下保护层开采卸压范围及卸压程度的研究
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矿山压力分布及防治技术研究矿山压力的防治作为采矿工业技术的一个重要组成部分,有它的具体内容和范围。
与采矿方法、空区处理、井巷掘进、矿山支护、充填工艺、边坡稳定及矿山地质有密切的联系。
基于此,本文详细的阐述了矿山压力的分布及其防治技术。
标签:矿山压力;分布规律;防治措施通过对井下上覆岩层的移动规律进行分析研究,在采煤工作面出现弯曲破坏和剪切破坏时,围岩的支承压力重新分布,致使上覆岩层出现初次来压和周期性来压的现象。
基于我矿30102运输顺槽的来压方式和特点,提出相对应的防治措施,主要采用大直径钻孔卸压的方式和巷道底板卸压的方式卸压,进而为煤矿企业创造良好的社会、经济效益。
一、矿山压力概述矿山压力指地下岩体在采动前,由于自重的作用在其内部引起的应力,通常称为原岩应力,因开采前的岩体处于静止状态,所以原岩体是处于应力平衡状态,当开掘巷道或进行回采工作时,破坏了原来的应力平衡状态,引起岩体内部应力的重新分布,重新分布的应力超过煤岩的极限强度时,使巷道和回采工作面周围的煤岩发生破坏,这种情况将持续到煤岩内部重新达到新的应力平衡为止。
另外,在矿山压力作用下所引起的一系列力学现象,如顶板下沉和垮落、底板鼓起、片帮、支架变形和损坏、充填物下沉压缩、岩层和地表移动、露天矿边坡滑移、冲击地压、水与瓦斯突出等,均称之为矿山压力显现。
二、上覆岩层破坏形式采煤工作面在采动过程中,因煤岩体的采出,压力重新分布,采动后作用于岩层边界或存在于岩层中,使围岩向已采空间运动的力,即采动后促使围岩运动的力称为“矿山压力”。
矿山压力随着采煤工作面的不断推进而不断变化,且受暴露的岩层面积、厚度及压力传递情况的影响。
井下巷道及采煤工作面支架受力分布也是围岩运动的结果,受力的性质、大小和变化与上覆岩层运动密不可分,因此通过研究上覆岩层的破坏形式,进而分析探讨上覆岩层在采煤工作面推进方向上的运动发展规律。
当上覆岩层变形直至完全破坏时,有弯曲破坏和剪切破坏两种破坏形式。
《高地应力沿空留巷“卸压—让压”协同控顶机理研究》篇一一、引言在矿山工程中,高地应力环境下的沿空留巷技术是一项关键技术,它涉及到矿体开采的安全与效率。
在这样复杂的地应力条件下,如何有效地控制巷道顶板的稳定性和安全性,成为了一个重要的研究课题。
本文旨在深入探讨“卸压—让压”协同控顶机理在高地应力沿空留巷中的应用,分析其作用机制和效果,为实际工程提供理论依据。
二、高地应力环境下的沿空留巷特点在高地应力环境下,沿空留巷面临着更为严峻的挑战。
地应力的作用使得巷道顶板承受着巨大的压力,容易出现变形、破裂甚至坍塌的情况。
传统的支护方式往往难以应对这种高强度的地应力,因此需要探索更为有效的控顶技术。
三、“卸压—让压”协同控顶技术概述“卸压—让压”协同控顶技术是一种新型的控顶技术,它通过合理布置支护结构,使得地应力能够得到有效释放和转移,从而减轻对巷道顶板的压力。
该技术主要包括卸压和让压两个部分,通过二者协同作用,实现对巷道顶板的稳定控制。
四、“卸压—让压”协同控顶机理研究(一)卸压机理研究卸压是通过在巷道周围布置适当的卸压结构,如卸压槽、卸压孔等,使地应力能够通过这些结构得到有效释放。
通过合理的卸压结构设计,可以改变地应力的传递路径,减少对巷道顶板的直接作用力,从而降低其承受的压力。
(二)让压机理研究让压是通过布置合理的支护结构,使地应力能够得到一定程度的分散和转移。
让压结构一般采用可变形、可压缩的材料制成,当地应力作用于支护结构时,这些材料能够产生一定的变形和压缩,从而吸收地应力的能量,减少对巷道顶板的冲击。
