推覆体下13—1煤层综放开采水文地质特征及“三带”高度的探讨
斜沟煤矿综放开采覆岩“三带”发育高度研究
2017年 12月 Dec., 2017
23112工 作 面 位 于 2 1 采区辅运上山南侧，西 侧 、南 侧 、东侧均为实煤区，上 部 为 8#煤 层 18112 掘 进 工 作 面 和 18110回采工作面；工作面长度为 253 m，推进 长 度 为 2 828 m；米煤方法为单一走向 长 壁 采 煤 法 ，采 煤 工 艺 为 低 位 综 采 放 顶 煤 ，采高为 3.8 m，放 煤 高 度 为 9.77 m，顶板采用全部垮落法 管理采空区顶板。
对于综放开采上覆岩层裂隙演化规律，国内 外 学 者 通 过 数 值 模 拟 、理 论 研 究 、现 场 实 测 及 相 似 模 拟 试 验 等 方 法 进 行 大 量 的 研 究 。高 建 良 、陈 帅 [3] 在王庄煤矿实验研究得到“三带”高 度 ，同时验证 CDEM数值模拟软件适用于上覆岩层演化规律。 张军、王建鹏[4]通过相似材料模拟实验方法，研究 得 出 西 山 煤 电 杜 儿 坪 矿 6 8 3 0 3 工 作 面 覆 岩 “三 带 ” 高 度 ，并采用钻孔参数分析法和仰斜钻孔分段注 水 法 现 场 实 测 冒 落 带 、裂 隙 带 高 度 ，结 果 证 明 基 于 采动覆岩裂隙分布特性的相似模拟实验研究结果 合 理 可 靠 。丁 鑫 品 [5]和 许 延 春 [6]通过在 多 个 煤 矿 综 放面统计“三 带 ”高度的现场实测数据，并进行研 究 分 析 、归 纳 当 顶 板 为 中 硬 或 软 弱 覆 岩 时 ，综放开 采 “三带”高度计算的经验公式。
能源技术与管理
V ol.42 No.6
Energy Technology and Management
59
doi:10.3969/j.issn.1672-9943.2017.06.021
煤矿开采的水文地质特征与水害防治
演练应模拟真实场景，注重实战 效果，并对应急预案进行检验。
开展水害防治培训，提高员工对 水文地质特征和水害防治知识的
了解和掌握。
05 水害防治管理措施
水害防治责任制
建立水害防治工作责任制，明确各级 管理人员和工作人员的职责，确保水 害防治工作的有效实施。
制定水害防治工作计划和方案，明确 工作目标、任务和措施，确保水害防 治工作的有序开展。
突水具有突发性强、来势迅猛、难以预测等特点，容易造成人员伤亡和财产损失。
底板突水
总结词
底板突水是由于地下水或采空区积水通过底板裂隙或薄弱层，突破底板防水层而进入矿坑的现象。
详细描述
底板突水通常发生在矿坑开采过程中，由于地下水位较高或采空区积水过多，当矿层被采动后，底板 承受的压力超过其极限承载能力，导致底板裂隙或薄弱层扩张，水通过防水层薄弱处进入矿坑。底板 突水具有较大的破坏性，容易造成矿坑淹没和人员伤亡。
03 水害防治技术
超前探放水
目的
注意事项
通过超前探放水，了解工作面前方的 水文地质情况，为后续开采提供安全 保障。
应遵循“预测预报、有疑必探、先探 后掘、先治后采”的原则，确保工作 面的安全。
方法
利用钻孔、物探等手段，在工作面前 方一定范围内进行超前探测，了解含 水层、导水通道等水文地质特征。
注浆加固
水害监测监控系统
建立完善的水害监测监控系统，对矿 区的水文地质条件、地下水动态、矿 井涌水等进行实时监测和监控。
对监测数据进行分析和处理，及时发 现异常情况，采取有效措施进行处置 ，防止水害事故的发生。
水害防治科技创新
加强水害防治科技创新，研究开发新技术、新方法和新设备 ，提高水害防治工作的科技含量和水平。
预防矿井底板突水的“下三带”理论及其发展与应用
