东欢坨煤矿深部地应力测试及其对煤击地压的影响
深部煤岩弹性能对煤岩性能影响及冲击地压预测方法
MU / 2 W0
2 0
式中, M 为被抛向空间的总煤岩质量; 0 为被 U 抛向空间煤岩的初始抛出速度。 方程(3)称为煤岩冲击能量方程。式(2)、(3)揭 示的物理意义可归纳为:冲击效应现象能否发生及发 生次数,取决于煤岩体系统内储存能量的高低。能量 在沿优势路径向采掘空间传递转移的过程中需损伤介 质性状结构,消耗能量做功,剩余能量的大小决定冲 击效应现象能否延续发生,若到达围岩层附近的剩余 能量大于 W0 ,即满足式(3),则具备发生破坏性冲 击地压的条件。反映了储存能产生冲击效应现象时刻 的做功。同样的储能源,若岩层间、介质质点间胶结 力的作用要素不同,则可产生不同的冲击效应现象和 结果(如声响、微震动)。
如储能 小于损伤介质性状结构做功需要 消耗的能量时,则冲击效应现象不会发生,更不 会产生破坏性冲击地压;反之,储能 能够延 续冲击效应现象的发生,进行能量的传递转移则 必发生破坏性冲击地压。当煤岩体中储能一定时, 冲击效应现象的持续发生时间越长,储能对煤岩 介质做功越大。发生冲击地压时被损伤的煤岩介 2 MU量值抛向空间,因此围岩 质是以动能的 0 /2 层如果得到科学的加固来吸收或耗散剩余能量 2 ),则可以人为地控制 MU0 /的大小至 W0 2 ( 减小构受到损伤破坏,以此模式在煤岩体 内部完成能量的传递、转移、积聚,把发生在煤岩体 内部能量的转移传递现象称为冲击效应,造成煤岩体 冲击效应现象发生的弹性应变能量为:
u
2
式中, 为直接引起岩体发生应变破坏的应力; u 为在 作用下岩体产生的应变量。煤岩体储 能区产生的冲击效应现象是一个能量转换(部分能量) 与传递转移过程,弹性能量以应力脉冲波
大面积顶板来压、冲击地压、煤和瓦斯突出、 矿震统属于矿山动力现象,具有强劲的动力特征。 冲击地压是矿井巷道和采场周围煤岩体由于变 形能的释放而产生以突然、猛烈破坏为特征的特殊 矿山动力现象。归纳一些学者的研究成果得出,煤 岩体的采掘与支护能够引起:①围岩体应力场的作 用要素发生变化,建立新的力学均衡体系,最终形 成顶板矿山压力;②诱发一定深度条件下煤岩体的 原生构造应力场量以弹性应变能量的表征方式以煤 岩为媒介进行传递转移。
东欢坨矿度安全风险评估报告
东欢坨矿2017年度安全风险评估报告按照国家《煤矿安全生产标准化基本要求及评分方法》的规定,为推进安全风险分级管控工作,依据《开滦东欢坨矿业分公司安全风险分级管控制度》,公司经理周艳国组织了2017年度安全风险评估工作。
第一章评估时间2017年3月20日-2017年4月20日第二章安全风险评估人员构成一、评估领导小组组长:周艳国、刘培国成员:马丛林苑春波孟凡刚张春明王剑安宝存刘士玉李国强二、评估人员构成第三章评估方法和标准(一)评估方法1. 作业条件危险性评价法;2. 预先危险性分析法;(二)风险等级划分标准1.采用作业条件危险性分析法,当指数D大于50时即确定为重大风险;2. 预先危险性分析法通过预先危险性分析,判断风险失控可能导致一人以上死亡的即确定为重大风险。
第四章评估范围根据东欢坨矿业分公司安全生产现状和面临的主要灾害因素,本次评估主要对采掘开拓专业的顶板;防治水专业的水灾;通防专业的火、瓦斯、煤尘和通风系统;机电专业的提升系统、排水系统、供电系统和主通风机系统等安全风险进行辨识评估。
第五章各评估对象的基本情况及风险辨识评估一、矿井水害风险辨识评估(一)基本情况1.井田水文地质条件东欢坨井田主要位于车轴山向斜的东南翼,从区域水文地质条件分析,车轴山向斜位于开平煤田的西北部,自成一独立的隐伏向斜。
向斜上部被松散的巨厚第四系冲积层覆盖,从北向南逐渐增厚(150~650m),第四系底部卵砾石层厚度也从北向南逐渐增厚(20~320m),该含水层水量充沛,构成各煤系含水层的补给水源。
石炭、二叠系煤系含水层位于第四系冲积层之下,地下水主要赋存于砂岩裂隙之中。
下伏奥陶系石灰岩,裂隙、岩溶发育,含水丰富。
第四系底部卵砾石层孔隙水、石炭二叠系砂岩裂隙水与奥灰岩溶水组成了井田承压水力系统。
2.主要含水层(1)井田内的三大含水系统:第四系冲积层孔隙承压含水层、石炭-二叠系砂岩裂隙承压含水层和中奥陶系灰岩岩溶裂隙承压含水层,有以下特征:东欢坨矿区含水层特征表(2)地下水运动规律及补给方式大气降水通过下渗补给第四系底卵石含水层,然后通过顺层和垂向补给下部其它含水层,其中以顺层补给为主。
东欢坨矿度安全风险评估报告
东欢坨矿2017年度安全风险评估报告按照国家《煤矿安全生产标准化基本要求及评分方法》的规定,为推进安全风险分级管控工作,依据《开滦东欢坨矿业分公司安全风险分级管控制度》,公司经理周艳国组织了2017年度安全风险评估工作。
第一章评估时间2017年3月20日-2017年4月20日第二章安全风险评估人员构成一、评估领导小组组长:周艳国、刘培国成员:马丛林苑春波孟凡刚张春明王剑安宝存刘士玉李国强二、评估人员构成第三章评估方法和标准(一)评估方法1. 作业条件危险性评价法;2. 预先危险性分析法;(二)风险等级划分标准1.采用作业条件危险性分析法,当指数D大于50时即确定为重大风险;2. 预先危险性分析法通过预先危险性分析,判断风险失控可能导致一人以上死亡的即确定为重大风险。
第四章评估范围根据东欢坨矿业分公司安全生产现状和面临的主要灾害因素,本次评估主要对采掘开拓专业的顶板;防治水专业的水灾;通防专业的火、瓦斯、煤尘和通风系统;机电专业的提升系统、排水系统、供电系统和主通风机系统等安全风险进行辨识评估。
第五章各评估对象的基本情况及风险辨识评估一、矿井水害风险辨识评估(一)基本情况1.井田水文地质条件东欢坨井田主要位于车轴山向斜的东南翼,从区域水文地质条件分析,车轴山向斜位于开平煤田的西北部,自成一独立的隐伏向斜。