(三)协同控顶机理“卸压—让压”协同控顶机理是指将卸压和让压两种技术相结合,通过二者的协同作用实现对巷道顶板的稳定控制。
在具体应用中,需要根据地质条件和工程需求,合理布置卸压和让压结构,使二者能够相互补充、相互协调,共同实现对巷道顶板的稳定控制。
五、应用效果分析通过实际工程应用,“卸压—让压”协同控顶技术能够显著提高巷道顶板的稳定性和安全性。
瓦斯毕业论文范文一、论文说明本团队专注于毕业论文写作与辅导服务,擅长案例分析、编程仿真、图表绘制、理论分析等,论文写作300起,具体价格信息联系二、论文范文参考如下矿井瓦斯涌出及瓦斯流动预测的统计研究思路:煤矿瓦斯灾害防治历来是备受关注的重大科研课题,瓦斯涌出及瓦斯流动预测的统计研究具有重要意义。
本文首先分析了煤矿灾害的严重性及如何预防的方法,对国内外有关矿井瓦斯灾害防治技术进行了广泛的文献调研,提出了本文研究的重点为瓦斯涌出量的统计研究及预测瓦斯流动区域的瓦斯流量。
从现场基础资料入手进行定量化分析探讨,为现场瓦斯防治提。
题目:基于危险源理论的煤矿瓦斯事故风险评价研究思路:本文将危险源理论和煤矿瓦斯事故相结合,提出煤矿危险源这一全新概念,用三类危险源思想来分析瓦斯事故危险源。
在研究瓦斯危险源辨识方法、分类分级方法的基础上分析煤矿瓦斯危险源系统结构,通过典型事故案例剖析煤矿瓦斯事故危险源系统结构。
基于危险源风险评价方法,运用模糊风险评价方法对瓦斯事故危险源系统进行研究。
题目:矿井掘进瓦斯爆炸实时智能预警监控系统思路:我国95%的煤矿是井工开采,受煤层地质赋存条件等客观因素的制约,煤矿各种灾害严重。
瓦斯灾害始终是煤矿安全生产的最大威胁,重、特大瓦斯灾害(煤与瓦斯突出、瓦斯爆炸)事故时有发生,严重影响煤矿职工的生命安全和煤炭工业的可持续发展。
本文首先在分析我国煤矿瓦斯爆炸事故的基本特点的基础上,提出包含物理。
题目:南屯煤矿深部仰斜松软煤层综放开采的瓦斯涌出规律与防治技术研究思路:通过对我国煤矿重大事故的统计分析,结果表明:由瓦斯因素造成的重大事故无论在次数或人员的伤亡方面都是最严重的。
但目前,我国在防治瓦斯的通风方面主要存在着通风系统稳定性差、通风网络不合理等缺陷。
同时,放顶煤综采工作面的瓦斯治理也是世界各国煤矿瓦斯灾害防治技术的薄弱环节。
随着煤炭生产逐步向深部转移。
题目:隧道瓦斯的动态监测与适时跟踪预报研究思路:瓦斯是地质作用的产物,瓦斯的生存、运移、保存条件和赋存以及煤与瓦斯突出动力现象都是地质作用的结果,存在瓦斯地质规律。
我国煤炭资源丰富,煤炭开采历史悠久,矿地质构造比较复杂,自然灾害严重。
煤炭工业呈多层次发展,煤炭企业按所有制分为国有重点煤矿、国有地方煤矿和乡镇煤矿。
煤矿安全状况发展很不平衡,国有重点煤矿安全状况良好,国有地方煤矿较差,乡镇煤矿最差。
21世纪以来,加大了对煤矿的监管力度,关闭了一批不具备基本生产条件的小煤矿,乡镇煤矿经过了停业整顿;国有地方煤矿深化了安全专项整治,加大安全投入,完善安全设施和装备,增强了矿井防灾、抗灾能力;国有重点煤矿通过国家技改资金扶持以及“一通三防”专项监察和重点监控,改善了煤矿安全装备和设施。
全国煤矿安全状况有了较大的好转。
煤矿生产一般是地下作业,除了工作环境恶劣,工作地点经常移动外,还随时受到矿井瓦斯喷出、瓦斯突出、瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出等威胁。