预防矿井底板突水的“下三带”理论及其发展与应用一、本文概述本文旨在深入研究和探讨预防矿井底板突水的“下三带”理论及其发展与应用。
我们将概述“下三带”理论的基本概念及其在矿井底板突水预防中的重要性。
接着，我们将详细介绍该理论的发展历程，包括其从初步提出到不断完善的过程，以及在这一过程中出现的关键技术和方法。
我们还将分析“下三带”理论在实际矿井中的应用情况，包括其在突水预警、防治措施制定以及矿井安全管理等方面的具体应用和效果。
我们将探讨未来“下三带”理论的发展趋势和前景，以期为我国矿井安全生产提供更为科学、有效的理论支持和技术保障。
通过本文的研究，我们期望能够为矿井底板突水预防工作提供更为深入的理论指导和实践参考，推动矿井安全生产水平的提升。
二、“下三带”理论概述“下三带”理论是针对矿井底板突水问题提出的一种重要的地质工程理论。
该理论的核心在于对底板突水机理的深入理解和科学分类，通过对矿井底板的详细划分，为预防和控制底板突水提供了有力的理论支持。
“下三带”主要包括隔水层带、弱透水层带和承压含水层带。
隔水层带位于底板的最上部，具有良好的隔水性能，是防止突水的重要屏障。
弱透水层带位于隔水层带之下，其透水性能相对较弱，但仍具有一定的导水能力，是底板突水风险较高的区域。
承压含水层带位于最下部，是地下水的主要赋存场所，其水压和水量对底板稳定性具有重要影响。
“下三带”理论的提出，不仅深化了对矿井底板突水机理的认识，也为底板突水的预防和治理提供了科学依据。
在实际应用中，通过对“下三带”的详细勘察和分析，可以准确评估底板突水的风险，制定有效的防治措施，确保矿井生产的安全稳定。
“下三带”理论也为类似的地质工程问题提供了借鉴和参考，推动了相关领域的技术进步和理论创新。
三、“下三带”理论的发展随着科学技术的进步和矿业工程实践的不断深入，“下三带”理论也经历了不断的完善和发展。
这一理论自提出以来，便成为矿井底板突水防治工作的重要指导原则。
综放工作面采空区自燃“三带”分布规律的研究
311矿井火灾是煤矿开采所面临的“五大灾害”之一，由采空区遗煤自燃发火导致的内因火灾是矿井火灾的主要原因。
为预防采空区遗煤的自燃危险，需要对采空区进行“三带”的划分为散热带、氧化带、窒息带。
随着煤矿采掘的不断推进，为解决开采难度大、经济效益低等问题，越来越多的开采作业面采用台阶型综采工作面的布置方式，即综采工作面与两顺槽巷道间留有一个台阶，但此类工作面周围存在大面积采空区，漏风现象较为严重，给工作面火灾防治工作带来极大挑战。
因此，本文以庞庞塔矿5-108工作面为例，通过对工作面采空区温度、CO浓度分布规律进行测试研究，合理科学地给出了工作面自燃“三带”区域，并相应地求出该工作面的最小推进速度，保证工作面的安全回采。
1 矿井概况 庞庞塔矿位于位于山西省河东煤田中段临县县城以东。
井田面积60.73k㎡，生产规模1000万吨/年，批准开采3号-10号煤层。
5-108工作面是综采放顶煤工作面，煤层厚度2.50～4.3m，平均厚度3.5m；倾角3°～7°，平均为 5°；工作面东侧为5-106上工作面采空区，西侧斜上方为5-103上工作面采空区，北邻冲刷带无煤区、南邻西翼带巷和西翼轨道巷。
煤层平均倾角6°，开采煤层厚为2.7m。
与传统综放工作面的不同之处是，该工作面的东侧上方约111m处存在上分层的采空区，在分析采空区自燃“三带”分布规律时，应充分考虑上分层采空区对“三带”分布的影响。
2 现场测试方案 2.1 测点布置 温度传感器和束管安装在5-108综放工作面采空区内，用以监测及分析温度和气体。
1#、2#和 3#测点位于进风巷一侧，6#、7#和 8#测点位于回风巷一侧，每个测点之间的距离约为9m；4#和5#测点则布置在5-108上工作面两顺槽的以内约10m 处。
