厚松散层

摘要： 随着煤炭资源的开采,薄基岩条件下工作面安全开采成为煤炭行业亟待解决的问题之一。阐述焦煤集团赵固一矿在厚松散层薄基岩(36~55 m)条件下上分层煤层开采的工艺。

摘要： 针对厚松散层薄基岩非对称开采井筒偏斜机理问题,以山东郭屯煤矿立井井筒偏斜为研究对象,在阐释厚松散层薄基岩煤层开采覆岩移动变形机理的基础上,采用煤层开采沉陷理论、土体固结理论和随机介质理论,根据叠加原理给出了该类地层煤层开采和底含疏水共同作用覆岩移动变形计算公式,并得到实测验证;基于对该类地层开采覆岩移动变形特征分析,揭示了厚松散层薄基岩非对称开采与底含疏水共同作用下井筒偏斜机理及其影响因素。研究表明:在煤层开采与底含疏水固结共同作用下,大幅增大了地层下沉与水平移动系数、沉降和水平移动范围;反演郭屯矿井筒偏斜参数,得到其松散层主要影响角正切值为0.6,远小于《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范》规定的2.41~3.54;导致该矿工广内立井井筒偏斜的机理是,煤层开采引发的底含疏水固结沉降叠加作用,致使该矿主、副、风井均处于覆岩移动变形影响范围内,在非对称煤层开采(西北方向)条件下,上覆深厚松散层向该方向发生水平移动,从而导致井筒发生偏斜;井筒偏斜量与底含厚度M、松散层与基岩层厚度比k_(0)以及底含水位降深S_(w)等因素成正相关,且影响敏感度依次为S_(w),k_(0),M。

摘要： 基于张双楼煤矿地表移动观测站实测资料,分析了厚松散层薄基岩下采煤的地表移动变形特征,应用FLAC3D数值模拟方法,探讨了厚松散层薄基岩下采煤地表移动变形规律的特点。研究结果表明:厚松散层薄基岩条件下地表移动过程剧烈,下沉盆地陡峭;下沉速度快,滞后时间短,上覆岩层呈整体快速下沉趋势;下沉值大,影响范围广。研究成果可用于指导本矿区建筑物下采煤及村庄保护煤柱留设。

摘要： 为探究厚松散层软弱覆岩地质条件下采动覆岩运移规律,基于葛泉煤矿11915工作面采矿地质条件,采用室内相似模拟方法,分析该工作面推进时的直接顶初次垮落、高位覆岩破坏动态过程,得出该工作面覆岩垮落带、断裂带与弯曲带(简称“三带”)高度范围;分析了采动覆岩“三带”内岩层位移特征,得出位于垮落带、断裂带与弯曲带内的岩层位移曲线呈波动性递减趋势。研究结果表明:11915工作面垮落带范围为10~25 m,断裂带高度范围为43~48 m,位于48 m之上的岩层属于弯曲带范围,相似模拟结果与现场实测结果相近,验证了相似模拟实验的合理性。

摘要： 井地并行电法通过在钻孔和地面布设测线形成相应的地电场观测区域,可有效分辨近孔地质信息。文章结合淮南某矿厚松散层地层及电性特征,构建640 m孔深数值模型,搭建井地并行电法观测系统,通过数值模拟手段研究判断井地并行电法在厚松散层近孔地层变形特征的捕捉能力。数值模拟结果表明,通过井地并行电法可以对厚松散层近孔变形特征进行有效分辨,为实现通过地球物理探测手段深入探查厚松散层变形机理提供了辅助依据。

摘要： 我国东部衰老矿区浅部松散层普遍发育较厚,为避免松散层水害事故,矿井在煤层露头区普遍留设了防水煤柱,滞留了大量优质煤炭资源。各矿区经过长期开采,浅部松散含水层的水文地质条件发生了重大变化,为回收浅部块段大量残煤资源提供了可行性。针对衰老矿区长期开采条件下水文地质条件发生重大改变的实际条件,通过系统研究并揭示长期开采扰动下松散层水文地质条件全生命周期的演化过程及规律、松散层下—近距离煤层—重复采动条件下覆岩变形破坏过程及规律,在此基础上,提出了松散含水层下开采水文地质条件发生重大改变后残煤资源安全回收的评价方法体系:首先,通过数值模拟精确刻画研究区松散含水层“富水性弱化”的演变过程与规律,系统评价残煤资源回收的水文地质条件;其次,通过数值模拟、相似材料模拟、现场实测及实测数据拟合对比等水文地质决策与综合探查验证的手段分析煤层开采条件下覆岩变形破坏特征及“两带”发育高度,多种方法互相验证以确保评价结果的准确性;最后,利用数据拟合获取的垮落带计算新公式进行煤柱留设优化计算与可行性评价,确保残煤资源的安全回收。利用该评价方法,已在徐州、两淮及鲁西南矿区5座煤矿、13个工作面取得了成功试采并得到工程验证,累计安全回收煤柱资源458万t,经济与社会效益显著,证明衰老矿区松散含水层下提高残煤资源安全开采上限研究方法可行。

