采空区

摘要： 废弃矿井煤层气资源丰富,抽采废弃矿井煤层气,已成为煤矿区煤层气的重要资源之一。基于山西晋城矿区废弃矿井煤层气抽采实际,系统介绍了废弃矿井采空区煤层气赋存特征及其地面抽采技术的研究进展,分析了废弃矿井采空区煤层气地面抽采研究现状和存在的问题,提出了目前我国废弃矿井采空区煤层气地面抽采研究面临的关键科学问题和研究内容。研究结果表明,煤炭开采形成的冒落-断裂带,为采空区煤层气赋存提供了储集空间。废弃矿井采空区煤层气主要来源于煤柱及残留煤层、临近未采煤层和围岩中的游离气和吸附气,基于体积法对废弃矿井采空区吸附气和游离气资源分别进行计算和评价。为有效解决采空区上部含水层涌水对钻井井身稳定性及抽采效果的影响,将采空区煤层气抽采井身结构由二开优化为三开结构,优先采用压缩空气潜孔锤钻井技术,用氮气取代空气作为循环介质安全揭露含气断裂带的井工艺技术;根据晋城矿区废弃矿井采空区煤层气井抽采过程中压力和日产气量的变化特征,将采空区煤层气井抽采划分为自由放喷、气量快速下降、稳压产气和定量产气4个阶段,并提出了适用于废弃矿井采空区煤层气抽采的"四段制"抽采控制方法;最后,指出了目前面临"废弃矿井煤层气赋存规律及其控制机理和废弃矿井煤层气抽采条件评价及抽采参数优化方法"2个关键科学问题和"废弃矿井煤层气赋存规律及其控制机理、废弃矿井煤层气资源评价模型与方法和废弃矿井采空区煤层气抽采技术"等研究内容。

摘要： 煤矿井下采空区存在易燃易爆等气体,遇明火容易引起爆炸事故,为解决传统人工巡检存在的工人数量多、劳动强度大、检测结果不准确和难以实现预警等问题,利用机器人技术和模块化设计方法,设计了一种采空区管道巡检机器人系统方案,利用三驱动轮卡在管道内壁,可以实现沿管内壁自动行走,利用Adams建立管道巡检机器人系统样机模型,进行了运动学仿真分析,结果验证了机构设计的合理性。最后,完成了样机的制作和实验,结果表明:所设计的管道巡检机器人结构小巧、移动灵活,运动平稳,应用和实验效果良好,对于保证采空区和煤矿的安全生产具有重要的应用价值。

摘要： 采煤工作面采用“Y”型通风方式可有效解决回风隅角瓦斯积聚超限问题,但是对于自燃和易自燃煤层的采煤工作面,由于“Y”型通风导致的采空区漏风容易造成采空区遗煤自燃,从而发生自然发火事故。王村矿8305采煤工作面采用“Y”型通风,煤层自燃倾向性为自燃,为解决采空区遗煤容易自燃问题,根据现场实际研究应用了采空区自然发火综合防治技术,取得了很好的防治自然发火效果,确保了采煤工作面安全回采。

摘要： 为开采“三下”压煤,结合粉煤灰基胶结材料的使用方法和基本性能,提出粉煤灰基胶结材料采空区充填技术。该技术采空区充填方式主要包括袋式、挡板式。分析评价不同充填方式的具体种类的适用性、优缺点,得出结论:袋式充填种类较多,适应性较强;挡板式充填适用于仰斜或短壁走向开采的采空区;袋式充填一般会选用部分充填并沿空留巷的方式布置充填体;挡板式全部充填的空顶距取决于挡板高度以及煤层倾角。

摘要： 针对黄山铜镍矿30#矿体开采过程中采空区顶板冒落规律分析难的特点,建立微震监测系统,对采空区顶板冒落及地表破裂规律进行分析研究,对采空区顶板大范围冒落及井下地压活动进行监测预警。基于监测数据分析可知目前微震事件圈定范围高度为700m,微震事件逐渐向东南部倾斜,地表表现为不断向32#塌陷区倾斜,呈“西北低、东南高”趋势,与地表无人机扫描结果相一致。分析微震事件b值演化特征,预示大震级微震事件将会占比增多,地表开裂及沉降将进一步发展。