向斜上部被松散的巨厚第四系冲积层覆盖,从北向南逐渐增厚(150~650m),第四系底部卵砾石层厚度也从北向南逐渐增厚(20~320m),该含水层水量充沛,构成各煤系含水层的补给水源。
石炭、二叠系煤系含水层位于第四系冲积层之下,地下水主要赋存于砂岩裂隙之中。
下伏奥陶系石灰岩,裂隙、岩溶发育,含水丰富。
第四系底部卵砾石层孔隙水、石炭二叠系砂岩裂隙水与奥灰岩溶水组成了井田承压水力系统。
2.主要含水层(1)井田内的三大含水系统:第四系冲积层孔隙承压含水层、石炭-二叠系砂岩裂隙承压含水层和中奥陶系灰岩岩溶裂隙承压含水层,有以下特征:东欢坨矿区含水层特征表(2)地下水运动规律及补给方式大气降水通过下渗补给第四系底卵石含水层,然后通过顺层和垂向补给下部其它含水层,其中以顺层补给为主。
煤矿深部巷道原始地应力测试与分析
1 4 1 .o 1 5 0 .o : 第 三 主应 力 为 水 平 应 力 , 其 值 大
/ J 、 为 1 1 . 6 1 1 . 8 MP a , 方 向为 1 6 4 . 7 。 ~1 8 0 . 9 。 。
测量编号 : Y Y一1 ; 岩体类型 : 灰岩 ; 弹 性模 量 :
l O 6 7 2 . 5 MP a; 泊 松 比: 0 . 2 8 1 。
实测 结果 可信 度 :在 6个 自由度 上 的相关 系数
为0 . 9 6 1
2 0 1 6年 第 4期
杨 凯: 煤矿深部巷道原始地 应力 测试与 分析
5 . 1 实 测 结 果
( 1 )Y Y 一 1 测 点原 岩应 力实 测结 果如 表 1 所列 。
3 测 试 方 法
采 用 应 力解 除法 . 在 岩体 中施 工 一 定 深 度 ( 扰 动 区以外 ) 的钻 孔 .将 应力 传感 器牢 固地 安装 在钻 孔
中. 然 后 打钻 套取 岩芯 实施 应力 解 除 , 并 在解 除 的过
为煤 1 2 , 厚0 . 1 0 . 2 n l 。现开采 深 度超 过 1 1 0 0 m.
巷道 围岩 发生 变 形 . 地 压显 现 明显
对应 力解 除数 据 、现场 率定 测试 参数 及其 他有 关 资
料 进行 了计 算 和分 析 。
5 地 应 力 测 量 结 果 及 分 析
表 3 原 岩应 力测 量 结 果
3 7
表 l YY一1测 点 原 岩 应 力 实测 结 果
( 1 )原 岩应力 场 的第 一 主 应力 为水 平 应力 , 其 值
大小 为 3 5 . 9~3 6 . 5 MP a , 方 向为 S W8 3 . 9 o 8 5 . 9 。 。 应力计的 1 2个 应 变 片 随解 除 时 间 的应 变变 化 曲线如 图 2所示 。 第 二主应 力值大小 为 1 4 . 5 l 4 . 7 MP a .方 向为
开滦集团东欢坨煤矿一采区1192工作面开采设计
本井田位于车轴山向斜两翼,车轴山向斜属开平煤田西侧的一个含煤构造,主要受新华夏系构造控制,构造线多呈北东向。车轴山向斜为一狭长不对称向西南方向倾伏的大型含煤向斜,向斜轴走向约为N60ºE,向斜轴面向北西方向倾斜。以向斜轴划分,其东南翼(缓倾斜翼)地层走向N30ºE,产状较缓,倾角12°~18°,一般14°左右;其西北翼(急倾斜翼)地层走向N70ºE,产状较陡,倾角65°~80°,一般为70°左右。
1.2
1、开拓方式选择
(1)方案的提出
根据前述各项决定,本井田在技术上可行的开拓方案有下列三种:
Ⅰ、立井下山,见下图1-2-2
立井单水平上下山开拓
Ⅲ、立井一水平加暗斜井二水平延伸,见下图1-2-3
立井一水平加暗斜井二水平延伸
从以上方案的简图可以对方案Ⅰ和方案Ⅲ进行比较,Ⅱ方案的生产系统均简单可靠,但是由于Ⅱ方案适用于煤层倾角小于12 的煤层,而9煤层的倾角为14 大于12 ,所以用单水平上下山开采有很大的困难,而且下山采煤巷道等都不容易维护,故不宜用此方案。余下的Ⅰ、Ⅲ两个方案均属技术上可行的方案,水平服务年限也均符合要求(中型矿井第一水平服务年限应大于20年,故确定其阶段斜长分别为1000和800m)。两者相比,虽然方案Ⅲ的总投资要比方案Ⅰ高些,但是其初期投资较少,因此两方案要通过经济比较才能够确定其优劣。
1.2×0.4×27.9×3.05=40.85
排水
784200×27.9×0.35×10-4=564.57
排水
784200×27.9×0.33×10-4=722.01
合计
1596.53
合计
1994.46
由于方案Ⅰ和方案Ⅲ在第一水平内的准备方式和采煤方法都完全相同,方案比较法在对不同的开拓方案进行比较时,一些相同的部分可以不进行比较,于是我们在对方案Ⅰ和方案Ⅲ两个方案进行比较时,可以只将两个方案中有差别的基建工程量、基建费用、生产经营费用及费用汇总表分别计算汇总表。通过费用汇总表在经济上来比较两方案的优越。
深部开采冲击地压与瓦斯的相关性探讨
压的时序分布,
—
甲烷浓度比
较稳定且较低,期间没有冲击地压发生,高甲烷浓度
时大都与冲击地压伴生,相关性很直观且重现性较
强 该矿也常以 浓度的成倍增高作为冲击地压
的预警信号,收到较好的效果
图 老虎台矿
采区架间甲烷浓度曲线
,
上述现场观测结果表明,在一定条件下,冲击地压与瓦斯相关是确定性的,这种相关性表现在:冲击
合计
下突然脱离约束引发冲击地压),富集于断层内的
大量高浓度瓦斯瞬时涌出,震动撞击摩擦产生火花
引起瓦斯爆炸, 人罹难
表
— 年老虎台矿煤与瓦斯突出统计
进入更深部位开采,冲击地压导致瓦斯突出越
发显著 老虎台矿开采至
水平开始发生煤
与瓦斯突出, — 年共发生煤与瓦斯突出
次,其中与冲击地压伴生的占 ,但均发生
采深 水平
采空区涌出大量高浓度瓦斯现象很普遍,手靠近煤 壁常可感受到快速运动的气流,底板积水处可见气
采深水 平
冲击地压 总数 次
伴随瓦斯超 标次数 次
伴随瓦斯超 标比例
泡翻滚
,
号 期运输巷道准
备工作面发生 !