特别是瓦斯突出与爆炸、煤与瓦斯突出严重威胁矿井生产安全,因此必须做好矿井内瓦斯监测安全管理工作,随时做好监控涌出量并对瓦斯作抽排放工作,保证矿井安全生产关键词:瓦斯喷出、瓦斯爆炸、煤与瓦斯突出、瓦斯抽放1 引言 (3)1 矿井瓦斯喷出 (4)1.1概念和分类 (4)1.2瓦斯喷出防治 (4)1.2.1原始洞缝中瓦斯喷出的防治 (4)1.2.2采掘地压形成裂缝中瓦斯喷出的防治 (5)2防治煤与瓦斯突出 (5)2.1煤矿井下动力现象及分类 (5)2.1.1按动力现象的力学(能源)特征分类 (5)2.1.2按动力现象强度分类 (6)2.1.3突出危险程度的划分 (6)2.1.4关于防突措施与安全防护措施的实用规定 (7)2.2突出的基本特征 (7)2.3突出的机理 (8)2.4瓦斯突出的一般规律 (8)2.5预防煤与瓦斯突出的主要技术措施 (9)3矿井瓦斯爆炸及其预防 (11)3.1煤矿井下瓦斯爆炸原因分析 (11)3.2预防瓦斯爆炸技术措施 (12)4矿井瓦斯抽放 (13)4.1抽放瓦斯的可行性 (13)4.1.1抽放瓦斯的目的 (13)4.1.2新建抽放瓦斯矿井应同时具备的条件 (14)4.2抽放瓦斯方法 (14)4.3抽放设备 (17)5 总结 (19)参考文献: (20)致谢 (21)1 引言瓦斯爆炸产生的高温高压,促使爆源附近的气体以极大的速度向外冲击,造成人员伤亡,破坏巷道和器材设施,扬起大量煤尘并使之参与爆炸,产生更大的破坏力。
综合指数法使用说明1.概念冲击地压影响因素众多,有地质的因素,也有采矿的因素。
在地质类因素中,如果某个矿井曾经发生过冲击地压,则能够表明该矿井具备发生冲击地压的充分必要条件,发生次数越多,则冲击地压危险越高;开采深度越大,则围岩应力水平及冲击地压危险越高;上覆裂隙带内坚硬厚层岩层距煤层的距离越近,则顶板运动断裂时产生的震动对冲击地压的影响越大;煤层上方100m范围顶板岩层厚度特征越明显,则储存和释放弹性能的能力越强,对冲击地压危险的影响越大;开采区域内构造引起的应力增量越高,对冲击地压的影响越大;煤的单轴抗压强度越高,煤体的完整性越好,煤体越容易冲击破坏;煤的弹性能指数越大,其储存弹性能的能力越强、冲击破坏的强度越大。
在采矿类因素中,如果提前进行保护层开采,可以降低冲击地压危险,如果保护层的卸压程度越高,则冲击地压危险越低;如果在上保护层开采遗留的煤柱下方区域开采,则离煤柱的水平距离越近,则冲击地压危险越高;如果工作面为实体煤工作面,则比临近采空区的工作面冲击地压危险低,如果为孤岛工作面则冲击地压危险高;如果工作面长度过小则可引起两端头拐角煤柱产生的集中应力叠加,引起冲击地压危险上升;如果区段煤柱宽度留设不合理,则可产生应力过度升高的情况,增大冲击地压危险;如果巷道留有底煤,则可在水平应力的作用下产生底鼓冲击破坏;当巷道、工作面向采空区、断层、向斜、背斜、煤层侵蚀、合层或厚度变化区域掘进或回采时,可造成超前支承应力与采空区边缘集中应力或构造应力的叠加,将会增大冲击地压的危险。
在统计已发生的冲击地压灾害的基础上,分析各种地质因素和开采技术因素对冲击地压发生的影响,确定各种因素的影响权重,得到冲击危险综合指数,基于对冲击地压危险性进行预测与等级划分,该方法称为综合指数法。
综合指数法由窦林名教授提出并实施应用,后由窦林名、牟宗龙教授做简单修改。
其他学者提出的综合分析法、层次分析法、统计分析法等,不能称为综合指数法。