摘要： 根据某采空区矿柱及采空区分布情况,采用RHINO-FLAC3D耦合技术建立三维计算模型,计算分析采空区在3种不同工况下的地表变形特征,通过对计算结果的分析为采空区地表修建水库成库可能性提供理论依据。结果表明,采空区是影响地表沉陷的关键因素,大坝加载后,由于坝自身重力作用,使已经“静止”的采空区重新活化,并发生新的沉降。

摘要： 根据矿山贫化率、损失率指标的定义、计算方法,分析矿山贫损产生的原因。结合矿山三维建模技术,提出贫损指标计算的关键参数的获取途径,即从空区探测技术(CMS)出发,对矿山贫损指标的计算与管理进行探讨,从而有效解决矿山贫损指标难以监测的难题。

摘要： 为研究某矿山地下采空区对露天边坡稳定性的影响,科学合理地确定矿山地下转露天开采工程最优终了边坡角。采用FLAC^(3D)数值模拟软件建立了矿山东部分区和西部分区的边坡力学模型,通过模拟计算得出了边坡岩体的位移和塑性区分布情况。结果表明,采空区对东部分区上盘边坡稳定性影响较大,对东部分区下盘边坡和西部分区上、下盘边坡稳定性影响较小。基于极限平衡法,对露天终了边坡角进行优选,最终得出上盘边坡最优边坡角为37°,下盘边坡最优边坡角为41°。

摘要： 文章采用引入时间函数的变采厚概率积分法模型,对丰汇煤矿多工作面采空区影响下杜庄隧道在2020年后的残余变形量进行了预测分析。研究结果表明,杜庄隧道线路上在2020年后仍存在203mm的最大残余沉降与132mm的最大残余水平位移,均出现在隧道前段;隧道沿线各处残余变形呈起伏波动形态,该计算结果可为杜庄隧道施工和变形处治提供科学依据。

摘要： 为量化下伏煤层开采对上部既有铁路隧道的显著影响,以近接缓倾煤层开采区的某铁路隧道为工程背景,构建三维数值分析模型并分别采用现场监测和理论计算的方式进行验证;通过数值模拟分析煤层开采全过程中隧道衬砌的变形,对比煤层开采前与开采至Ⅵ边界时隧道最不利截面内力,并利用最小安全系数和最大裂缝宽度2个指标评价煤层开采对上部铁路隧道安全性影响,确定煤层开采的竖向影响范围。结果表明:现场监测和理论计算2种方法均证明了数值模拟参数取值合理、方法可行;煤层开采过程中隧道洞口位置变形最大,沉降增加了7.38倍;煤层开采造成隧道近煤层侧仰拱和边墙内力增大,加剧了隧道洞口的偏压程度;自煤层开始开采到开采至Ⅵ边界的整个过程中,隧道安全系数降低了68.97%,隧道结构裂缝宽度最大达到2.01 mm且与现场检测得到的隧道结构裂缝病害情况相一致;煤层开采的竖向影响范围为自开采区竖向往上2449 m。

摘要： 通过对当阳石膏矿基本情况调查,在收集资料的基础上,详细查明了当阳石膏矿的地质条件及采空塌陷所产生的环境地质问题,准确圈定了塌陷灾害的平面分布范围,探讨了当阳石膏矿1#采空区塌陷特征、形成机理.根据现有的采空塌陷成因分析,预测了其发展趋势.

摘要： 山西省洪洞县某煤矿在开采下组煤时曾发生底板突水事故,为了安全开采3号煤层,需对该矿区的采空区及采空积水区进行探测.根据该区的物性条件,选用了对低阻异常反映灵敏瞬变电磁法进行施工.通过对发射框、发射频率、积分时间、增益、噪音水平等参数测试及测深点880-320与钻孔601对比,确定了该区的工作参数.经采集数据处理及反演解释,推断3煤层工作面存在8个采空区,其中有5个采空积水区,分别存在于工作区的东南部及北部边界.部分采空区及采空积水区范围,与已知资料基本吻合.