冲击地压,
后巷道瓦
斯浓度接近
,与老虎台矿以
煤柱相隔的抚顺煤田龙凤矿在封闭断层附近
发生冲击地压( 或断层内的高压瓦斯在开采扰动
!" 抚顺老虎台煤矿概况
抚顺老虎台煤矿位于抚顺煤田中部,地理坐标
西走向长
,南北宽
,地表投影面积
,为
新生界下第三系煤系建造,主采煤层厚度
,分
个分层,总厚度平均
年正式开采,目前采用综合
机械化放顶煤开采技术,剩余可采储量可供开采
该矿
东欢坨2089回采工作面矿压观测及影响分析
工程技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald116开滦集团东欢坨2089回采工作面的煤层稳定,结构简单。
2089工作面煤厚在2.7~3.4 m ,平均3.1 m ,煤层倾角19~23 °,平均21 °。
煤层可采指数1.0,变异系数3.4%,煤层稳定,结构简单,有时有0.1m的夹矸。
1 矿压观测的目的及内容井下矿压监测是巷道支护技术的重要组成部分,在进行巷道支护设计以前,要获得各种初始信息,为进行合理的锚杆支护设计提供可靠的数据。
观矿压观测分为综合监测和日常监测。
测内容包括:围岩变化及周期来压。
矿山压力的存在是客观的、绝对的,它存在于采动空间的周围岩体中。
进行有效的矿山压力显现的观测,可以推断矿山压力高峰的位置,为巷道布置提供依据,为防止煤岩动力灾害的发生提供基础。
直接顶是指在老塘(采空区)内已跨落,在采场内由支架暂时支撑的悬臂梁,其结构特点是在采场推进方向上不能始终保持水平力的传递。
根据地质条件不同,如果直接顶容易垮落的话就是压力波峰出现就是老顶悬臂周期性折断垮落时压力最大的时候。
周期来压的主要表现形式:顶板下沉速度急剧增加,顶板的下沉量变大;支柱载荷普遍增加;有时引起煤壁片帮、顶板台阶下沉、支柱折损,甚至工作面冒顶事故。
工作面在高压力期间,紧随其后的是直接顶和老顶形成的悬臂梁的断裂所引起的冲击地压、煤与瓦斯的突出灾害发生。
2 风运道观测方法及要求测站布置如图1所示。
围岩收敛:在巷道掘进期间,两巷均采用十字布点法在掘进工作面后100 m范围内设置矿压观测站,共设45测站(风道20组,运道19组,切眼6组),其中每个测站包括两个断面。
支护:2089运道采用29U 14 m 2金属拱形支架+塑编网+木背板支护。
其中在1629 m 开始至剩余工程量采用29U10.4 m 2金属拱形支架支护。
外风道和里风道均采用29U10.4 m 2金属拱形支架+塑编网+木背板支护,棚距均为800 m m。
东欢坨矿地应力测量及应力场分析
摘 要 :在区域地质构造分析的基础上,采用空芯包体铡量方法.对东砍坨井田两十水平进行了地应力测量. 得出东欢坨矿地应力场
属 于水平 应 力场 ,井 田内存 在着 较大 的木 平 构造 应力 的结 论 测量 成 果为 并下 工程 设 计和 稳定 性分 析 、巷道 合 理布 局和 锚杆 支护 设 计 提 供 了依据 。井 为进 一步 研 究井 田岩体 应力状 态和 应力 场 的区域 预测奠 定 了基 础
有 实际意义 。近年来 ,对地熟 能、油气 田的开发
和利 用 , 及核 废 料 的处 理 等方 面 也都广 为 利用 。 目前 世 界上 在 这 方 面 取 得 较 多 成 果 的 国 家和 地 区 主 要 有 美 国 、俄 罗 斯 、 欧 洲 国 家 、 中 国 、澳 大 利 亚等 。其 测 量 方 法 以达 几 十 种之 多 ,各 种 型 号 的
维普资讯
第 2 卷 第 1期 l
V 1 _ o. 2l No 1 .
辽宁工程技 术大学学报 ( 自然科学版 )
J un l f io i gT c nc l ie sy( trlS in e o ra a nn e h ia v ri Nau a ce c ) oL Un t
关 键 词 : 地应 力;应 力场 :区域地质 空芯包体应 力计
中图号:T 1 D3 1
文 献标识码 :A
引 言
地 应 力测 量常 用 来 解决 采矿 、地下 建筑施 工 、 工程 地质 、大 地 构 造 和 其 它 一 些领 域 内 的一 系 列 岩 石 力学 问题 。它 不 仅 对 地质 构造 和 地 壳 运 动 的 研 究有 着 重 要 意 义 ,还 对 矿 山、水 工 、隧 道 以及 其它 地下 工 程 的合 理 设 计 、施 工 、 安全 生 产 均 具 向斜轴 面 向北 西方 向倾 斜 与铅 直面 夹角 约 2。 , 0 枢 纽 以 1 。角 向西 南 方 向倾 伏 。 向斜 转 折端 在 油 3
《2024年东欢坨矿九煤层采空区自然发火规律研究》范文
《东欢坨矿九煤层采空区自然发火规律研究》篇一一、引言随着煤炭开采的深入进行,采空区的安全问题逐渐凸显,尤其是采空区自然发火问题,给煤矿生产带来了巨大的挑战。
东欢坨矿作为我国重要的煤炭生产基地之一,其九煤层采空区自然发火问题尤为突出。
因此,对东欢坨矿九煤层采空区自然发火规律进行研究,对于保障矿井安全生产、提高煤炭开采效率具有重要意义。
二、研究背景及意义东欢坨矿九煤层采空区自然发火现象频繁发生,不仅影响矿井的正常生产,还可能引发严重的火灾事故,威胁矿工的生命安全。
因此,研究采空区自然发火的规律,掌握其发生机理和影响因素,对于预防和控制采空区自然发火、保障矿井安全生产具有重要意义。
三、研究内容与方法本研究采用理论分析、实验室模拟和现场观测相结合的方法,对东欢坨矿九煤层采空区自然发火规律进行研究。
具体研究内容包括:1. 理论分析:通过查阅相关文献和资料,了解采空区自然发火的机理、影响因素及预防控制措施。
2. 实验室模拟:利用相似材料和设备,模拟采空区的形成过程和自然发火过程,观察和分析发火规律及影响因素。
3. 现场观测:在东欢坨矿九煤层采空区进行现场观测,记录发火现象、发火时间、发火位置等信息,分析发火规律及影响因素。
四、实验结果与分析1. 实验室模拟结果:通过实验室模拟发现,采空区的氧气浓度、温度、湿度等因素对自然发火具有重要影响。
当氧气浓度达到一定值时,温度升高会加速煤炭氧化过程,从而引发自然发火。
此外,湿度对发火过程也具有一定影响。
2. 现场观测结果:在东欢坨矿九煤层采空区进行现场观测发现,自然发火主要发生在采空区的边缘和深部。
发火时间多集中在春秋季节,与当时的气候条件密切相关。