各测点均布置有温度传感器和束管，每个测点的温度传感器和束管将随着工作面的推进逐渐埋入采区内[2]。
由于矿井环境条件恶劣，温度传感器必须要同时具备稳定性能好、安全性能高、防腐蚀、抗静电冲击等优良特性，并适应于远距离传送要求，能够满足煤炭自燃的早期预测预报。
黑眼泉煤矿覆岩“三带”发育高度探测研究
黑眼泉煤矿覆岩“三带”发育高度探测研究摘要：本文以黑眼泉煤矿A1煤层为研究背景,通过理论计算和现场实测的方法确定了A1煤层上覆岩层“三带”高度，结果表明：黑眼泉煤矿A1煤层开采后，覆岩垮落带沿竖直方向的高度约为15.01m，沿煤层法向的高度约为14.63m，约为采高的5.18-5.04倍，裂隙带沿竖直方向的发育高度约为55.78m，沿煤层法向的高度约为54.35m，约为采高的18.74-19.23倍，弯曲下沉带范围为0-179.21m。
关键词：垮落带；裂隙带；弯曲下沉带；发育高度引言煤岩体中存在多种结构面，控制着煤岩体的力学性质及其变形与破坏特征，了解煤岩体中层理、节理、裂隙等结构面的分布及其力学特性，对研究围岩的稳定性，煤岩体工程设计、施工及安全等有重要作用。
因此,本研究以黑眼泉A1煤层条件为研究背景,采用理论计算与现场实测的方法,对黑眼泉煤矿覆岩“三带”发育高度进行了确定,该研究结果与方法对矿井其他相似条件工作面具有一定的指导意义。
1矿井概况黑眼泉煤矿位于新疆巴里坤哈萨克自治县西北方向150 km处，煤矿范围东西长约2.3～5.0 km，南北宽约7.4 km，面积约29.77 km2。
黑眼泉煤矿井田范围内含1层可采煤层，为A1煤层，煤层厚度0.23~6.92 m，平均3.23 m，可采厚度2.10~6.92 m，平均3.59 m，含夹矸0~2层，井田地层为单斜构造，倾角为8°～25°。
黑眼泉煤矿在天山东段北侧梅钦乌拉山脉的北面，为小型山间盆地，属平原型丘陵地形。
井田内地形南西高，北东低，高程1552.1～1699.9 m，最高点标高为1699.9 m，位于井田内西南部。
2覆岩“三带”发育高度的理论计算A1煤层顶板岩性主要为粉砂岩、砂砾岩、中砂岩、细砂岩、粉砂质泥岩等，属于中硬岩层。
很长一段时间以来，覆岩“三带”高度的计算采用《“三下”采煤规程》的经验公式，但当覆岩为中硬岩层时，计算覆岩“三带”高度，在《“三下”采煤规程》没有记录采用综放开采方法的计算公式，一般根据厚煤层分层开采方法的经验公式来计算。
煤矿中的“三带”、“上三带”“下三带”理论and技术考核指标
一、下三带理论
目录
1、定义
2、下三带介绍
3、下三带理论在煤矿上的应用
1 定义
对承压水体上采煤底板岩层突水机理研究表明，在煤层开采过程中，煤层底板岩层由上到下形成底板导水破坏带、有效隔水层保护带和承压水导升带，称为“下三带”。
该理论最早为煤炭科学研究总院北京开采所的刘天泉院士提出的“底三带”，而后发展为“下三带”学说。
2 下三带介绍
底板导水破坏带是指由于采动矿压的作用，底板岩层连续性遭到破坏，导水性发生明显改变的层带；有效隔水层保护带是保持采前岩层的连续性及其阻抗水性能的岩层；承压水导升带是指含水层中的承压水沿隔水底板中的裂隙或断裂带上升的高度。
3 下三带理论在煤矿上的应用
在煤矿上主要是对底板突水预测进行预报工作。
二、地质中的上三带和下三带是什么意思？
冒落带、裂隙带、弯曲下沉带为上三带
底板破坏带、完整岩层带、承压水导高带为下三带
三、煤矿中讲的三带是什么？
煤矿开采以后，其上覆岩层移动分为三带，即跨落带、裂隙带和缓慢下沉带。
煤层底板的下三带为：破坏带、完整岩层带（或保护带）、地下水导升带。
附：
什么是技术考核指标?