摘要： 为解决厚松散层既有立井井筒地面注浆加固技术难题,以山东巨野矿区郭屯煤矿厚松散层偏斜井筒地面注浆治理为工程背景,针对井筒偏斜特征,采用现场钻孔压水试验与地面高压注浆试验方法,分析不同注浆深度与注浆层段受注点试压水与注浆表头最大压力比值,获得了受注点注浆压力与该点静水压力比值,并得到了厚松散层主含水层的可注性及其注浆技术参数,最终确定了厚松散层偏斜井筒地面注浆治理方案设计原则与施工方案;研发了单井多层段注浆新型套管,形成了“注-泄”联合间歇注浆加固技术。研究结果表明:①当注浆压力达到静水压力的2.0~2.5倍时,水泥浆可顺利注入;②松散层深度越深,地层的单位吸浆量越小,同一注浆段,在相同压力情况下,压水流量是注浆量的2倍;③按注浆试验确定的设计注浆量与实际注浆量误差在27%以内,随着注浆孔的注浆,其邻近泄压孔出现孔管口出水、孔管口内返浆和串浆等现象,实现了泄压目的,且对邻近既有井筒受力变形影响较小;④注浆后,主、副、风井井筒表土段井壁淋水明显减小,且有回正的趋势。研究成果在郭屯煤矿厚松散层偏斜井筒地面高压注浆治理工程得到了成功应用。

摘要： 为确定深厚松散层地面高压注浆参数,以郭屯煤矿立井井筒穿越松散层为背景,采用钻孔压水试验与地面高压注浆试验,根据试验监测数据得到地层透水率和单位吸水量与深度、注浆压力的变化关系;根据各层位受注点注浆压力与静水比值和压水流量与注浆流量比值确定了注浆压力、注浆量的大小;并评价了风检3孔注浆效果.结果表明:井筒穿越深厚松散地层透水率随厚度的增加而减小,各注浆层位单位吸水量与受注点压力近似呈线性增长关系;深厚松散层地面高压注浆压力为2.0～2.5倍静水压力时,水泥浆可顺利注入拟加固地层;各注浆层位压水试验和注浆试验受注点压力相同时,注浆流量是压水流量的一半;地面高压注浆试验中各层压力注浆对井筒影响较小.

摘要： 为了掌握赵固矿区厚松散层条件下地表移动特征,以相邻的赵固一矿和赵固二矿地表移动观测站实测数据为基础,通过数据拟合方法,得到厚松散层下开采地表概论积分法参数;总结分析了厚松散层下开采地表移动特征,以及造成上述特有规律的地质原因和开采技术原因;以实测和拟合数据得出了赵固矿区走向地表移动各角量参数.研究表明:由于采动后地表含水层失水固结,造成采动附加下沉,导致下沉系数较大,主要影响角正切值偏小,且覆岩中松散层厚度占比越大,其下沉系数越大;煤层顶板基岩较薄,顶板悬臂效应大大减小,另外在采动压力作用下应力拱轴线位置土体固结压缩,造成拐点偏移距减小或者为负值,地表下沉盆地边缘收敛过慢;由于覆岩中松散层厚度占比较大,造成赵固一矿地表移动各角量参数均小于赵固二矿参数.

摘要： 两淮矿区高承压厚松散含水层覆盖下煤炭储量巨大,在提高上限开采过程中常发生松散层突水事故,采用传统"上三带"理论难以合理解释此类事故发生的机理.本文在分析两淮矿区高承压松散层水文工程地质条件的基础上,建立近高承压松散层开采"双行裂隙"模型,采用室内实验、数值模拟、理论分析和工程应用检验等方法,研究"双行裂隙"发育规律,揭示两淮矿区高承压厚松散层突水致灾机理,结果显示:祁东煤矿松散层第四含水层(简称四含)水压与裂采比呈线性关系;在水压作用下,覆岩"上行裂隙"发育高度增大;利用裂隙受力分析推导的基岩风化带原生裂隙扩展渗透深度计算公式,表明高承压松散含水层对风化裂隙产生劈裂作用,是"下行裂隙"形成的主要因素."双行裂隙"的综合作用使工作面更易发生松散层水突水事故,研究成果为近松散层煤层开采安全煤(岩)柱的合理留设提供科学依据.