综采工作面水力压裂切顶卸压技术的应用研究目录1. 内容综述 (2)1.1 研究的背景和意义 (2)1.2 综采工作面水力压裂切顶卸压技术的概述 (3)1.3 国内外研究现状 (4)2. 综采工作面水力压裂切顶卸压技术的原理 (6)2.1 水力压裂的基本原理 (7)2.2 切顶卸压技术的应用 (8)2.3 综采工作面水力压裂切顶卸压技术的特点 (9)3. 理论分析与数学模型 (10)3.1 岩石力学原理 (11)3.2 水力压裂裂隙形成理论 (12)3.3 切顶卸压效应分析 (14)3.4 综合数学模型建立 (16)4.1 试验矿区与工作面的选择 (18)4.2 试验准备与实施步骤 (19)4.3 试验数据分析与结果 (20)5. 应高技术应用实例 (21)5.1 典型综采工作面简介 (23)5.2 水力压裂切顶卸压技术应用案例 (24)5.3 技术问题与对策 (25)6. 安全性与环境影响分析 (26)6.1 安全性评价 (28)6.2 环境影响评估 (29)6.3 降低风险的措施 (30)7. 结论与建议 (31)7.1 研究总结 (32)7.2 技术的推广应用建议 (33)1. 内容综述随着煤炭资源的不断开发和利用,综采工作面作为煤矿开采的主要方式之一,其安全性和效率受到了广泛关注。
在综采工作面中,水力压裂切顶卸压技术作为一种有效的支护措施,已经在国内外得到了广泛的应用和研究。
本文将对水力压裂切顶卸压技术的应用研究进行综述,包括其原理、技术特点、适用范围以及在实际工程中的应用情况等方面的内容。
通过对现有研究成果的梳理和分析,旨在为综采工作面的安全生产和高效开采提供理论支持和技术指导。
1.1 研究的背景和意义随着煤炭资源的开采深度不断加深,综采工作面面临着越来越复杂的地质条件。
特别是在复杂地质构造区域,如断层、褶皱等处,煤层的赋存状态和瓦斯涌出特征呈现出多样化和不确定性,这对传统的采煤方法提出了更高的挑战。
地面钻井抽采卸压瓦斯技术与应用研究文章以地面钻井抽采卸压瓦斯的原理及煤与瓦斯共采理论依据,结合地面钻井施工关键环节及施工要点,以卸压瓦斯地面钻井抽采工程实践取得的大量资料为依据,提出了卸压瓦斯地面井井位、井身优化设计方案。
研究结果对实现地面井长期稳定高效抽采和煤与瓦斯共采意义显著。
标签:地面钻井;煤与瓦斯共采;钻井工艺;井位部署淮北矿区瓦斯突出矿井众多,瓦斯灾害严重,为实现煤与瓦斯共采并保障煤矿安全高效开采[1],利用地面钻井抽采卸压瓦斯,具有抽放浓度高、抽采率高和施工条件好等优点。
考虑到地面钻井成本较高、施工复杂,为使钻井能够充分发挥作用,必须合理确定钻井参数,以达到高产、高效、安全经济开采瓦斯和区域性瓦斯治理的目的。
因此文章以煤储层卸压改造和井孔稳定性理论为依据,合理优化地面钻井的时空分布关系并提出地面井井位选择、井身优化设计的方案。
1 卸压瓦斯抽采原理和地面井井位选择淮北矿区煤层具有瓦斯含量高、瓦斯压力大,煤层透气性低,预抽效果较差等特点,很容易诱发煤与瓦斯突出事故。
因此选择合理有效的瓦斯抽采方法才是现阶段消除瓦斯灾害最经济最实用的技术手段。
近年来国内外的实践表明,通过开采保护层的卸压作用,可以使上覆煤岩体产生显著的卸压增流效应,其透气性相对卸压前可增加数千倍。
因此,通过保护层开采的卸压作用进行地面井抽采,可以取得很好的效果[2],矿井得以安全高效开采。
根据矿山岩石力学理论,刘天泉院士提出:保护层开采后,采场上覆岩层冒落、下沉、移动变形,沿煤层顶板垂向上不同岩层的裂隙发育程度不同,采空区上方形成三带:即冒落带,裂隙带和弯曲下沉带[3]。
由于顶板岩层的垮落、移动,产生大量层间裂隙,上覆被保护煤层中的瓦斯卸压解吸后,由吸附状态变成游离状态。
由于游离瓦斯具有易上浮移动和渗流特性,使采空区上方环形裂隙区内汇集大量瓦斯,因此在环形裂隙区内布置地面抽采钻孔,能够获得最理想的抽采效果[4]。
地面钻井位置选择应遵循两点:一是能够大面积、高浓度地进行抽采瓦斯,因此地面井的布置应在卸压范围内,卸压区瓦斯会在浓度差和压力差的作用下流向钻井,在抽采负压作用下,能实现很好的抽采效果。
如何确定开采突出煤层被保护范围?