摘要： 荆门市石膏矿开采历史较早,在中心城区周围形成了11.95km2的采空区,由于采空区治理工程费用高,难度大,严重制约了城市建设和发展.通过山西省大同市沉陷土地建设光伏电站及本地光伏发电项目等实例,对"农业光伏"建设治理石膏矿采空区进行探讨.利用农业光伏工程建(构)筑物荷载轻、安全等级不高之特点,选择支撑充填联合法处理地基,综合治理了采空区.采空区综合治理模式不仅能改善矿区地质环境,提高土地利用率,而且保障了城镇化新村民安居乐业.综合治理采空区后,荆门子陵镇金榜村光伏发电年收益为7万元,麻城镇采空区内的荆门华中农业开发有限公司数年就成长为省级农业龙头企业,社会经济效益明显.

摘要： 彬长矿区输配水工程的部分主要建筑物位于采空区上方,该采空区若造成地表塌陷和不均匀沉降,极易造成输水管道接头脱开、断裂,危及下游用户的用水安全.本工程在深入调查研究的基础上,提出了一套较完整的采空区输水管线设计方法,可为类似工程提供参考.

摘要： 近年来中国基础设施建设逐年增长,线路工程建设遇到的工况日趋复杂,采空区是公路建设中的常见问题.公路隧道工程穿过采空区施工时,将会对采空区岩层产生扰动,可能引起围岩变形失稳与崩塌,进而影响隧道施工安全与工程质量,本文针对该问题,以延崇高速拟建的玉渡山隧道穿越营门铁矿采空区段为研究对象,在结合高密度电法调查营门铁矿采空区在地下赋存状况的基础上,通过数值模拟软件量化研究了营门铁矿采空区对延崇高速公路玉渡山隧道工程的影响.研究结果表明,铁矿开采对周围岩体产生了一定程度的扰动,但围岩整体稳定性基本可以保证.但隧道开挖至采空区时将对围岩产生较大的扰动,可能导致围岩破坏,造成较大的地面沉降,因此在工程中需要采取提前注浆方法等加固采空区,减少围岩变形,为施工安全与工程质量提供保障.

摘要： 玲珑金矿存在大量不明空区,包括可直接探测和已坍塌空区,通过对以前矿山设计资料推测分析及实地探测,得出较为详细的采空区(群)存在情况.从地质条件和工程状况出发,考虑影响采空区稳定性的各种因素,对探出采空区进行稳定性分析,确定充填治理顺序和方式.整体看来,玲珑金矿采空区呈现出较为不稳定状态,充填处理对于玲珑矿区有重要意义.

摘要： 龙滩煤电公司回采工作面采用"W"形通风,首采区由于受围岩底板裂隙瓦斯涌出影响,中隅角瓦斯超限及采空区瓦斯异常涌出问题,给矿井安全生产带来极大的威胁.矿井通过上覆围岩"三带"研究,提出采取高位钻孔或高抽巷抽放采空区离层卸压裂隙区瓦斯抽采综合治理技术方案.通过在3112S工作面的研究应用,取得较好效果,解决了中隅角瓦斯超限问题,确保了工作面安全回采.

摘要： 地下矿山采空区一直是困扰矿山安全生产的难题,由于历史原因,花垣县铅锌矿遗留体量巨大的采空区,成为当地的重要安全隐患.地压监测技术是防范地压灾害的重要手段之一,本文通过微震监测技术的应用实践,分析微震监测技术在地压灾害预警中的作用.

摘要： 随着矿石资源大量的开采,遗留下大量的采空区.本文通过对湘西花垣县境内的铅锌矿采空区隐患处理技术研究,并结合当地的实际情况,提出“封堵+监测”联合治理方式处理复杂采空区,采用先进的微震监测技术实时监控采空区顶板稳定性,依据监测结果合理优化采空区封堵措施,实践表明该方案能够有效监测地压灾害,保障人员的安全.

摘要： 为了解决元宝湾煤矿火区下近距离煤层开采采空区CO等有毒有害气体涌出问题,本文提出了风机-风窗联合均压防灭火技术,测定6105工作面在额定风量1200m3/min时的通风阻力为194～202Pa,采用2组4台2×45kW局部通风机(两用两备)向工作面供风,通过减小调节风窗面积来提高工作面压力.结果表明:6105工作面均压防灭火系统启动后,工作面风量为1220m3/min时,通过风窗调节,地表至6105工作面的通风阻力降为0,处于平衡状态,回风隅角CH4、CO气体浓度均为0,O2和CO2气体均维持在安全浓度范围之内,证明均压系统起到了较好的效果.