技术考核指标：预期指数和完成达标指数之间进行比对，具体的可以是一张报表。
总体上是对过去情况的分析和对近期的总结，旨在考核经济指数增长点，理论与现实相结合，意图制定达到最佳状态的目标。
经济效益最优化是一切工作开展的最终目的。
大采高工作面覆岩三带高度判定研究
梁滔铄：大采高工作面覆岩三带高度判定研究 ２０１９年 １１月第 １１期
３ｍ，岩层较软，节理裂隙发育较多，细砂岩岩层厚度 平均为 ５．９ｍ，岩层致密坚硬，强度较大；底板主要 为泥岩和细砂岩，泥岩岩层厚度平均为 １．３ｍ，岩层 强度较低；细砂岩岩层厚度平均为 ３．４ｍ，属于中硬 岩层。
一般条件下，矿井综采工作面充分回采后，煤层 上覆岩层自下而上会形成 ３个区域，分别为垮落带、 裂隙带以及弯曲下沉带，覆岩三带的分布特征对综 采工作面矿压显现情况有着决定性作用。国内外许 多研究人员对覆岩三带结构进行了大量研究，在覆 岩结构分布规律、裂隙发育特征、覆岩应力分布特征 以及三代现场实测方法等方面获得了许多优秀的成 果［１３］。对于一些厚煤层大采高工作面，由于其采高 的增大导致覆岩三带分布情况与一般工作面相比产 生较大变化，工作面回采过程中也存在许多尚未解 决的问题。对大采高工作面覆岩三带高度进行研 究，有利于矿井指导工作面现场生产工作，同时在瓦 斯治理等方面有着重要的意义［４５］。本研究以山西 某矿大采高工作面条件为基础，采用理论计算与数
工作面回采无影响，因此其对覆岩结构发育影响较
小，可忽略其对该结构的影响。煤层覆岩岩性主要
为砂质泥岩与细砂岩，砂质泥岩岩层由于其强度较
低，岩层破损情况严重，工作面开采过程中，基本随
工作面开采发生垮落，主要为垮落带区域；细砂岩岩
层由于其强 度、厚 度 较 大，岩 层 内 部 大 部 分 不 会 垮
落，主要以裂隙发育为主，该岩层区域主要为裂隙带
梁滔铄（１９８９—），男，助 理 工 程 师，０４６０００山 西 省 长 治 市 屯 留 县李高乡。
１０８
值模拟分析的方法，对工作面覆岩三带高度进行了 确定，该研究结果与方法对矿井其他相似条件工作 面具有一定的指导意义。
《能源技术与管理》2011年总目次
１２ —５
１２ —７ ｌ ３ 一０ １ ３ —４ ｌ ３ 一８ １ ４ —１ １４ —４
张集煤 矿煤 与瓦斯 突出机理及对策 南山煤 矿综采放顶煤 瓦斯综合治理技术
五沟煤 矿西翼 采区复杂地质条件下揭煤技术
１４ —６ ｌ４ 一８
１５ —１ １５ —４ １５ —６ １５ —９ １６ —４ １６ —７
南Ｌ 煤矿盆底南翼区 １ Ｉ Ｊ ５层二分段瓦斯综合治理技术应用 １６ —２
张小楼井断裂构造 的分形预测 极软巷道全封闭锚注联合支护技术 浅析炮采放顶煤工作面过顶板老硐 倾斜综采 面复杂条件下调面 回采工艺分析 氮气 防灭火技术在义马矿 区的应用 南 山煤矿南 风井技术改造方案 滑轮式跑 车防护装置 的研制与应用 ｓ 一Ｏ Ｏ ８ 无极绳绞车在综采支架安装中的应用 障碍物对 瓦斯爆炸压力传播规律 的研究 煤 矿陷落柱地震 响应分析 地 质异常体 有限差分数值模拟与精度分析
２ １ 年第 ６ ０１ 期
鲁 西南成盐 区丰县盐盆石盐矿床沉积特征 浅析 基 于灰 色系统理论 的矿井瓦斯涌出量预测方法 ７２ ４ ５下顺槽掘进 瓦斯 涌出异常机理及应对措施 煤层瓦斯 预抽期评价及预抽效果分析
高瓦斯大采高超长综放工作面生产技术研究
压风喷雾处理 回风隅角瓦斯系统的建立及使用 采空区瓦斯流 动规律 Ｃ Ｄ数值模拟 的误差分析 Ｆ 芦岭煤 矿 ８ 煤层 瓦斯地质赋存规律分析 岩浆侵入对煤 与瓦斯 突出的影 响研究
ｌ ８ 一５
浅谈王庄煤矿通风系统改造
立井施工注浆 防治水技术研究与应用 煤矿底板突水非线性预测评价研究
１ ８ —７
综放工作面采空区“三带”高度分布特征数值模拟研究
