不稳定煤层矿井开采技术探讨

1引言 在含煤地层中蕴含丰富的断层、褶曲;煤层走向、倾向起伏,呈向斜、背斜构造;煤层厚度变化大的矿井,称之为不稳定煤层矿井.     

仙亭煤矿常见褶曲构造分析与采准巷道布置

仙亭煤矿设计生产能力为30万吨／年,97年核定生产能力为21万吨／年。主要开采上京井田F11断层下盘+660m以下的煤层,含煤地层为二迭系下统童子岩组第一、三段,可采及局部可采煤层有9层。井田内次一级褶皱紧密,褶     

不稳定煤层矿井开采技术探讨

1 引言 在含煤地层中蕴含丰富的断层、褶曲;煤层走向、倾向起伏,呈向斜、背斜构造;煤层厚度变化大的矿井,称之为不稳定煤层矿井。 福建省煤矿基本上均属于不稳定煤层矿井。对不稳定煤层矿井采用适宜的开采技术是采煤业常遇的重要课题,尤其是缺煤地区显得更为重要。本文就不稳定煤层矿井开采技术谈谈个人粗浅的认识。     

仙亭煤矿常见褶曲构造分析与采准巷道布置

仙亭煤矿设计生产能力为30万吨，年，97年核定生产能力为21万吨，年。主要开采上京井田F11断层下盘 660m以下的煤层，含煤地层为二迭系下统童子岩组第一、三段，可采及局部可采煤层有9层。井田内次一级褶皱紧密，褶曲、倒转现象普遍存在，岩(煤)层稳定性受到影响，对矿井正常生产、安全技术管理带来一定的困难。本文通过对矿井中常见的褶曲构造分析、预测，谈谈     

松软破碎围岩掘进防冒顶技术措施

苏桥煤矿于2005年12月开始基建,矿井设计年产量21万吨,开采二迭系童子岩组含煤地层。由于区域推覆构造的作用,复盖在童子岩组地层上面的是地质时代较老的栖霞灰岩和石炭系林地组砂砾岩。破坏性巨大的推覆构造导致矿区内断裂极发育,缓断层、高角度断层互相交错叠加,构造的破坏表现为多期次活动及活动的强烈性,特别是复盖在童子岩组之上的林地组砂砾岩与栖霞灰岩受F0断层(F0断层破碎带宽0.2￣50m不等,断面两翼破坏波及面广,断层局部导水性较强,靠近灰岩且形成溶洞)切割的影响,导致砂砾岩极其破裂,原生的结构整体性、稳定性遭到严重破坏,裂缝…     

仙亭煤矿常见褶曲构造分析与采准巷道布置

仙亭煤矿设计生产能力为30万吨/年,97年核定生产能力为21万吨/年.主要开采上京井田F11断层下盘 660m以下的煤层,含煤地层为二迭系下统童子岩组第一、三段,可采及局部可采煤层有9层.井田内次一级褶皱紧密,褶曲、倒转现象普遍存在,岩(煤)层稳定性受到影响,对矿井正常生产、安全技术管理带来一定的困难.本文通过对矿井中常见的褶曲构造分析、预测,谈谈在褶曲构造影响下的采准巷道布置方式,为提前采取适应的安全技术措施提供依据.     

倾滑断层对公路的致灾机理分析

在有限元分析的基础上,对正断层和逆断层环境下公路的致灾机理进行了研究.结果表明,断层的活动将引起公路结构的弯曲变形,使公路处于拉、压、剪的受力状态.其中,正断层活动引起公路弯曲变形的范围主要为上盘距裂缝70 m至下盘距裂缝30 m,纵向应力剧增的主要范围为上盘内距裂缝170 m至下盘内距裂缝130 m,路面的开裂位移约为22 cm;逆断层活动时,公路弯曲变形的范围为上盘内距裂缝80 m至下盘内距裂缝40 m,纵向应力剧增的主要范围是上盘内距裂缝170 m至下盘内距裂缝180 m,路面的开裂位移约为12cm.根据公路的变形和受力规律,将正断层和逆断层环境下公路的破坏模式概化为张拉破坏、剪切破坏、弯曲压坏和复合破坏几种类型.按载荷-结构的方法,将上、下盘范围内的公路结构当作受均匀荷载的半无限弹性地基粱,把倾滑活断层环境下公路结构的位移、转角、弯矩、剪力等简化为断层地表竖向位移量、地基系数、路面荷载、路基路面等效刚度的函数.进行了算例分析,计算结果表明,断层活动主要使裂缝带的公路承受较大的变形、弯矩和剪力,这种影响范围主要分布在断层裂缝的两侧各30 m内.     

