重复采动

摘要： 覆岩离层注浆充填减沉技术是煤矿绿色开采体系中的重要组成部分,以焦作矿区古汉山矿16032下分层工作面覆岩离层注浆充填为工程背景,从综合考虑覆岩结构和地表沉降规律的研究思路出发,提出了根据最大下沉角确定缓斜煤层重复采动覆岩离层水平位置的方法;建立了利用井下已有注浆管路系统、在井下大巷布置钻场和斜上钻孔对工作面覆岩离层进行注浆充填的方法;沿工作面走向布置5个钻场,每个钻场布置3个仰斜钻孔,由下至上分别指向亚关键层下方离层区、亚关键层与主关键层间的软硬岩交互区、主关键层下方离层区,终孔位置位于最大下沉线附近。现场监测结果表明:注浆后地表最大下沉量仅0.3 m左右,有效控制了地面沉降状况。受地层产状稳定性、岩体结构以及岩石物理力学性质测试准确性等的影响,关键层位置及离层靶区的准确识别较为困难;在实施井下覆岩离层注浆时,不仅应参考覆岩关键层位判别结果,还应根据覆岩柱状分阶段多次“钻进-注浆”交替进行的方式探索最合理的离层注浆层位。

摘要： 由于水资源短缺,陕北矿区利用采空区储存矿井水进行再利用,采空区储水量与采动裂隙空间分布密切相关,为准确预测采空区储水量,基于工作面上覆岩层断裂分带划分结果,确定煤矿地下水库的主要储水空间为垮落带与断裂带的裂隙空间,建立了采动覆岩裂隙率空间分布的计算方法,采用相似模拟试验得出了柠条塔矿1^(-2)煤和2^(-2)煤重复采动后上覆岩层的下沉曲线,计算出重复采动覆岩裂隙率在垂直和水平方向的空间分布情况。结果表明:沿垂直方向,随着高度增加,覆岩裂隙率逐渐减小,1^(-2)煤开采后岩层裂隙率由1.87%逐渐下降为1.18%,2^(-2)煤开采后,裂隙率由12.85%下降为4.11%;沿水平方向,垮落带、断裂带和弯曲下沉带的裂隙率在采空区边缘附近都会产生2个峰值,并且峰值位置逐渐向采空区中央移动,1^(-2)煤开采后,中间压实区的最大裂隙率为1.21%,两边离层区的最大裂隙率为2.19%,2^(-2)煤开采后,压实区和离层区最大裂隙率分别为16.1%和6.54%;重复开采后,上覆岩层的裂隙率显著增加,有利于地下水库储存更多的矿井水,煤层重复开采后,离层区裂隙率最大值由2.19%上升到16.1%,中间压实区最大裂隙率由1.21%上升到6.54%,分别增长了约6.4倍和4.4倍,重复采动覆岩的裂隙率显著增加,增加了储水能力,故下部煤层开采后的采空区能储存更多的矿井水。

摘要： 针对贵州煤层群开采过程中,受地形构造、重复采动等影响,顶板容易破碎,端面顶板稳定性差,容易出现端面冒顶、煤壁片帮等灾变问题。通过对贵州煤层群在重复采动下的端面顶板失稳机理进行研究,从煤矿安全生产实际出发,结合数值模拟试验与物理实验的方法对贵州省煤矿的端面冒顶进行探究,分析影响端面冒顶的因素,剖析其作用机理。以端面冒顶事故发生的机理为基础,提出端面冒顶控制技术及防治措施,并用模拟试验进行验证,保证此类煤矿安全、高效生产。

摘要： 针对含软弱夹层的顺层陡岩受地下重复采煤的影响,采用离散元数值软件UDEC模拟陡岩下方缓斜近距离煤层群区段上行开采,分析陡岩的变形破坏特征。研究结果表明:在重复采动过程中,开采不同煤层时,基底岩层的下沉曲线、水平位移曲线、垂直应力曲线以及剪应力曲线的变化趋势基本相同;上煤层开采后,陡岩坡肩卸荷裂缝会向下贯穿软弱夹层,在坡肩处形成危岩体;中、下煤层开采后采动裂隙会继续由上往下向坡体内延伸到基底岩层附近造成陡岩山体断裂;随着重复采动次数的增加,陡岩的变形破坏程度会急剧增大。