摘要： 随着社会的发展,煤炭开采造成的生态环境问题日益突出,开采沉陷的准确预测已成为厚松散层下煤层开采急需解决的技术难题,结合开滦矿区岩层移动研究成果对开滦矿区厚松散层下开采岩移参数特征进行了分析;基于固结理论和开采沉陷理论对厚松散层下开采岩移机制进行了研究.研究结果表明厚松散层下开采边界角、移动角较小,上山移动角、边界角小于下山移动角、边界角;下沉系数偏大,平均下沉系数为0.9,局部地区接近1;含水层的固结沉陷是厚松散层采煤沉陷区下沉系数较大和岩层移动角较小的主要原因之一;上山方向岩层拉伸变形较大,岩体的渗透性提高导致沉陷区岩层移动角值较小.研究成果对厚松散层下开采地表沉陷准确预测、开采损害的防治及开采规划具有非常重要的意义.

摘要： 为了分析厚松散层下提高回采上限综采面易压架原因,基于矿山压力与岩层控制理论,采用理论分析、FLAC3D数值模拟和现场实测对谢桥煤矿1202(3)提高回采上限综采面围岩应力分布、覆岩运移及支架受力、变形特征进行了分析.研究表明,受煤层倾角、覆岩结构和缩小防水煤柱影响,沿工作面倾向支承压力、覆岩运移等具有非对称分布特点;提高回采上限使得基岩厚度变小,是影响支架选型及工作面安全回采的关键因素之一;当基岩厚度与松散层厚度的比值小于0.1时,支架工作阻力和顶板下沉量的p-△l曲线呈"双曲线"特征;当基岩厚度与松散层厚度的比值大于0.1时,p-△l曲线接近于线性关系;开采上限的合理范围内,液压支架工作阻力与基岩厚度成反比关系.揭示了厚松散层下提高回采上限开采覆岩运移的非对称及其对支架-围岩关系的影响,为上提工作面支架选型、围岩稳定性控制提供了参考.

摘要： 厚松散层浅埋煤层顶板灾害、水土流失和地表损害的控制是神府矿区需要研究解决的重大难题之一,形成这些灾害是由开采使得覆岩中关键层结构断裂失稳所致.因此,研究厚松散层浅埋煤层的关键层结构失稳切落机理及结构稳定条件是解决该条件下顶板灾害、水土流失和地表损害控制的关键.本文以神府矿区大柳塔矿井1203综采工作面为例,通过运用适合分析岩层断裂和垮落的离散元数值模拟软件UDEC建立了相应的数值分析模型,进行动态数值模拟计算,其结果揭示了浅埋煤层关键层结构变形破坏规律,给出了控制关键层切落失稳的开采高度为2m,为神府矿区的保水开采和生态环境保护提供了重要的参考依据.

摘要： 本文根据采区上方覆岩移动机理,对厚松散层条件下煤层开采引起的地表沉陷变形的特点进行了初步探讨,希望能为类似条件矿区的煤柱留设、"三下"采煤及地表沉陷变形规律研究有所帮助.

摘要： 厚松散层下大采高一次采全高工作面开采强度大,回采率高,地表沉陷变形和岩移参数有其自身特点和规律.为研究大采高工作面地表移动变形规律,在王庄煤矿8101工作面上方设置了地表移动观测站.通过对观测资料的分析研究,揭示了厚黄土覆盖区、厚煤层一次采全高条件下地表沉陷变形特征,获得了该地质采矿条件下地表岩移预计参数和各种角值参数,分析了地表裂缝的发育、分布特征、裂缝宽度和深度等规律.与综放开采条件下的观测成果相比,大采高一次采全高工作面地表移动变形更加剧烈,沉陷过程在空间上和时间上更加集中,对地面建构筑物的影响更为显著.