此外,采空区的通风状况、煤炭质量等因素也会影响发火规律。
3. 分析:综合实验室模拟和现场观测结果,可以得出东欢坨矿九煤层采空区自然发火的规律。
在一定的气候条件下,采空区边缘和深部容易发生自然发火,且与氧气浓度、温度、湿度等因素密切相关。
深部矿井开采冲击地压研究
深部矿井开采冲击地压研究一、前言随着吕家坨煤矿开采深度的增加,以及开采条件越来越复杂,该矿工作面面临的冲击地压带来的威胁越来越大,必须及早引起重视。
冲击地压会造成煤岩体振动和煤岩体破坏,支架与设备损坏,人员伤亡,部分巷道破坏等,冲击地压还会引发或可能引发其他灾害,尤其是瓦斯、煤尘爆炸、火灾以及水灾,干扰通风系统,严重时造成地面震动和建筑物破坏等。
近年来,国内外许多学者和煤矿技术人员从冲击地压的发生机理、危险性预测等方面进行了卓有成效的研究,并提出了许多行之有效的冲击地压预防措施。
本文结合现场的实际情况,提出了吕家坨矿冲击矿压的防治措施,扭转了该矿冲击地压不可防、不可控的被动管理局面,有效地保护了职工的生命安全,最大限度降低了财产损失,有力地保障了矿井的安全生产。
二、概况吕家坨矿井设计生产能力300万t/a,主采7、8、9、12号煤层。
采掘工作面主要布置在大巷东西两翼,其中四采外5476Yd工作面埋深约-800m,为该矿井埋深5水平的回采工作面,工作面全长约1000m,倾向约170m,两侧均为双巷布置。
该工作面回采巷道掘进期间,“煤炮”频繁发生,响声巨大、煤尘飞扬,多次造成巷道迎头及已支护段出现大面积顶板瞬间下沉或切顶,下沉量可达300-700mm,厚度达2000mm的支护体整体冒落,顶板锚索频繁破断,局部显著底臌,严重时期甚至导致皮带架、掘进机发生显著位移。
由于巷道动力显现强烈,导致已掘巷道围岩破坏严重,无法继续正常作业,迫使将精力集中于巷道的扩修、维护,部分区段反复扩修2-3次仍无法抵抗“煤炮”的冲击作用而再次破坏,繁重的扩修工程严重制约了矿井的采掘接替。
鉴于该矿冲击矿压的高危险性,研究其发生规律与治理方法,是一个非常重要的课题。
三、冲击矿压发生的地质影响因素1、开采深度研究表明,从500m开始,随着开采深度的增加,冲击地压的危险性急剧增长。
而吕家坨矿四采外5476Yd工作面开采深度达-800m,掘进巷道期间就多次发生“煤炮”、顶板急剧下沉等典型动力现象。
东欢坨矿特殊地质条件下薄煤层综采技术研究的开题报告
东欢坨矿特殊地质条件下薄煤层综采技术研究的开题报告开题报告题目:东欢坨矿特殊地质条件下薄煤层综采技术研究一、研究背景和意义随着能源需求不断增长,煤炭资源作为我国主要能源之一,其开采已成为保障国家经济发展的重要保障。
而在发展过程中,一些矿区面临的问题倍受关注,如资源稀缺、质量下降、煤层变薄等,对传统的采煤方法提出了更高的要求。
东欢坨矿位于我国东北地区,所处的地质条件较为特殊,主要煤层厚度较薄,且存在较大的倾角、节理和断层等复杂地质条件。
为了更有效地利用资源,研究如何在特殊地质条件下对薄煤层进行综合采掘,具有十分重要的意义。
二、研究内容和方法本研究旨在探究东欢坨矿特殊地质条件下薄煤层综采技术。
主要包括以下内容:1.煤层地质特征分析:通过采集煤层样本进行室内实验,测定煤层物理力学性质,分析其厚度、倾角、节理、断层等地质特征,为后续综采技术的研究提供理论支持。
2.综采设备研究:针对东欢坨矿特殊地质条件下的薄煤层,研究其综采设备的配套方案,如何选用适合的采煤机和输送设备,提高采掘效率和安全性。
3.采煤方法研究:根据东欢坨矿煤层的实际情况,分析不同的采煤方法,探讨其适用性和优缺点,提出适用于该矿区的薄煤层综采技术方案。
4.试验验证:选取试验采区,在矿山内部进行实地试验,对比研究不同的采煤方法对采煤效率和资源利用率的影响,验证研究结论的可行性和有效性。
三、预期成果和应用价值本研究的预期成果主要包括:1.煤层地质特征分析研究报告2.综采设备建议配套方案3.针对东欢坨矿的薄煤层综采技术研究报告4.试验结果报告本研究的应用价值主要是为煤炭资源的高效利用提供技术支持,为矿区薄煤层的开采提供可行性方案,为提高煤炭行业的安全生产和资源利用率做出贡献。
同时,本研究对于其他类似地质条件下的薄煤层综采技术的研究也具有一定的借鉴价值。
东欢坨九煤层地质特征分析
东欢坨九煤层地质特征分析摘要:在煤矿地质中,影响煤层煤质及煤厚变化的地质因素很多,如东欢坨矿的九煤层煤质及煤厚变化,主要是受底凸薄化,“阶梯状”构造及易冒落的伪顶等诸多因素影响。
本论文通过对九煤层实际揭露的煤质特征和顶板岩性、构造的概述,为提高煤质、降低掘进和回采期间的成本,而采取更加优化的措施。
关键词:煤质特征、岩性、构造Abstract: In the coal mine geology, the influence of coal quality and thick coal seam of geological factors change a lot, some of the nine coal ore lump huan coal and coal thickness changes, mainly is the thin by convex, melt “ladder shape” structure and easy to take off the pseudo etc the influence of many factors. This paper, by nine coal seam of actual revealed coal character and roof lithology, structure in order to improve the coal quality and reduce the cost of tunneling and recovery period, it adopts more optimization measures.Key Words: coal character, lithology, structure前言:东欢坨矿井位于车轴山向斜的东南翼,属一单斜构造。
目前综采、掘进工作面主要集中在北二采区和中央采区、北一采区,南一采区正在设计之中,矿井主采煤层有五层,分别是8煤层、9煤层、11煤层、12-1煤层和12-2煤层。
东欢坨矿北二采区7煤层开采条件分析