摘要： 为了更深入的解析浅埋煤层在重复采动下的覆岩运动规律,通过使用UDEC数值模拟方法,对山西某煤矿1^(#)、2^(#)煤层进行模拟开采,最终得出浅埋煤层重复采动下覆岩运动及裂隙演化规律,并通过二维物理相似模拟实验来验证,结果表明:1^(#)煤层开采后,工作面初次来压步距为30 m,大约每开挖10 m形成一次周期来压,周期来压步距约为10 m;2^(#)煤层开采后,工作面初次来压步距为40 m,大约每开挖10 m形成一次周期来压,周期来压步距约为10 m,2^(#)煤层工作面初次来压步距大于工作面初次来压步距。1^(#)煤层开采完毕后,1^(#)煤层直接顶最大位移量为1.6 m,裂隙带高度约为20 m,垮落带为5 m左右;2^(#)煤层开采完毕后,1^(#)煤层直接顶最大位移量为3.2 m,2^(#)煤层直接顶最大位移量为1.8 m,裂隙带高度约为73.5 m,垮落带为15 m左右。

摘要： 为了研究多煤层重复采动下覆岩破坏高度的发育规律,以公乌素煤矿三煤层开采为工程背景,通过现场实测、数值模拟研究方法,得到了单层开采和三层重复开采时16煤1604工作面覆岩导水裂缝带高度,采用3DEC数值模拟研究了单煤层开采及重复采动覆岩的破坏特征,理论分析了重复采动覆岩裂隙发育机理及裂缝带高度的计算方法。结果表明:钻孔冲洗液观测与钻孔窥视结合实测法更准确,公乌素16煤重复采动条件下,裂采比15.14,垮采比3.15;模拟显示采空区两侧裂隙发育明显且为离散裂隙,中部裂隙闭合,裂隙高度与实测较为接近;提出了3种不同程度的重复采动裂缝带发育高度的计算方法,为确定重复采动条件下覆岩裂隙发育高度提供理论依据。

摘要： 本设计针对淮北许疃煤矿83下采区近距离煤层采空区下首采工作面无覆岩破断规律可供参考的工程背景,提出通过构建覆岩运移与裂隙演化物理相似模型,研究重复采动覆岩运移及破断规律,得到重复采动后,上覆岩层遭受破坏程度增大,岩层下沉量呈非连续性特点,跳跃显现明显,且采动裂隙将进一步向上发展观点。在采矿行业起到对矿井顶板灾害实现超前防控作用。

摘要： 为研究重复采动对地表的影响,以南屯煤矿七采区地表移动观测结果为研究背景,揭示重复采动条件下地表沉陷的特征。结果表明:重复采动改变了下沉的分布特征;停采时间短的采空区比停采时间长的采空区对下沉分布影响更为显著,停采时间短采空区侧下沉值、下沉范围、下沉速度均偏大;受多次重复采动影响,地表点对采动响应更为迅速,表现为地表移动仅有活跃期和衰退期。

摘要： 为探讨多煤层重复采动影响下巷道变形破坏严重等问题,以贵州发耳煤矿+980 m水平巷道为背景,分析了该矿地质条件,+980 m水平巷道穿过多层软弱煤岩体,且邻近多个工作面受重复采动影响,导致巷道顶板破碎、底板底鼓严重、锚杆锚索变形失效等问题。采用UDEC 3.0软件分析了多煤层重复采动下巷道围岩应力演化规律以及巷道围岩破坏特征,基于此提出了联合支护技术,并在现场进行施工应用。现场监测结果表明,修复加固段巷道在50 d监测期间,顶板、底板及两帮位移量仅分别为26,56,26 mm,巷道围岩裂隙基本被浆液充填,巷道围岩变形基本得到控制。

摘要： 我国煤炭资源开发重心西移,但西部地区生态环境脆弱,地下水资源宝贵,煤炭高强度开采与地下水及生态环境保护矛盾日益加剧。近年来,西部多数矿区逐渐开拓开采下组煤层,针对多层煤层重复采动对地下水资源影响规律研究不足等问题,以神东矿区布尔台煤矿42202工作面为研究对象,采用现场实测以及数值模拟手段,对该区煤层重复采动顶板导水裂隙带的发育高度进行了实测与计算,结果表明:42煤开采后导水裂隙带最大发育高度达到顶板以上160 m,沟通了延安组和直罗组含水层,但未沟通白垩系志丹群含水层;基于导水裂隙带监测结果,采用FEFLOW数值模拟方法预计了42202工作面采后涌水量为63 m^(3)/h,与实际涌水量55 m^(3)/h接近,进一步表明工作面涌水主要来自延安组与直罗组含水层;42202工作面采后延安组含水层水位下降幅度达到57.3 m,直罗组含水层水位下降11.9 m,白垩系志丹群含水层水位基本维持稳定,由此可知,煤层采后对延安组含水层扰动程度最大,对直罗组含水层扰动程度次之,而并没有对白垩系志丹群含水层造成影响;煤层采动导水裂隙是地下水资源漏失的主要通道,其发育高度及规模决定了煤炭开采对含水层的扰动程度,抑制煤层开采后顶板导水裂隙带发育是实现西部大型矿区保水采煤的关键点,尤其是随着西部煤炭资源的深部开发,多层煤层开采后覆岩破断规律及其多场耦合特征、导水裂隙的演化规律是今后重要的研究方向。研究成果完善了多煤层开采保水理论,为实现我国西部煤炭资源的绿色开发提供支撑。