煤 炭科技2019年第1期32 COAL SCIENCE &TECHNOLOGY MAGAZINE No.12019文章编号：1008-3731 (2019)01-0032-03综放工作面采空区“三带”高度分布特征数值模拟研究魏有胜(淮南矿业（集团％有限责任公司煤矿瓦斯治理国家工程研究中心，安徽淮南232000)摘要：煤矿开采过程中，岩层遭到破坏，采空区上方出现了明显的“三带”特征，详细掌握岩层“三带”分布规律，有利于较为定量的分析采空区瓦斯赋存和导水裂隙带高度，并能分析采空区对临近工作面及临近巷道的影响，从而为高、低位抽采巷&顶板高、低位钻孔）层位布置，临近工作面及临近巷道布置提供依据。
通过对阳煤集团新大地煤矿综放工作面采空区 岩破坏数，采空区“三带”高度分布规律，从而指导矿 开采件下选择高、低位抽采巷和顶板高、低位钻孔布置层位，进而取得较的瓦斯抽采效果。
关键词：综采放顶煤；采空区“三带”高度;覆岩变形破坏数值模型；数值模拟分析中图分类号:T D752 文献标志码：BNumerical Simulation Study on Distribution Characteristics of "Three Zone" Height in Goaf of Fully-mechanized Caving FaceW E I You-sheng(National Engineering Research Center for Coal Mine Gas Control,Huainan Mining (Group)Co.,Ltd.,Huainan,Anhui, 232000)Abstract: During the coal mining process,the rock stratum i s destroyed,and the obvious"Three Zone"feature appears above the goaf.Mastering the distribution pattern of"three Zone"in rock formations i s beneficial t o the quantitative analysis of gas occurrence and water-crushing belt height in goaf,and can analyze the influence of goaf on adjacent working face and adjacent roadway,so as to provides a basis for the layout of strata in high and low level extraction roadways(high and low level boreholes in roof),and provides a basis for the layout of the adjacent working face and adjacent roadway.In this paper,a numerical model of overburden deformation and failure in the goaf of the fully-mechanized caving face of the Xindadi Coal Mine of Yangquan Coal Industry Group was established,the distribution law of the"three belts"in the goaf was also obtained,so as to guide the mine t o select high and