东欢坨矿北二采区7煤层开采条件分析摘要:在矿井生产过程中,首先应当对一煤层进行地质及水文地质条件分析,才能布置采掘工程。
本文对开滦东欢坨矿北二采区7煤层进行开采地质条件分析,并提出相应的建议,为矿井生产提供依据。
关键词:煤层地质构造水文地质特征东欢坨矿位于车轴山向斜东南翼,目前生产能力为400万吨,根据矿井的煤层赋存情况,现在矿井主采煤层有5层,分别为8煤层、9煤层、11煤层、12-1煤层、12-2煤层。
由于村庄压煤等因素,造成矿井现阶段生产衔接紧张,因此准备将北二采区的7煤层列入开采煤层范围。
1.北二采区基本概况北二采区位于矿井最北端,紧挨车轴山向斜轴,2007年提交地质说明书,2010年首开掘进工程。
原设计北二采区只开采8、9、11、12-1 等4个煤层,现在将7煤层列入开采范围,因此需要对其进行水文地质条件分析。
2.7煤层特征7煤层属于二叠系下统大苗庄组,厚度0~4.31 m,平均1.15 m,70个钻孔中11个零点,17个钻孔煤厚小于0.6 m(图4-2)。
复杂结构,单一煤层为主,局部有1~3层夹矸。
可采性指数0.80,厚度变异系数43.20%,属大部可采不稳定煤层。
7煤层为金刚光泽,光亮~半亮型煤,显微煤岩类型为特强矿化半丝炭暗亮煤,煤层的变质程度较低,相当于气煤阶段,属较高挥发分的气煤,全硫分平均小于1%,按照国家煤炭质量分级标准,属低硫煤。
可选性:为中等可选煤层。
3.顶、底板岩性特征北二采区7煤层伪顶为深灰色粘土岩,平均厚度为0.3米,富含植物化石,细腻均一,含碳量较高,局部缺失;直接顶为深灰色粉砂岩,平均厚度为3.3米,具备北薄南厚的特征,含植物化石及少量菱铁质结核,裂隙较发育。
直接底黑色碳质粘土岩,含大量植物根化石,时有薄层煤线,局部有粉砂岩夹层。
4.地质构造情况三维控制的断层共18条,分别为DF15、DF16、DF17、DF18、DF19、DF20、DF21、DF22、DF25、DF26、DF27、DF30、DF35、DF35-1、DF37、DF38、DF41、DF43,其中DF15、DF16、DF17、DF25、DF26四条断层在8煤层经实见工程验证不存在,DF21断层在8煤层经实见工程验证不存在或延展长度较小,DF18、DF19、DF35、DF35-1四条断层在8煤层实见工程中揭露。
科技成果——煤矿深部围岩结构与应力场探测分析及控制成套技术
科技成果——煤矿深部围岩结构与应力场探测分析及控制成套技术技术开发单位中国平煤神马能源化工集团有限责任公司、中国科学院武汉岩土力学研究所适用范围该技术装备可用以指导解决深部巷道支护、瓦斯治理、冲击地压、采面支架选型等开采难题,能够确保实验巷道的安全性,延长巷道维修周期,减轻职工劳动强度。
成果简介1、提出煤矿深部软弱围岩流变应力恢复法地应力测试方法,发明了三向压应力传感器、孔内推送定位装置及封孔注浆充填材料技术;2、研发了煤矿深部巷道围岩结构面钻孔全景数字化探测分析技术;建立了基于钻孔全景摄像系统的结构面统计模型及分析程序的开发;3、研发了煤矿深部巷道围岩松动圈跨孔声波法测试技术及防爆型设备,实现了煤矿深部巷道围岩松动圈时空演化过程的连续监测;4、制定了《平顶山矿区深部岩巷支护技术标准》。
关键技术针对深部巷道围岩赋存条件复杂、围岩精细结构与地应力场分布规律掌握不清、深部巷道变形严重的现状,研发了煤矿深部软弱裂隙围岩地应力测试技术、井巷围岩结构数字化钻孔全景观测与分析技术、巷道围岩松动圈及发展过程测试技术,提出并实施了深部巷道围岩稳定控制技术,有效解决了深部围岩结构和地应力的探测分析及巷道稳定控制等科学技术难题,取得了良好的效果。
研发煤矿深部围岩的井下数字电视测量分析系统,实施360°全孔壁围岩数字成像,工作孔深可达数百米,数字岩芯的图像拼接精度为1mm以内,能够形成全数字化的围岩信息库;基于短距离双钻孔声波投射探测解释精度达到0.05m;基于小型三向压力传感器的煤矿深部围岩应力原位监测技术,进行长期的钻孔中围岩应力演化监测;研发出的围岩结构与应力场综合精细解释分析软件,能更好的进行围岩控制技术参数的设计优化。
应用情况该技术装备在平煤矿区一矿、五矿、十一矿等矿井进行了应用,减少了大量钻孔取芯的工作量,降低井下防突队人员机器的工作强度,提高了巷道返修施工水平,有效控制了围岩稳定性问题,显著改善了巷道生产安全状况,保证了安全生产。
东滩煤矿应力集中区冲击地压预测与防治分析
3.1 模拟方案的确定 (24)3.2 煤柱为10m时的破坏状态模拟 (24)3.2.1 逐步加载条件下弹模图及声发射图 (24)3.2.2 逐步加载条件下声发射能量分布规律统计 (26)3.2.3 逐步加载条件下10m煤柱上的应力变化情况 (27)3.2.4 根据模拟结果分析10m煤柱冲击的可能性 (28)3.3 煤柱为20m时的破坏状态模拟 (28)3.3.1 逐步加载条件下弹模图及声发射图 (28)3.3.2 逐步加载条件下声发射能量分布规律统计 (29)3.3.3 逐步加载条件下20m煤柱上的应力变化情况 (30)3.3.4 根据模拟结果分析20m煤柱冲击的可能性 (30)3.4 煤柱为30m时的破坏状态模拟 (31)3.4.1 逐步加载条件下弹模图及声发射图 (31)3.4.2 逐步加载条件下声发射能量分布规律统计 (33)3.4.3 逐步加载条件下30m煤柱上的应力变化情况 (33)3.4.4 根据模拟结果分析30m煤柱冲击的可能性 (35)3.5 煤柱为40m时的破坏状态模拟 (35)3.5.1 逐步加载条件下弹模图及声发射图 (35)3.5.2 逐步加载条件下声发射能量分布规律统计 (37)3.5.3 逐步加载条件下40m煤柱上的应力变化情况 (37)3.5.4 根据模拟结果分析40m煤柱冲击的可能性 (38)3.6 煤柱为50m时的破坏状态模拟 (39)3.6.1 逐步加载条件下弹模图及声发射图 (39)3.6.2 逐步加载条件下声发射能量分布规律统计 (40)3.6.3 逐步加载条件下50m煤柱上的应力变化情况 (41)3.6.4 根据模拟结果分析50m煤柱冲击的可能性 (42)3.7 本章小结 (42)4 冲击危险的监测及治理方案 (43)4.1 冲击危险的预治理及解危 (43)4.1.1 冲击危险的预治理 (43)4.1.2 冲击危险的解危 (45)4.2 冲击危险的监测 (45)4.3 