中,因岩性差异发生不均衡沉降,形成了大量的离层空间。离层空间吸收、储存的大量地表降雨在采掘工作面推进到一定位置时,就会发生突水。据估算,S1821工作面上覆岩体离层、裂隙储水空间按三分之一计算为2.064×105m^2,与该工作面抢险救灾期间排出的涌水量基本吻合。根据该矿离层水的赋存特点,提出了保证排水系统畅通,加强采煤设备管理,提高采面设计水平的防治水对策。     

离层静水压突水及其防治

煤层开采后,上覆岩层下沉过程中,上下层状岩层挠曲不同步而形成的离层空间即离层.离层空间中积存的地下水即为离层水.结合济宁二号煤矿离层水突出实例,阐述了离层水的形成条件、影响因素和离层静水压突水机理,提出了离层静水压突水的危险性判别方法和离层静水压突水的防治措施.离层静水压突水的突水机理,是离层静水压力大于离层下位隔水层的承受能力,导致离层水突出.离层积水能否突出,可借用底板突水危险性评价中底板突水系数公式判断.通过超前在工作面顺槽斜向上方积水离层施工疏水钻孔,人为破坏离层的封闭性,可有效避免离层大量积水,进而避免大量离层积水突然溃出的水害事故的发生.实践证明,离层静水压突水可以预测和防治.