摘要： 针对黄河北煤田靳家井田进行地表移动变形观测站的安设、监测及规律分析，取得高精度的地表移动变形资料。

摘要： 针对黄河北煤田靳家井田进行地表移动变形观测站的安设、监测及规律分析，取得高精度的地表移动变形资料。

摘要： 针对黄河北煤田靳家井田进行地表移动变形观测站的安设、监测及规律分析，取得高精度的地表移动变形资料。

摘要： 针对黄河北煤田靳家井田进行地表移动变形观测站的安设、监测及规律分析，取得高精度的地表移动变形资料。

摘要： 本发明提供一种厚层松散难锚固煤岩体的巷道支护装置及支护方法，包括有锚杆索杆体、锚固力增强组件和固定组件；所述锚杆索杆体用于插入到开设在煤岩体中的钻孔内；所述锚固力增强组件与所述锚杆索杆体的一端固定连接，所述锚固力增强组件用于增加所述锚杆索杆体与装入所述钻孔内的锚固剂的接触面积；所述固定组件与所述锚杆索杆体的另一端连接，所述固定组件用于将所述锚杆索杆体固定在煤岩体上。本发明提高了锚固剂的搅拌均匀度，最大限度的提高了锚固剂的双组分混合程度，提高锚固力，且增大了锚杆与锚固剂的接触面积，提高锚杆与锚固剂的界面粘结力，在厚层松散难锚固围岩中形成了以锚杆锚索支护形式为主体的有效支护方式。

摘要： 本发明属于条带充填开采技术领域，公开了一种厚松散层薄基岩下条带充填开采参数设计方法，收集钻孔周边松散层拱结构参数、关键层中关键块的结构参数等参数；根据松散层拱理论，建立松散层拱结构二维力学模型，根据松散层拱形成及稳定的条件，判定松散层拱是否稳定；根据关键块结构理论的研究，工作面回采后关键层与垮落的直接顶间的距离，关键层中关键块结构保持自身稳定时的临界回转量，判断关键块结构是否稳定；计算条带煤柱极限承载能力P极限和实际承受载荷P实际，计算煤柱的安全系数来评价煤柱的稳定性。本发明当松散层拱结构、关键层中的关键块结构和煤柱均达到稳定状态时，地表塌陷得到有效控制，条带充填开采参数设计有效。

摘要： 本发明涉及一种厚松散层非充分采动条件下地面沉降预计方法，步骤1：地质采矿数据资料收集：包括：矿体参数(矿体开采厚度、倾角、走向开采长度、倾向开采长度)，松散层参数(松散层厚度、密度)，岩层力学参数(上覆岩层整体厚度、岩层平均密度、弹性模量、泊松比)以及采动深度、应力集中系数、主要影响半径；步骤2：确定弯曲带岩层厚度和弯曲带岩层最大扰度；步骤3：利用本发明提供的数学模型，求取因应力集中导致的岩层与松散层界面开采边界处的沉降量；步骤4：利用本发明提供的数学模型，用数值积分计算出因地下开采导致的地面任意点沉降值。本发明基于矿体参数、松散层参数、岩层力学参数以及采动深度、应力集中系数、主要影响半径，运用所提供的数学模型，可求取地面任意点沉降值。

摘要： 本发明属于地表沉陷检测技术领域，具体的说是一种厚松散层开采岩层移动及地表沉陷检测装置；包括沉陷检测单元和检测观察单元；按照煤矿测量设计手册布置沉陷检测单元；锥形桩芯的底端部穿过密封套环位于空心固定桩的底端，且锥形桩芯的顶端连接有橡胶浮漂；滑动腔的侧壁上开设有导水腔，且导水腔位于橡胶浮漂和密封套环之间；透明挡板将玻璃检测水箱均匀分割成多个储水腔，且多个储水腔的底端通过导水管分别与设置的多个空心固定桩上开设的导水腔连通；通过沉陷检测单元和检测观察单元的设置，能够实时准确的检测出煤矿开采区域内岩石层是否有塌陷或移动的现象，便于检测人员能够有针对性的对煤矿区域的岩石层进行安全防护。

摘要： 本发明提供一种厚松散层底含疏水沉降立井井筒偏斜机理模型试验装置及方法，模型试验装置包括箱体、立井井筒、液压加载系统和数据监测系统，其中，所述箱体用于容纳土体，所述土体在所述箱体内自上而下依次包括上覆地层和底部含水层，所述底部含水层的底部铺填有煤层水袋；所述立井井筒设置在所述箱体内；所述液压加载系统包括油缸，所述油缸位于所述土体的上方，所述油缸能够为所述土体提供压力；所述数据监测系统包括第一光纤、第二光纤、土压力盒和数据采集器，所述土压力盒通过数据线与所述数据采集器通讯连接。模型试验装置及试验方法对揭示厚松散层底含疏水沉降立井井筒偏斜机理具有重要意义。