工作面过NF21断层的冲击危险评价及安全措施 (48)4.3.1 冲击危险性分析 (48)4.3.2 安全回采技术措施 (48)5 冲击危险的防治及效果分析 (49)5.1 冲击危险的检测及结果分析 (49)5.1.1 检测方法 (49)5.1.2 检测结果整理 (51)5.1.3 钻屑法检测记录及分析 (52)5.1.4 电磁辐射仪检测记录及分析 (59)5.2 冲击危险的治理及效果分析 (63)5.2.1 卸压钻孔施工过程 (63)5.2.2 卸压钻孔卸压效果分析 (63)5.3 工作面过断层时的情况及分析 (66)5.3.1 工作面过断层时的情况 (66)5.3.2 工作面过断层时的状态分析 (66)6 结论与展望 (67)6.1 主要结论 (67)6.2 今后工作展望 (67)参考文献 (68)作者简历 (71)学位论文数据集 (73)1 绪论1.1 问题的提出矿井动力灾害一直是岩体力学及矿山压力防治研究难点。
东欢坨矿南一采区建筑物压煤条带开采研究的开题报告
东欢坨矿南一采区建筑物压煤条带开采研究的开题报告
题目:东欢坨矿南一采区建筑物压煤条带开采研究
一、研究背景和目的:
随着煤炭资源的逐渐减少和开采难度的增加,矿井开采已经进入到深部开采阶段,因
此煤的开采难度大大增加。
同时,由于煤的存在形态各异,煤的开采方式也应该因地
制宜、因煤制宜。
其中,建筑物压煤条带开采技术被广泛运用于煤炭开采中,它具有
节能、高效、环保等优点,在现代煤炭开采中得到了广泛的应用。
本研究的目的是对东欢坨矿南一采区的建筑物压煤条带开采技术进行研究和分析,探
讨其应用的可行性和优越性,并对该技术在东欢坨矿南一采区的应用进行评估。
二、研究内容和方法:
本研究将针对东欢坨矿南一采区的建筑物压煤条带开采技术进行研究,具体内容如下:
1.调研实地情况,确定研究区的地质特点和煤的赋存形式。
2.总结建筑物压煤条带开采技术的原理和工艺,并根据研究区的情况进行技术方案的
优化。
3.进行建筑物压煤条带开采实验,通过对开采过程数据的采集和分析,对该技术进行
验证和评估。
4.对建筑物压煤条带开采技术的应用进行分析和评估,并比较其与传统开采方式的差
异和优势。
本研究基于实验、实地考察和数据分析等多种方法进行论证和探讨。
三、预期结果和意义:
本研究的预期结果是探讨建筑物压煤条带开采技术在东欢坨矿南一采区的适用性,并
对其进行影响因素分析和性能评估,为实际开采工作提供科学依据和技术指导。
同时,本研究的意义在于拓展东欢坨矿南一采区的煤炭开采技术的应用范围,提升煤炭开采
效率,降低开采成本,推动煤炭行业的健康发展。
深部采动巷道底鼓控制技术及治理效果
深部采动巷道底鼓控制技术及治理效果苏科舜【摘要】针对开滦集团东欢坨矿8#煤层深部开采动压回采巷道剧烈底鼓现象,本文采用有限差分软件FLAC对不同底鼓治理措施(底板卸压槽、底板锚杆及底板钻孔)进行数值模拟,分析各种防治措施下巷道底板位移及应力分布特征,提出卸压法(底板卸压槽)与加固法(底角锚杆)相结合的底鼓控制措施。
继而将“卸压与加固”联合控制底鼓方案应用于一条典型的回采巷道底鼓地段,治理效果表明底鼓量及变形速率均在可控范围之内,该联合技术控制底鼓效果显著。
%In order to control the severe floor heave of the roadway induced by deep mining in Donghuantuo Coal Mine, the various controlling measures are simulated by numerical simulation software FLAC , such as pressure-relief groove, floor bolting, and floor drilling.The stress distribution and displacement characteris-tics of the roadway floor are analyzed in the condition of different measures.Additionally the combinatorial controlling measure of pressure relief method (pressure-relief groove) and reinforcement method (floor bol-ting) is put forward.And these control methods have been applied to a typical roadway affected by mining.The engineering test results show that the maximum displacement and the maximum rate of floor heave are within the controllable range and the combinatorial controlling technique can effectively control the floor heave .【期刊名称】《华北科技学院学报》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】6页(P30-35)【关键词】采动巷道;联合控制底鼓;底角锚杆;卸压槽;数值模拟【作者】苏科舜【作者单位】开滦集团有限责任公司东欢坨矿业分公司,河北唐山 064002【正文语种】中文【中图分类】TD353随着我国煤炭开采向深部发展,采矿所面临的地质环境更加复杂,与浅部开采相比,深部煤岩体处于高地应力、多场、多相耦合作用下,使得深部巷道支护特别是巷道底板支护更加困难,主要表现在底板岩层水平应力和剪应力集中,造成巷道围岩应力恶化,剧烈底鼓显现,尤其是经历采动影响的回采巷道底鼓问题更加普遍和严重[1-3]。
深部采场地应力卸荷扰动破坏范围研究及应用
深部采场地应力卸荷扰动破坏范围研究及应用摘要:为保证某金属地下矿山深部采场作业安全,本文采用ANSYS/LS-DYNA 分析软件对其试验采场在爆破开挖时因地应力卸荷引起的扰动破坏范围进行了数值模拟,预测了采场内由于地应力卸荷引起的扰动破坏范围,并根据模拟结果给出了相应支护方案,为矿山深部采场支护提供相应参考。