摘要： 针对郭家河煤矿上覆岩层存在含水层,工作面之间煤柱尺寸留设较小,在重复采动条件下覆岩裂隙发育高度较难确定,通过对1303和1305工作面回采完成后覆岩岩性分析及计算,确定在重复采动条件下裂隙发育的高度,结合实验室物理模拟验证该条件下的裂隙发育高度以及对含水层的破坏情况,得出在该地质条件下裂隙带不会贯穿至含水层.

摘要： 以长武县某煤矿采空区为例,运用ADINA软件研究了采空区在重复采动条件下对地表建筑地基稳定性的影响.研究表明,在重复采动条件下,采空区地表变形破坏的范围及程度将急剧增加,该地区地下煤层的重复采动将会对新建建筑物的安全使用造成严重影响.本文采用ADINA软件对重复采动采空区地表沉陷条件下对建筑物的影响进行模拟是可行有效的。通过分析认为：该地区在重复采动条件下，地下采煤将严重影响建筑物的安全使用，工程建设适宜性差。

摘要： 新集一矿井田共发育可采煤层11层,目前主要开采13-1、11-2、8、6-1等少数主采煤层,现生产范围内薄至中薄煤层受多方面的因素限制未能开采.通过对9煤开采,探索重复采动影响区内中薄煤层开采的办法,可以达到充分回收煤炭资源、保证一定的经济效益的目的.研究表明，1509采区9煤底部中厚煤层（8、6-1煤）开采后，9煤在原有构造基础上叠加采动影响，虽有破坏变形，但整体结构稳定，对其进行开采是可行的。在11-2、8、6-1煤采动影响范围内开采9煤无需支付环境成本，且能充分利用现有生产系统，缩短工作面准备时间，减少投入，同时实现薄至中薄煤层资源的回收，提高资源回收率，并延长矿井服务年限。由于受早期煤层开采影响，顶板稳定性差，巷道掘进支护以架棚为主，回采时选用合适的综采支架，可以减少对围岩的破坏。对中薄煤层进行回采，煤质较差，150907工作面产矸量达43.89%，因此洗选成本偏高。开采重复采动区内的薄至中薄煤层，经济效益会比开采天然条件下的中厚煤层差，但是从长远看，特别是推广应用，通过扩大规模可以进一步减少成本，有利于矿井的持续发展。

摘要： 以鲁西矿3煤重复采动为研究背景,采用现场实测和数值模拟的方法对厚煤层重复采动条件下的覆岩破裂规律进行了研究。结果表明,覆岩裂隙带发育高度随着采空区形成时间的增加而降低;上分层开采后裂隙带发育高度为34.73 m,裂高采厚比为15.1,与上分层相比,下分层开采导致的裂隙带发育高度增加为41.51 m,但趋势变弱,裂高采厚比仅为13.84;数值模拟最终裂隙带发育高度为39.4 m,与实测结果吻合较好。研究结果对于类似厚煤层重复采动条件下的覆岩破裂规律预测和合理提高安全开采上限具有重要指导意义。

摘要： 通过沿空留巷技术保留下来的回采巷道，服务期间将经受上、下两个区段回采工作面的重复采动影响，直接导致巷道围岩稳定性的大大降低。因此，巷道支护设计过程中必须考虑这种重复采动影响对巷道围岩类别及其支护参数的作用。以极限平衡区深入围岩的深度为综合分类指标，提出了重复采动影响情况下破碎软岩巷道围岩的分类方案，给出了充分考虑煤岩体力学参数修正系数和重复采动影响系数情况下的分类指标计算公式，研究结果在葛泉矿1528工作面成功应用，取得了良好的社会和经济效益。