黄陵矿区煤层围岩油气测井识别研究

黄陵矿区含煤地层中油、气共存,在巷道掘进和回采过程中均出现油、气异常涌出,影响煤炭安全开采。利用矿区测井资料,分析了煤层围岩延安组和延长组地层的岩性和储层电性特征,通过与邻近水层对比研究,估算围岩油气异常地层电阻增大率小于2,储层流体判别对比度低。选择了合适的测井解释模型,计算得出储层孔隙度和渗透率较低,含油气饱和度低于30%,解释为含油水层。综合认为,矿区煤层围岩油气层属于含油气丰度较低的低电阻率油气储层。在此基础上,运用地质方法进行巷道掘进或回采前油气预测,可以指导矿井瓦斯抽放作业。     

构造复杂矿区煤与瓦斯突出瓦斯地质分析

为深入认识地质构造带煤与瓦斯突出事故的发生机制,以芦岭矿为例,运用瓦斯地质理论,论述矿区的构造特征和瓦斯地质特征,分析压扭性断层形成过程中构造运动对煤体结构和瓦斯赋存的影响。研究发现,芦岭矿位于逆冲断裂地质构造带上盘,构造松软煤层发育,压扭性断层和层滑构造对矿区影响明显;在挤压应力作用下,压扭性封闭性逆断层区域煤体裂隙发育,应力控制着瓦斯向裂隙发育区运移和聚集,使其成为高压瓦斯富集区;受采掘等作业影响,在煤层暴露的瞬间,压扭性逆断层构造带附近区域煤体内储存的大量承压状态瓦斯和构造松软煤岩混合物被疾速抛出,从而形成煤与瓦斯突出。     

综放开采过断层冲击地压危险分析及防治技术

为预防综放开采过断层发生冲击地压事故,以东滩煤矿14310(东)综放工作面为背景,运用微震监测、数值模拟和理论分析等方法,研究断层区域的冲击地压危险性。按照断层活动规律,将工作面冲击危险性分为断层冷冻、断层蓄能、断层活化、断层煤柱、断层错动、上盘能量释放、残余能量释放和断层稳定8个阶段。分析3个高危阶段的冲击地压机理,认为断层活化型冲击机理是开采诱发断层附近积聚的构造应力向煤壁转移;断层煤柱型冲击机理是断层切割顶板与下盘形成高应力煤柱;断层错动型冲击机理是断层长期活化"润滑"断面。结果表明,冲击危险性划分结果和冲击机理分析结果皆与现场实际考察情况大致相同。     

锡矿山南矿地压活动规律及其控制方法的研究

一、概况锡矿山南矿区域出露地层为泥盘、石炭系沉积变质岩系。岩体受新华夏系构造作用,褶皱和断裂极为发育。矿区有复式背斜和入字形断裂二种主要构造体系。矿床地质构造见图1。受构造控制,矿床产于复式背斜西南倾伏端与入字形构造之     

攻克“三软”防治瓦斯关

河南省郑州煤炭工业（集团）有限责任公司（以下简称“郑煤集团”）所采煤层为豫西“三软”不稳定煤层。“三软”得名于其煤软、顶板软、底板软。“三软”煤层的煤呈粉末状,煤层硬度系数小于0．2,属极软煤层。煤层顶板为泥岩、炭质泥岩、页岩,松软易碎;煤层底板为泥岩、炭质泥岩,遇水膨胀;受滑动构造影响,煤层为全层构造煤（糜棱煤）,煤层致密,透气性极差。国家发展改革委员会制定的瓦斯抽采利用方案,曾将郑煤矿区所属三大煤田（荥巩、登封、新密）列为我国34个单一煤层严重突出矿区之首,称其为“国内煤与瓦斯突出最危险的矿区”。     

圭嘎拉隧道石门揭煤岩柱安全厚度及动力特性

为解决煤系地层公路隧道施工中瓦斯气体泄漏、爆炸及煤层突出、挤出、压出等地质灾害问题,以西藏拉泽高速公路圭嘎拉隧道为研究对象,采用结构力学理论,结合岩柱爆破损伤范围大小和地应力与煤层瓦斯压力作用下岩柱安全厚度,得出不同煤层倾角隧道石门揭煤的岩柱安全厚度计算式,得到圭嘎拉隧道石门揭煤岩柱安全厚度;运用数值模拟法建立煤系地层公路隧道石门揭煤动力学模型,研究石门揭煤掏槽爆破微差间隔时间对煤层及其顶底板的动力特性,获得煤层与顶底板动力响应特征。结果表明:圭嘎啦隧道石门揭煤安全厚度2.8 m是合理的;随着微差间隔时间增加,动力响应强度降低,石门揭煤爆破最佳微差间隔时间为50 ms;随着煤层倾角增大,动力响应强度增强,应适当减小急倾斜和倾斜煤层揭煤深度,可适当增大缓倾斜煤层揭煤深度。     