关键词:扰动破坏区;深部开采;地应力卸荷1 引言随着浅部矿产资源的开采殆尽,现如今大部分矿山开采正向深部延伸,国外开采深度超千米的金属矿山已经有80多座。
在国内,辽宁红透山铜矿的开拓深度达1357m,开采深度超过1000m;吉林夹皮沟金矿的二段盲竖井也已经延深至1600m。
除此,山东玲珑金矿、广东凡口铅锌矿、云南会泽铅锌矿以及湖北程潮铁矿等也都进入深部开采。
而深部开采面临的主要问题是一旦开挖,初始地应力的动态卸荷对周围岩体的影响将远远大于炸药爆破对岩体的影响。
对国内外研究成果总结发现,国内外大多数只是提出了深部开采开挖过程中围岩扰动破坏区的形成主要是由于高地应力的瞬间释放引起的这一理论观点,且大多只是针对小断面提出了开挖扰动破坏区的大致范围,很少对大断面特别是采场内高应力动态卸荷的扰动破坏范围进行研究。
某金属地下矿山原采用机械化上向水平分层胶结尾砂充填等浅孔采矿方法,由于采场布置有限及企业效益要求的影响,使得浅孔采矿方法的单位面积回采强度与采场生产能力已不能够满足矿山规模与发展的需求,只有利用高效率的中深孔生产与爆破技术方能扩大矿山生产能力,提高回采效率与回采强度,解决企业当前问题,因此,矿山企业拟采用中深垂直孔与水平孔协同回采的机械化分段充填采矿法,但由于井下地压显著,为了保证作业安全,有效防护井下因地应力卸荷引起的扰动破坏,本文采用ANSYS/LS-DYNA分析软件对其试验采场开挖进行数值模拟分析,以便预测采场内由于地应力卸荷引起的扰动破坏范围。
此地下金属矿山深部试验采场概况:标高-680m,采场垂直走向布置,宽8.8m,长为矿体厚度,采用垂直孔与水平孔协同回采的机械化分段充填采矿法,试验采场先上向一次性钻凿切割天井炮孔、切割槽炮孔、预裂孔、落矿孔,其中预裂孔钻孔深度约15m,然后全分段一次性爆破落矿;中深孔回采区爆破后,在-665m分段中深孔爆破落矿后留下的矿堆面上进行顶部水平压采,压采高度 3.3m,采完后总采高达14m。
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收稿日期:2015-05-24作者简介:顾亮(1981-),男,内蒙古兴安盟人,大学毕业,开滦集团东欢坨矿业公公司从事技术管理工作。
E -mail :785281919@东欢坨煤矿深部地应力测试及其对煤击地压的影响顾亮(开滦(集团)东欢坨矿业分公司,河北唐山063018)摘要:采用声发射法测量技术对东欢坨煤矿深部进行了地应力测试,分析得到了东欢坨煤矿深部地应力的大小和方向,最大水平主应力方向接近垂直方向,最小水平主应力方向接近水平方向,表明矿区深部主要受垂直应力影响,垂直应力是煤层冲击地压发生的诱导因素。
关键词:地应力;声发射法;冲击地压;深部中图分类号:TD324+.1文献标识码:A文章编号:1672-7169(2015)04-0036-03Deep in -situ stress measurement and its effect on rock burst inDonghuantuo coal mineGU Liang(DongHuanTuo Coal Industry Co.,Kailuan Group ,Tangshan ,046103,China )Abstract :The in -situ stress in Donghuantuo coal mine was measured by adopting sound emission method ,and the direction and magnitude of in -situ stress was obtained.It turns out that the maximum principal stres-ses parallels vertical direction ,and the minimum principal stress parallels horizontal direction.The result shows that coal mine are mainly influenced by vertical stress.The vertical principal stress is induction factors of rock burst.Key words :In -situ stress ;sound emission method ;rock burst ;deep目前东欢坨煤矿逐渐开始进入深部开采,矿山压力显现逐渐剧烈,井下工程围岩开始产生微弱的冲击地压现象和非线性较大变形特征,给生产带来很大的困难,因此迫切需要测试掌握深部地应力分布规律,进行围岩稳定性分析,实现采矿工程开采设计的科学化决策[1 2]。
地应力测试技术经过国内外学者的不懈努力取得丰富成果[3 6],其中声发射法是目前直接法中技术较成熟一种测定地应力的方法。
它的实用性已被国内外大多数地应力测量资料所证实,现已成为一种方便、经济、实用的地应力测量方法和手段。
1地应力测量原理与方法采用声发射(AE )法测量了2组岩样的地应力大小和方向。
1.1测量原理声发射(AE )是指材料在受荷和发生变形后内部产生变形、微裂或裂纹扩展等引起的局部应变能快速释放而产生的瞬时弹性波。
材料的声发射具有的一个主要特征就是:加载到一直不超过前次所加载荷时,材料是观察不到(或很少观察到)声发射信号的,而在达到前次所加载荷时,则第12卷第4期2015年8月华北科技学院学报Journal of North China Institute of Science and TechnologyVol.12No.4Aug.2015有明显的声发射发生,这就是凯塞(Kaiser )效应。
岩石是地质发展历史的产物,其中存在众多的微细裂隙,且在加载到某一应力水平时,不但可能使原有的裂隙进一步扩张,而且可能产生一些新的裂隙,这是岩石对所受应力具有声发射凯塞效应的微观机制,凯塞声发射效应本质上是岩石蠕变断裂扩张对相应蠕变应力敏感性的反映。
用声发射法测定地应力,对定向试件进行单轴压缩,同时接收其声发射信号。
根据凯塞效应,当作用力达到某一临界值时,声发射活动会突然增多,此临界应力值即为岩芯试件先前所受的应力。