low pumping under similar mining conditions,and t o achieve a better gas drainage effect. Keywords：fully-mechanized top coal caving;"Three Zone"height in goaf;numerical model of overburden deformation and failure;numerical simulation analysisCLC number: T D752 Document identification code: B2019年第1期魏有胜:综放工作面采空区”三带”高度分布特征数值模拟研究331模拟区基本情况1.1 15302工作面概况新大地煤矿15302回采工作面位于一水平三 采区，采用走向长壁方式布置，设计走向长度1 310 m，回米长度1 057 m，倾斜长度190 m，地面标高为 1 340〜1 470 m，工作面标高984〜1 065 m。
特厚煤层综放工作面采场“三带”高度研究
特厚煤层综放工作面采场“三带”高度研究作者：刘俊华来源：《山西能源学院学报》2018年第05期【摘要】准确划分采场上覆岩层“三带”高度，有利于工作面安全、高效地生产。
以山西某矿综放工作面为研究背景，采用理论分析与公式计算的方法，对综放工作面上覆岩层结构的形成与“三带”影响因素进行了分析，最终确定该工作面开采后冒落带高度为9.9m，裂隙带高度为40.3m。
该研究结果能够指导现场生产，并对其他类似条件矿井有一定借鉴作用。
【关键词】综放工作面；冒落带；裂隙带；经验公式【中图分类号】 TD823.25 【文献标识码】 A 【文章编号】 2096-4102（2018）05-0004-03当煤层开挖后，煤层周围的应力大小发生变化，顶板上的应力场也会重新分布，顶板岩层在工作面向前移进的过程中会受到剧烈的影响，慢慢形成不同的分区，煤层上覆岩层形成三个分带，为垮落带、裂隙发育带、弯曲下沉带。
在我国有着诸多的特厚煤层矿区，针对特厚煤层主要采用分层开采、大采高开采以及放顶煤开采等方法对特厚煤层进行开采。
目前，对于特厚煤层的开采，我国主要以综采放顶煤开采技术为主。
虽然综采放顶煤开采是一种技术先进、经济合理的采煤方法，但是其煤层覆岩的“三带”发育高度较其他开采方式明显不同。
影响覆岩结构形成及发展有很多的因素，研究难度较大。
经过近些年的发展，国内外尽管已经取得了大量具有重要意义的成果以及经验，但考虑到放顶煤工作面的特殊性依然有难以解决的问题存在。
本文以山西某矿综放工作面为研究背景，通过理论分析、现场实测、主要对工作面覆岩“三带”高度进行了研究，研究结果有利于指导现场特厚煤层综放开采中安全、高效生产，并对其他类似条件矿井有一定借鉴作用。
1工程概况山西某矿目前主采煤层为3#煤，采用综采放顶煤生产，工作面开采煤层厚度7.5～8.7m，平均厚度为8m，煤层倾角平均为20°，煤层结构简单，属于全区稳定可采煤层。
工作面上覆岩层主要是泥岩与粉砂岩互层，但受到断层的影响，在断层带临近地段节理发育。
刘庄煤矿东一采区13—1煤层导水裂隙带发育高度预计与数值模拟
刘庄煤矿东一采区13—1煤层导水裂隙带发育高度预计与数值模拟摘要：本文在分析刘庄矿13-1煤首采面的覆岩赋存特征为基础上，利用经验公式预计和用FLAC3D软件数值模拟方法，分别研究开采高度和工作面长度对导水裂隙带发育高度的影响。
结果表明：采用经验公式预计法时，导水裂隙带高度随开采高度增大而增大；采用FLAC3D软件进行数值模拟时，导水裂隙带高度随工作面长度的增加先增加的快，后增加的慢；两种方法在一定的范围内预测的结果相近，且都能为煤矿安全生产提供理论指导。