答:开采突出煤层被保护范围应根据矿井实际有关参数确定,如果没有实测数据可参考下面的方法:
(1)有效层间距的确定。
有效层间距指的是,能够起到有效保护作用的煤层间垂直距离。
有效层间距与保护层的厚度、倾角、采煤工作面长度、顶板管理方法及开采深度等因素均有关系。
在现有开采深度(H≤550m)与采煤工作面长度(L≤120m)的条件下,急倾斜煤层有效层间距为上保护层<60m、下保护层<80m,缓倾斜和倾斜煤层有效层间距为上保护层<50m、下保护层<100m。
(2)沿倾斜保护的范围的确定。
开采保护层时,对被保护层的保护范围可按卸压角确定。
卸压角与煤层倾角、开采深度、地层岩性等因素有关。
在不同的地方和开采条件下,其卸压角应实测,如果没有实测数据,可参照有关数据。
(3)沿走向保护范围的确定。
正在开采的保护层采煤工作面,必须超前于被保护层的掘进工作面,其超前距不得小于保护层与被保护层垂距的2倍,并不得小于30m。
对已停采的保护层采煤工作面,停采至少3个月,并卸压比较充分,该采煤工作面的始采线、采止线处,沿走向的被保护范围可按卸压角50°~60°确定。
确定了该矿上保护层开采走向方向的卸压角为39.4°,倾斜方向的卸压角为75°左右。
经实测验证:理论计算是可靠的,为保护层开采提供了理论确定方法。
2022年第47
卷第1
期
Vol. 47 No.l能源技术与管理Energy Technology and Management35
doi:10.3969/j.issn.l672-9943.2022.01.011
保护层工作面立体瓦斯抽采优化技术研究与应用郝元伟1,2(1.煤矿瓦斯治理国家工程研究中心,安徽 淮南232000;2.安徽理工大学,安徽 淮南232000)[摘 要]在总结某矿1413(1)保护层开采工作面立体瓦斯抽采技术的基础之上,提出了顶板高 抽巷抽采、地面钻井抽采、顶板钻场瓦斯抽采、
初采期间尾巷抽采
、工作面顺层孔抽采
和工作面采空区抽采优化方案,并对实施效果进行了现场考察。
考察结果表明
,
1413
(1)保护层工作面瓦斯治理效果显著,不仅实现了安全生产,而且可以指导其他类似条
件下工作面的开采。[关键词]保护层开采
;
瓦斯抽采;
抽采优化;立体抽采
[中图分类号]
TD712 [文献标识码]B [文章编号]
1672-9943(2022)014)035-03
0引言
我国煤矿生产逐步向深部延伸,煤与瓦斯突岀 危险逐步加大,瓦斯立体抽采技术作为一种有效的 瓦斯抽采模式为煤矿安全生产提供了一种有效途 径⑴。瓦斯立体抽采技术不仅可以抽采本煤层工作