摘要： 本文介绍了重复采动对地面建筑物的危害,并提出危害特点、提出了在垂深较小时,多煤层重复开采,地面建筑又较密集时,应加以经济对比,避免吨煤增加成本的建议。

摘要： 长壁垮落法开采将导致地表移动变形,对影响范围内的地面建筑物构成威胁.根据冠山矿的具体地质采矿条件,采用基于概率积分法开发的矿山开采沉陷可视化预测系统软件和重复采动地表变形叠加系统,分别对单采0901工作面、单采1001工作面和两个工作面全采后的地表下沉值、倾斜变形值、水平变形值和曲率值进行了预计和分析.结果表明,重复采动条件下,地面建筑物所处地表的移动变形值均在《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设和压煤开采规程》规定的Ⅰ级范围内,即不用维修或简单维修即可保证建筑物的安全使用,因此可得出重复采动开采方案是可行的.建立地表移动变形监测站,对煤层开采后的地表变形进行监测,验证预计结果的准确性以及保证地表建筑的安全使用.

摘要： 本发明提供了一种受重复采动影响巷道围岩稳定性力构协同监测方法，涉及煤矿安全技术领域。该受重复采动影响巷道围岩稳定性力构协同监测方法，包括如下步骤：步骤一、获取围岩结构损伤和应力分布的“点”源信息；步骤二、获取围岩应力分布的“区”源信息；步骤三、二次采动影响巷道围岩稳定性综合监测。本发明针对巷道围岩先后经历两次采掘扰动影响，围绕巷道围岩周边的应力分布和结构损伤两个方面实现“力构协同”监测，开展“点‑区”相结合的监测方案，系统、准确地监测受重复采动影响巷道围岩的稳定性，对受重复采动影响巷道围的变形控制方案制定，有重要的理论意义和指导意义。

摘要： 本发明提供了一种受重复采动影响巷道冲击地压力构协同防控方法，涉及煤矿安全技术领域。该受重复采动影响巷道冲击地压力构协同防控方法，包括如下步骤：步骤一、应力防控：步骤11、原岩应力防控；步骤12、采动应力防控；步骤13、支护应力防控；步骤14、断底爆破防控；步骤二、结构优化：步骤21、低位厚硬岩层层位和高位厚硬岩层层位划分；步骤22、高低位厚硬岩层干预；步骤23、区段煤柱优化。本发明从“应力防控”和“结构优化”两方面入手协同作用，结合围岩结构优化和应力控制措施的适用条件，以动态调整巷道防冲措施的时空组合方式，进而实现对受重复采动影响巷道的冲击地压防控，为受重复采动影响巷道冲击地压防控的施工提供科学指导。

摘要： 本发明提供了一种重复采动影响下巷道防冒顶支护方法，包括：对巷道进行初次支护；建立巷道模型，确定重复采动影响下巷道防冒顶的理论关键阶段；根据所述理论关键阶段，实时采集巷道的顶板位移量和表面位移变形量；根据所述顶板位移量和表面位移变形量，确定重复采动影响下巷道防冒顶的实际关键阶段范围；实时采集所述实际关键阶段范围的破坏深度；根据所述破坏深度，对巷道进行补强支护。通过采用巷道模型，获得重复采动影响下巷道防冒顶的理论关键阶段，然后再结合顶板位移量和表面位移变形量，获得实际关键阶段范围，在实际关键阶段范围对巷道进行补强支护，能够有效防止巷道在重复采动影响过程中发生冒顶事故，维护巷道安全稳定。

摘要： 本发明公开了一种重复采动下采场矿压监测装置，包括装置主体、侧边板和旋转电机，装置主体的顶部两侧固定连接有侧边板，装置主体的内部左侧固定连接有旋转电机，旋转电机的顶部固定连接有传动轴，传动轴的顶部固定连接有传动齿轮，传动齿轮的右侧活动连接有带动齿，带动齿的右侧固定连接有活动杆，活动杆的中间部位上下两侧固定连接有限位圆盘，限位圆盘设置在活动杆的中间部位上下两侧，可很好的对活动杆进行限位稳固，避免活动时被带动摇晃，两侧的监测设备进行旋转监测，设有两个监测设备，盲角更少，监测的视野更广，而活动杆的底部设有限位圆板，同时限位圆板嵌入在镂空槽内，进而对活动杆的稳定性更佳，更为便捷的进行使用。

摘要： 本发明为一种重复采动条件下膏体充填围岩控制与保水开采方法，通过设置单体液压支柱对条带采空区的顶板围岩进行主动支撑，使得充填体也会对顶板围岩主动支撑，减小甚至克服原不可控下沉；通过清除部分松弛区，并保留一定宽度的松弛区，既能提高覆岩控制效果，又能保证条带煤柱回采巷道利于掘进与支护；将上煤层的回采巷道布置于下煤层条带采空区中部上方的应力释放，利于掘进与维护；设置充填穿层孔简化充填管路工程量，减小膏体充填对于下煤层矸石充填工作的干扰，且通过矸石充填与膏体充填相混合，使得矸石不用上井；采用仰斜开采，提高了矸石的投放速度以及膏体的流动速度，使得膏体材料完全接顶。