1.2测量装置试验装置由四个系统组成:加载系统、声发射参数及荷载模拟量测系统、数据自动处理微机系统和定区监测标定系统。
加载实验系统如图1所示。
图1声发射加载实验系统1.3基本方法1.3.1取样与制样试验样品为井下取样,磨制定向试样时,为了便于计算空间主应力,一般需从六个特殊方向切取岩芯:即X 、Y 、Z 和X45ʎY 、Y45ʎZ 、Z45ʎX 。
其中X 、Y 、Z 相互垂直,后三个方向分别与X 、Y 、Z 成45ʎ夹角,利用已有的公式可求得空间主应力的唯一解,见图2。
图2声发射法岩芯试件切取方向对于深部岩层而言,为方便主应力的测定与计算,利用钻孔取出来的岩芯或现场迎头取样测地应力时,常假设主应力大小为γh ,这样只须三个方向的定向试样进行测试:即走向X 、倾向Y 、与X 和Y 成45ʎ夹角的Z 。
其取样及AE 测量方向的具体情况参见表1。
测试共制样2组。
1.3.2测试过程根据声发射凯塞效应建立的测量方法,可分为以下几步:1)现场取定向岩芯;2)按一定工艺要求在室内加工声发射试样;3)在选定参数下对试样加载并记录AE 率,分别绘出声发射率—时间曲线和应力—时间曲线;4)以K 点和响应曲线斜率陡增点的选值决定各试样的正应力,而后由各方向的正应力计算主应力大小和方向。
表1AE 法测试试样基本情况一览表测点号采样位置层位岩性埋深/m 试样编号产状/ʎ试样方向/ʎ1-690主石门A 层细砂岩708.61-11-21-3302∠15090452-950煤11回风巷11煤顶板粉砂岩705.22-12-22-3303∠1990452深部地应力测量结果为确保试验数据的精确,采用MTS815.02型电液伺服岩石力学试验系统作为加载系统,用国产AE -400B 型四通道AE 参数测试仪记录获得的声发射率—时间曲线,同时测量岩石试样的应力和应变(纵向和横向)及位移,得到应力—时间曲线。
整个测试系统是在微机控制下自动采集和储存。
试验结束后,绘制声发射率—时间曲线和应力—应变曲线,在发射率—时间曲线上寻找凯塞效应特征点,按照凯塞效应原理整理试验数据并判断取样方向上的正应力值。
其所得岩样的应力实测值见表2。
第4期顾亮:东欢坨煤矿深部地应力测试及其对煤击地压的影响表2切样方向应力值(凯瑟点应力值)测点σ11/MPaσ12/MPaσ13/MPa113.6311.309.53214.3011.959.68因取样时,各岩样的夹角为45ʎ,可采用以下公式计算最大、最小主应力的大小和方向:tg2φ=σ11+σ13-2σ12σ11-σ13(1)σ1=σ11+σ132+槡22σ11-σ()122+σ12-σ()13槡2(2)σ3=σ11+σ132-槡22σ11-σ()122+σ12-σ()13槡2(3)式中:σ11、σ12、σ13———分别是平行、垂直和45ʎ方向的正应力;σ1、σ3———分别为平面最大主应力、平面最小主应力。
并且规定应力以压为正;φ———为σ1与σ11的夹角;以由主应力σ1逆时针转到σ11方向为正。
按上覆土层容重为0.02MPa/m,岩层容重为0.025MPa/m计算上部岩土自重应力值作为垂向应力。
计算各测点的主应力大小和方向见表3。
表3主应力大小和方向测点水平方向最大主应力σH/MPa水平方向最小主应力σh/MPa垂直方向主应力σV/MPa水平最大主应力方向/ʎ113.659.5116.40315.9214.309.6816.13308.183深部地应力对煤层冲击地压的影响前期东欢坨煤矿已经在浅部的-230m副石门和-500m中石门进行了地应力测试,结合本次深部测量的地应力结果,东欢坨矿现共有地应力测试点4个,其测试结果如表4、表5。
表4实测水平最大主应力σH值测点位置测点深/m主应力类别主应力值/Mpa方向角/o -230m副石门260水平最大主应力σH14.22284-500m中石门530水平最大主应力σH22.96259-690主石门708.6水平最大主应力σH13.65315.9-950煤11回风巷705.2水平最大主应力σH14.30308.18表5实测垂直最大主应力σV值测点位置测点深/m主应力类别主应力值/Mpa-230m副石门260垂直方向主应力σV7.15-500m中石门测530垂直方向主应力σV12.09-690主石门708.6垂直方向主应力σV16.40-950煤11回风巷705.2垂直方向主应力σV16.13通过对4个点地应力测试结果分析可知,东欢坨矿地应力场随着埋藏深度的变化,其最大主应力是变化的,在浅部属于水平应力场,地应力是以水平压应力为主导;在深部属于垂直应力场,地应力是以垂直压应力为主导。
应力值基本随着测点埋深的增加,最大主应力增大。
其水平应力值基本随着测点埋深的增加,主应力增大,应力值增加趋势为先大后逐渐稳定。
水平压应力的方位角由北西西向逐渐过渡至北北西向,说明东欢坨矿的水平构造应力近于北西向,且应力有一个顺时针方向的偏转。
地应力场的数值计算表明:浅部主应力为最大主应力σ1和最小主应力σ3垂直于剖面方向的主应力即为中间主应力σ2,最大主应力σ1,最小主应力σ3方向近于水平方向,中间主应力σ2方向近于垂直方向;深部主应力为最小主应力σ3和中间主应力σ2垂直于剖面方向的主应力即为最大主应力σ1,最小主应力σ3和中间主应力σ2方向近于水平方向,最大主应力σ1方向近于垂直方向。
由以上分析可以看出,东欢坨矿浅部存在着较大的水平构造应力,在深部最大主应力变为垂直压应力,是产生冲击地压的诱导因素,同时是巷道变形破坏的主要原因,且对矿井巷道布置、采场布置等将产生较大的影响。
(下转第42页)由物理模拟试验过程可以看出,浅埋煤层群工作面在通过上煤层遗留煤柱的过程中,压架事故往往仅出现在出煤柱阶段,而进煤柱阶段和煤柱区下的开采阶段工作面矿压显现均不强烈,但是也存在较大危险。
4多煤层同采工作面合理错距的修正依据初采合理错距经验公式[8](3),结合物理实验得出的2-2煤层开采初次来压58.8m和平均周期来压12.8m,则3-1煤初采合理错距应为84.8m。
3-1煤层开采初次来压48.9m和平均周期来压15.2m,则4-2煤初采合理错距应为79.3m;因此下煤层初次回采时至少要在上煤层来压后相对稳定时期再进行开采。
Xmin初=S初+2·S周(3)式中:Xmin初-初采的合理错距;S初-上工作面初次来压步距;S周-上工作面周期来压步距。