基于熵权灰色关联法的煤与瓦斯突出主控因素分析

煤与瓦斯突出主控因素的科学确定是突出预测及防治的重要前提条件。根据突出综合作用假说及瓦斯地质理论确定了平顶山东部矿区的突出影响因素为开采深度、瓦斯、煤的物理力学性质、地质构造、煤层和构造煤厚度及煤层透气性系数。建立了熵权灰色关联分析模型,分析得出平顶山东部矿区突出影响因素的熵权灰色关联序为开采深度、瓦斯压力、断层特征系数、煤厚特征系数、f、Δp、煤体破碎程度、透气性系数。结合平顶山东部矿区的实际情况分析突出影响因素的重要性,验证了熵权灰色关联法计算得到的关联序结果是正确的。结果表明,熵权灰色关联方法具有模糊、随机、灰色等特征,对数据要求较低且计算量小,应用该方法分析突出主控因素是可行和有效的。     

水-力耦合对含瓦斯煤渗透率影响的试验研究

以贵州矿区突出煤层40~60目的型煤试件为研究对象,借助自主研发的三轴渗流设备开展了不同含水率及有效应力条件下的三轴渗流试验,系统研究了含瓦斯煤渗透率受水-力耦合作用的演化趋势,根据试验结果推导了上述两因素与含瓦斯煤渗透率间的量化关系式,研究成果对贵州瓦斯灾害防治和煤层气勘探开发提供理论依据。     

松散破碎围岩巷道施工技术与安全管理

一、引言 小华煤矿南区块段含煤地层为童子岩组第一段第四带(P1t1～4)地层,赋存有33#、34#等煤层,33#煤层顶底均为砂质泥岩,34#煤层顶板为砂质泥岩、细粉砂岩,底板为泥岩.该块段受F1断裂及次生断裂影响,巷道围岩极为松散、破碎.块段内岩层富水性较强,当巷道或采煤工作面开采时,生产巷道或采煤工作面淋水普遍很大,恶化了采掘施工条件,使顶板管理更加困难.     

基于力能角度的鹤壁矿区煤与瓦斯突出主控因素分析

根据鹤壁矿区实测煤层瓦斯含量和瓦斯压力结果,从力能角度分析了地应力、瓦斯、煤体结构对煤与瓦斯突出的影响,确定了地应力为鹤壁矿区煤与瓦斯突出的主控因素。受区域地质构造的控制,南部矿井构造应力大,瓦斯含量高,煤岩体弹性潜能、瓦斯膨胀能大;且构造煤普遍发育,煤体破碎功小。基于力能角度分析,南部矿井在埋藏较浅处,突出动力能量即大于突出阻力能量,是其始突深度较浅的主要原因,鹤壁矿区始突深度呈现南浅北深的特点。在地应力控制作用的基础上,结合三矿实测瓦斯压力、瓦斯突出能量分析,确定三矿在煤层底板标高-510 m以深为突出危险区。     

松散破碎围岩巷道施工技术与安全管理

一、引言小华煤矿南区块段含煤地层为童子岩组第一段第四带(P1t1-4)地层,赋存有33#、34#等煤层,33#煤层顶底均为砂质泥岩,34#煤层顶板为砂质泥岩、细粉砂岩,底板为泥岩。该块段受F1断裂及次生断裂影响,巷道围岩极为松散、破碎。块段内岩层富水性较强,当巷道或采煤工作面开采时,生产巷道或采煤工作面淋水普遍很大,恶化了采掘施工条件,使顶板管理更加困难。根据南区     

我们是如何进行顶板管理的

大同矿务局现采煤层稳定,地质构造比较简单,主要特点是“一平、二硬、近距离多煤层开采。”一平是煤层平缓,一般倾角在2～5度。二硬是煤质硬,顶板坚硬,煤的普氏硬度系数为3～4;顶板多为整体砂岩,有时含黄铁矿结核,少部分为砂砾     

采动影响下断层滑移失稳研究

为研究采动影响下活动断层的滑移情况,以抚顺矿区老虎台矿为背景,建立了采动条件下覆岩运动的突变力学模型,确定了断层发生滑动的必要条件;运用UDEC数值模拟软件对工作面开采条件下断层活动进行分析,现场工业性试验对断层活动进行监测和验证。结果表明,断层失稳的必要条件为刚度值k≤1,刚度比随着开采深度的增加而逐渐降低;当弹性段采出厚度大于85 m时,F25断层具备了发生滑动的必要条件,易发生冲击地压。83003工作面开采后,F25断层下盘位移基本不变,上盘位移活动幅度较大,最大位移达到了5~7m;锚索测力计的应力变化与断层活动具有较大的相关性,当锚索测力计数值突变时,表明断层已经活动,锚索测力计数值突变越大,预示冲击地压和矿震能量越大。