摘要： 本发明提供一种厚松散层下采动松散层结构的分类方法，包括下述步骤：S1.根据开采地区的原岩初始结构和开采因素确定所述开采地区的松散层的厚度、能够形成在所述松散层中的松散层拱承载结构的最小拱高、所述松散层拱承载结构的极限拱高以及基岩关键层初次断裂时所述松散层拱承载结构的厚度；S2.根据步骤S1中得到的信息判断所述开采地区的采动松散层结构的类别。本发明可以提供不同松散层厚度下松散层拱承载结构的形成条件和破断演化过程，提供了一个综合的、系统的不同松散层厚度下采动松散层结构分类方法，对厚松散层条件下采动覆岩运移规律和地裂缝发育机理的深入研究具有一定的指导意义。

摘要： 本发明涉及厚松散层矿区采动地表变形破坏控制方法，具体涉及厚松散层矿区采动地表变形破坏阻隔控制方法。该方法包括以下步骤：1、收集地质采矿资料，获得采区位置及尺寸、煤系地层结构、概率积分法预计参数、各岩层和松散层物理力学参数等数据信息；2、进行开采沉陷预计，预测地表下沉盆地范围、主要影响半径，以及拐点等主要特征点的位置；3、在下沉盆地拐点附近距拐点不同距离的位置布设不同深度的隔离墙，通过数值模拟对各方案的控制效果进行验证；4、综合评估各方案的控制效果和工程成本，确定最终的实施方案；5、在煤炭开采前，根据选定的方案修建地下隔离墙。本发明通过预先修建地下隔离墙，阻断采动附加应力的传导路径，阻挡墙体外侧土体向采空区中心方向移动，将地表采动主要影响控制在隔离墙内侧，从而对外侧区域起到保护作用。

摘要： 本发明公开了一种基于厚松散层深部采空区空间的二氧化碳储存方法，所述储存方法包括：选定注浆孔设计孔位，在所述注浆孔设计孔位钻探施工注浆孔；向采空区内注浆填充水泥基复合浆液及骨料充填料浆，在所述采空区内形成帷幕墙，封堵所述注浆孔；选定CO2灌注孔设计孔位，在所述CO2灌注孔设计孔位钻注CO2灌注孔；利用灌注装置通过CO2灌注孔向采空区内灌注CO2，灌注完成后封堵所述灌注孔。本发明实施例的基于厚松散层深部采空区空间的二氧化碳储存方法，利用帷幕墙封闭采空区，利用采空区封存CO2，封存效果好，且封存成本低，对实现碳中和目标起到了积极作用，实现废弃矿井的资源化利用，并且还可以在需要时将CO2再次抽出利用，创造经济效益。

摘要： 本发明提供一种厚松散层地面高压注浆压力及注浆扩散半径的确定方法，所述方法包括如下步骤：1)由厚松散层的地面向下钻孔；2)现场压水试验；3)现场高压注浆试验；4)压水试验与高压注浆试验的监测数据分析；5)求解厚松散层地面注浆的扩散半径及注浆压力；6)计算现场高压注浆试验理论注浆总量；7)校核厚松散层地面注浆的扩散半径及注浆压力。能够科学的确定临近既有深立井井筒的厚松散层地面注浆参数，为揭示厚松散层地面注浆浆液扩散机理及其注浆参数设计与施工提供更可靠的理论和试验依据。

摘要： 本发明属于条带充填开采技术领域，公开了一种厚松散层薄基岩下条带充填开采参数设计方法，收集钻孔周边松散层拱结构参数、关键层中关键块的结构参数等参数；根据松散层拱理论，建立松散层拱结构二维力学模型，根据松散层拱形成及稳定的条件，判定松散层拱是否稳定；根据关键块结构理论的研究，工作面回采后关键层与垮落的直接顶间的距离，关键层中关键块结构保持自身稳定时的临界回转量，判断关键块结构是否稳定；计算条带煤柱极限承载能力P极限和实际承受载荷P实际，计算煤柱的安全系数来评价煤柱的稳定性。本发明当松散层拱结构、关键层中的关键块结构和煤柱均达到稳定状态时，地表塌陷得到有效控制，条带充填开采参数设计有效。