面瓦斯,而且可以作为被保护层消突的有效措施。 但传统的瓦斯立体抽采技术存在施工量大、成本 高、效率低的问题,因此,应根据工作面具体的防突 要求对立体抽采措施进行优化,这样不仅能够减少 瓦斯治理成本,而且可以提高瓦斯抽采效率。1工作面概况某矿1413(1)综采工作面为保护层开采工作 面,开采11煤保护上覆13煤,位于南二下盘区上 部,工作面呈西北向布置,位于1414(1)工作面与 1412(1)工作面之间。工作面走向长度2 064 m,面 长 240 m,标高-642.5—782.6 m,平均煤厚 2.84 m, 煤层倾角3。〜8。。工作面采用U型走向后退式准备 方式,综合机械化采煤。实测1413(1)综采工作面 —720 m标咼及以下为突岀危险区,该工作面突岀 危险区域原始瓦斯压力0.9 MPa,原始瓦斯含量 5.07廿允,瓦斯涌岀量65 m3/min;无突岀危险区域原 始瓦斯压力0.5 MPa,原始瓦斯含量3.50廿九,瓦斯 涌岀量45 m3/mino2抽采优化研究2.1顶板高抽巷抽采优化在开采保护层工作面时,邻近被保护层工作面 的卸压瓦斯占本煤层瓦斯涌岀的比例往往较高,如 不采取措施,容易导致工作面瓦斯超限,威胁安全 生产。理论和实践表明,顶板高抽巷是一种抽采邻 近卸压瓦斯的有效方式。高抽巷位置的选择,对利 用高抽巷截留卸压瓦斯的效果起决定性作用,一旦 施工完成就不可改变。采动“三带”与实际生产中的 地质条件密切相关,由于采动“三带”的范围尚没有 办法精确预测,且高抽巷的层位处于顶板裂隙带的
综合指数法使用说明1.概念冲击地压影响因素众多,有地质的因素,也有采矿的因素。
在地质类因素中,如果某个矿井曾经发生过冲击地压,则能够表明该矿井具备发生冲击地压的充分必要条件,发生次数越多,则冲击地压危险越高;开采深度越大,则围岩应力水平及冲击地压危险越高;上覆裂隙带内坚硬厚层岩层距煤层的距离越近,则顶板运动断裂时产生的震动对冲击地压的影响越大;煤层上方100m范围顶板岩层厚度特征越明显,则储存和释放弹性能的能力越强,对冲击地压危险的影响越大;开采区域内构造引起的应力增量越高,对冲击地压的影响越大;煤的单轴抗压强度越高,煤体的完整性越好,煤体越容易冲击破坏;煤的弹性能指数越大,其储存弹性能的能力越强、冲击破坏的强度越大。
在采矿类因素中,如果提前进行保护层开采,可以降低冲击地压危险,如果保护层的卸压程度越高,则冲击地压危险越低;如果在上保护层开采遗留的煤柱下方区域开采,则离煤柱的水平距离越近,则冲击地压危险越高;如果工作面为实体煤工作面,则比临近采空区的工作面冲击地压危险低,如果为孤岛工作面则冲击地压危险高;如果工作面长度过小则可引起两端头拐角煤柱产生的集中应力叠加,引起冲击地压危险上升;如果区段煤柱宽度留设不合理,则可产生应力过度升高的情况,增大冲击地压危险;如果巷道留有底煤,则可在水平应力的作用下产生底鼓冲击破坏;当巷道、工作面向采空区、断层、向斜、背斜、煤层侵蚀、合层或厚度变化区域掘进或回采时,可造成超前支承应力与采空区边缘集中应力或构造应力的叠加,将会增大冲击地压的危险。
在统计已发生的冲击地压灾害的基础上,分析各种地质因素和开采技术因素对冲击地压发生的影响,确定各种因素的影响权重,得到冲击危险综合指数,基于对冲击地压危险性进行预测与等级划分,该方法称为综合指数法。
综合指数法由窦林名教授提出并实施应用,后由窦林名、牟宗龙教授做简单修改。
其他学者提出的综合分析法、层次分析法、统计分析法等,不能称为综合指数法。