摘要： 一种深部重复采动下地表沉陷模拟分析方法及相似材料试验模型，属于采矿及岩土工程技术领域。对于煤炭深部重复开采引起的地表沉陷问题，采用相似材料模型试验和FLAC3D软件数值模拟分析相结合的方法，建立矿区三维相似材料试验模型和三维数值模拟模型，模拟在煤炭重复开采过程中引起的地表沉陷、上覆岩层移动变形的情况；其中相似材料模型试验根据相似理论建立地表沉陷实验模型，确定相似比制作不同配比的标准试件，制定监测方案及开挖方案，统计实验数据；数值模拟分析根据开采时矿区的实际地质条件，利用FLAC3D软件建立三维数值计算模型，确定边界条件及开挖方案，将数值模拟结果与相似材料模拟试验结果进行对比分析，得出深部重复采动下地表沉陷的规律。

摘要： 本发明公开了一种矿区重复采动巷道冒顶隐患高度预测方法，包括如下步骤：S1、基于巷道围岩的岩石力学参数、巷道的三维尺寸参数构建巷道的三维模型，通过对三维模型的仿真分析获取巷道最大可承受变形位移量、振动频率以及累积可承受的变形位移总量和振动频率总量；S2、基于所述巷道最大可承受变形位移量、振动频率以及累积可承受的变形位移总量和振动频率总量设置预警阀值；S3、基于巷道顶板变形位移量、振动频率以及预警阀值实现巷道冒顶隐患高度的预测。本发明基于红外线光幕组实现巷道顶板变形位移量、振动频率以及巷道侧面的变形位移量、振动频率的采集，可以实现巷道内情况的全面监测，从而可以较为准确的实现巷道冒顶隐患高度的预测。

摘要： 本发明提供了一种受重复采动影响巷道围岩稳定性力构协同监测方法，涉及煤矿安全技术领域。该受重复采动影响巷道围岩稳定性力构协同监测方法，包括如下步骤：步骤一、获取围岩结构损伤和应力分布的“点”源信息；步骤二、获取围岩应力分布的“区”源信息；步骤三、二次采动影响巷道围岩稳定性综合监测。本发明针对巷道围岩先后经历两次采掘扰动影响，围绕巷道围岩周边的应力分布和结构损伤两个方面实现“力构协同”监测，开展“点‑区”相结合的监测方案，系统、准确地监测受重复采动影响巷道围岩的稳定性，对受重复采动影响巷道围的变形控制方案制定，有重要的理论意义和指导意义。

摘要： 本发明提供了一种受重复采动影响巷道冲击地压力构协同防控方法，涉及煤矿安全技术领域。该受重复采动影响巷道冲击地压力构协同防控方法，包括如下步骤：步骤一、应力防控：步骤11、原岩应力防控；步骤12、采动应力防控；步骤13、支护应力防控；步骤14、断底爆破防控；步骤二、结构优化：步骤21、低位厚硬岩层层位和高位厚硬岩层层位划分；步骤22、高低位厚硬岩层干预；步骤23、区段煤柱优化。本发明从“应力防控”和“结构优化”两方面入手协同作用，结合围岩结构优化和应力控制措施的适用条件，以动态调整巷道防冲措施的时空组合方式，进而实现对受重复采动影响巷道的冲击地压防控，为受重复采动影响巷道冲击地压防控的施工提供科学指导。

摘要： 本实用新型公开了一种重复采动无煤柱护巷结构，包括支撑柱，支撑柱的底部固定连接有放置座，支撑柱的一侧开设有滑槽，支撑柱通过滑槽滑动连接有固定环，固定环的一侧固定连接有支撑板。该重复采动无煤柱护巷结构，通过支撑柱、放置座、弧形架、支撑架、液压推杆和防尘板等结构的设置，移动该装置于合适的位置，启动液压推杆，带动弧形架向上移动，使弧形板的外侧紧贴于矿洞的顶部，从而可以对工作区域，进行有效的支撑固定，通过螺纹钉、限位螺栓、滑槽、固定环和螺纹环等结构的设置，移动固定环于合适的位置，然后将螺纹钉贯穿固定环螺纹连接于矿体的内壁，从而可以对该装置，进行二次的支撑固定，提高了该装置防护的稳定性。