摘要： 本发明公开了一种放顶煤工作面末采空区与老采空区协同防火治理方法，包括老采空区和与老采空区相邻设置的末采空区，其特征在于末采空区与老采空区之间设置有窄煤柱，在回撤液压支架之前，位于末采空区的末采工作面回风巷处设置有临时密闭墙，末采工作面回风隅角处设置有安设风筒的局部通风机,注入末采空区后的二氧化碳能够通过窄煤柱压酥后产生的裂隙进入老采空区,本发明的有益效果是：本发明创造性地在临时建立一道用于阻挡来自末采工作面进风巷和末采工作面强风的密封墙，临时密闭墙能够改变风流流动的方向，确保局部通风机产生压入的风流向人员作业区域流动，提高局部通风机对于工作面风流的净化效率。

摘要： 本发明公开了一种利用采空区闭墙抽采数据测定采空区瓦斯流场的方法，包括步骤：S1.采集工作面采空区闭墙的瓦斯抽采混合量以及瓦斯抽采纯量；S2.采集工作面的下隅角漏风量；S3.判断第i个闭墙的瓦斯抽采混合量是否小于第i‑1个闭墙的瓦斯抽采混合量，若是，则进入步骤S4；若否，则结束；S4.判断第i个闭墙的瓦斯抽采混合量是否趋近于零或第i个闭墙的瓦斯抽采混合量是否小于所述工作面的下隅角漏风量，若是，则确定瓦斯流场，若否，则结束。本发明的利用采空区闭墙抽采数据测定采空区瓦斯流场的方法，能够有效地测定采空区瓦斯流场，操作简单、计算准确，为采空区瓦斯灾害分析提供了有力支撑，对煤矿安全生产具有重要意义。

摘要： 本发明属于高速铁路地质灾害技术领域，具体涉及一种确定未知采空区范围和老采空区残余沉降的方法，先收集采空区相关资料如周边煤层分布、采掘和压覆资源情况，再绘制沉降云图，并确定疑似采空区范围；对疑似采空区范围采用PSP‑InSAR形变测量技术进行处理，对于InSAR技术测量所圈定的疑似存在采空区区域，如果物探技术手段也测出了采空区异常，则可初步确定该区域下方存在采空区并进行钻探，并对钻探取出的试样，进行室内物理力学试验，获取采空区上覆各地层的力学参数，为后续建模做准备；最后进行精确建模，数值分析结果与InSAR的沉降结果进行相互验证，最终得出老采空区的影响范围及残余沉降，该方法设计科学，测量结果准确，应用环境友好，市场前景广阔。

摘要： 本发明涉及一种用于煤矿采空区的煤层气尾管钻井方法，包括S101：采用一开钻头钻至基岩以下10‑20m，提钻后下入表层套管并固井；S102：采用二开钻头钻至采空区裂隙带上部，提钻后下入技术套管并固井；S103：更换钻具组合，将三开钻头、专用尾管、尾管悬挂装置和钻杆依次连接下入井内，开泵循环回转钻进，上提钻具，采空区底板至裂隙带下部的井段保持裸眼；S104：将专用尾管悬挂装置坐挂在技术套管上锁紧；S105：将上部钻杆串与尾管悬挂装置脱离，提出钻杆；S106：将尾管悬挂装置钻穿；S107：下入专用工具将三开钻头取出或钻穿，保证钻具串与裸眼井段贯通，完井。本发明还涉及一种用于煤矿穿采空区的煤层气尾管钻井方法。

摘要： 本发明公开了一种井下采空区多点充填及采空区滤排水方法，涉及井下采空区处理技术领域。该井下采空区多点充填及采空区滤排水方法，具体操作如下：S1、进行多点充填系统的施工，具体操作如下：S11在凿岩水平穿脉侧使用T150钻机施工Φ165mm水平孔到采空区内，S12、使用连接弯头将充填管道和钻孔进行连接。该井下采空区多点充填及采空区滤排水方法，操作方便，易于施工，投入小、回报大，使采场内充填体强度分布更加均匀，提高了矿山二步回采的安全性，使充填料浆在矿房内流动距离降低，采场内积水能够及时排空，采场内料浆粗细颗粒分布均匀，充填体强度分布不均现象减少。

摘要： 本发明公开了一种地下矿山大型采空区放顶处理并消除采空区的方法，在采空区(1)周边的采空区围岩(3)中划分出2～6个作业区或爆区；在每个作业区或爆区内的采空区围岩(3)中布置3～6个深孔凿岩硐室(9)，各分层的深孔凿岩硐室(9)之间采用硐室联络井(10)进行连通；在现有工程与深孔凿岩硐室(9)之间布置井巷工程——联络平巷(6)、联络斜井(7)或联络天井；在中下层的深孔凿岩硐室(9)内布置放顶水平深孔(12)，在上层的深孔凿岩硐室(9)内布置水平和上向扇形切割弱化深孔(13)。本发明减少了井下工程量和深孔爆破的炸药量和采空区大面积冒落带来的空气冲击波造成的危害，降低了施工成本，消除大型采空区存在的安全隐患。

摘要： 本公开的实施例提供一种采空区充填设备及其充填方法、以及采空区充填结构，该采空区充填方法包括：在采空区内将充填骨料进行筛分，以将粒径大于或者等于第一尺寸的充填骨料和粒径小于第一尺寸的充填骨料分离；将粒径大于或者等于第一尺寸的充填骨料直接充填在采空区，对粒径小于第一尺寸的充填骨料进行破碎处理以形成粒径小于第二尺寸的充填骨料；将粒径小于第二尺寸的充填骨料、充填辅料和水在采空区内混合以形成充填混合物；将充填混合物施加至粒径大于或者等于第一尺寸的充填骨料的间隙处，该方法降低了破碎充填骨料的成本，提升了充填骨料的利用率，且将整套充填设备置于井下，节省了输送管路的长度，降低了输送管道被堵塞的风险。

摘要： 本发明公开了一种利用采空区闭墙抽采数据测定采空区瓦斯浓度场的方法，包括步骤：S1.采集工作面采空区闭墙的瓦斯抽采浓度；S2.采集工作面的下隅角瓦斯浓度；S3.判断第i个闭墙的瓦斯抽采浓度是否小于第i‑1个闭墙的瓦斯抽采浓度，若是，则进入步骤S4；若否，则结束；S4.判断第i个闭墙的瓦斯抽采浓度是否趋近于零或第i个闭墙的瓦斯抽采浓度是否小于所述工作面的下隅角瓦斯浓度，若是，则确定瓦斯浓度场，若否，则结束。本发明的利用采空区闭墙抽采数据测定采空区瓦斯浓度场的方法，能够有效地测定采空区瓦斯浓度场，计算精确、过程简易，提高了采空区瓦斯灾害的分析效率，保障了煤矿的安全生产。

摘要： 本发明公开了一种利用采空区闭墙抽采数据测定采空区瓦斯流场的方法，包括步骤：S1.采集工作面采空区闭墙的瓦斯抽采混合量以及瓦斯抽采纯量；S2.采集工作面的下隅角漏风量；S3.判断第i个闭墙的瓦斯抽采混合量是否小于第i‑1个闭墙的瓦斯抽采混合量，若是，则进入步骤S4；若否，则结束；S4.判断第i个闭墙的瓦斯抽采混合量是否趋近于零或第i个闭墙的瓦斯抽采混合量是否小于所述工作面的下隅角漏风量，若是，则确定瓦斯流场，若否，则结束。本发明的利用采空区闭墙抽采数据测定采空区瓦斯流场的方法，能够有效地测定采空区瓦斯流场，操作简单、计算准确，为采空区瓦斯灾害分析提供了有力支撑，对煤矿安全生产具有重要意义。

摘要： 本发明提供了一种采空区信息采集装置保护结构及采空区信息采集方法，涉及采矿工程技术领域，解决了采空区垮落对信息采集传感器造成的冲击或震动损害的问题。其包括防护梁、减震盒、外壳体、防水内壳、缓冲层和底座，防护梁通过减震盒固定在外壳体的上方，外壳体的顶部呈拱形，在外壳体的外表面固定有支撑部件和抗压鼓包，防水内壳设置在外壳体的内部；外壳体的下方设置有底座，底座上设置有卡槽，底座和外壳体之间设置有缓冲层；信息采集装置与防水内壳固定连接。利用该结构保护采空区信息采集装置，及时准确的采集采空区信息。该结构受到撞击时具有多层保护作用，还可以有效的缓解撞击震动影响，另外还具有防水效果，保证采空区信息的有效采集。