关键词：覆岩特征；经验公式；数值模拟；导水裂隙带发育高度1 引言经济发展对煤炭资源需求越来越大，无水体和建筑物影响的煤炭资源愈趋匮乏，开采水体下（包括含水层下）、建筑物下的煤炭资源势在必行[1] 。
以往为保障生产安全，留设了大尺寸的防水煤（岩）柱，使我国煤炭资源造成极了大浪费费。
目前越来越多的煤炭科学者正在研究如何在保障安全的前提下，尽量提高开采上限，以解决能源浪费问题。
而判断导水裂隙带发育高度正是开采上线和保水开挖工作是否能顺利地实施关键[2]。
目前，确定导水裂隙带高度的方法主要有经验公式计算、相似材料模拟、现场测试以及数值模拟等方法[3-5]。
本文将采用拉格朗日差分方法预测刘庄矿东一采区3-1煤层导水裂隙高度，为矿井突水预测、制订矿井水害防治决策和安全开采提供重要理论参考。
2 地质概况刘庄煤矿东一采区位于刘庄井田中部，矿井开拓一水平之上。
采区东西长为864～942米，南北长为2382～2524米，面积约为2.02平方公里。
工作面开采13-1煤层，煤层稳定小构造发育程度一般，煤层有增厚变薄等现象，受地质构造及沉积环境影响，煤层最薄0.2m，最厚达4.5m。
断面右倾3～5°，煤层剖面倾角11～13°。
工作面较简单，直接顶、直接底均为泥岩。
工作面走向长1786m，工作面长度248m，工作面采高3000～4300m。
3 导水裂隙带高的经验公式预计导水裂隙带高度预计是煤矿水体下采煤设计和保水采煤的基础和前提[6] 。
综放开采条件下煤层顶板涌(突)水危险性评价
综放开采条件下煤层顶板涌（突）水危险性评价煤层顶板涌（突）水是煤炭开采中常见的一种危险现象。
综放采煤是一种挖掘煤炭并将其运出地下的深部开采方式，其开采条件更加复杂，顶板涌（突）水危险性不容忽视。
本文旨在通过对综放开采条件下煤层顶板涌（突）水的危险性评价，探讨煤层顶板涌（突）水的成因及其预防措施。
一、煤层顶板涌（突）水的成因（1）煤层顶板开采导致的应力破坏：煤层开采后，矿井顶板会失去支撑，形成大面积的坑道，使得上覆岩石承受更大的压力。
当岩石强度不足以承受这种压力时，就会出现顶板破坏，使得水从破裂的岩石中渗流或涌出。
（2）煤层顶板病害导致的渗透性增加：煤层顶板常常存在天然裂隙和病害（如节理、弯曲等），在开采过程中，这些病害会受到压力的影响而进一步扩展，形成贯通的渗透通道，导致顶板涌水。
（3）煤层顶板下方的水源：地下水的来源有很多种，包括降水和地下水。
当煤层开采达到一定深度时，水流动的方向可能会受到煤层结构和地质条件的影响。
这些条件可能导致煤层下方的地下水被压入煤层中，从而导致煤层顶板涌水。
在综放开采中，由于开采过程中的挖掘和支护会扰动煤层和岩石，从而导致煤层顶板涌（突）水的危险性增加。
以下是综放开采条件下煤层顶板涌（突）水的危险性评价指标：（1）煤层性质：不同煤层的孔隙度、渗透性、韧性等差异很大，直接影响煤层顶板涌（突）水的危险性。
（2）煤层结构：煤层的夹层、倾角、垂深等结构特征会影响周围岩石的受力状况，从而影响岩石变形和煤层顶板涌（突）水的危险性。
（3）水文地质条件：煤层顶板下方岩层的渗透性、地下水位高度、地下水流速、重力场等水文地质条件会直接影响煤层顶板涌（突）水的发生。
（4）开采方式：综放开采方式的不同会影响切割和支护的质量，从而直接影响煤层顶板涌（突）水的危险性。
（5）瓦斯含量：瓦斯的存在会增加岩石的渗透性，从而影响岩石的稳定性和煤层顶板涌（突）水的危险性。
三、预防措施为有效预防综放开采条件下煤层顶板涌（突）水的发生，需要采取以下预防措施：（1）完善煤层顶板支护：合理设计支护方案、加强固定、补强开采工作面，以提高煤层顶板的承载能力和稳定性。
刘庄煤矿171302工作面孤岛开采成功性研究
刘庄煤矿171302工作面孤岛开采成功性研究刘庄煤矿171302工作面孤岛开采成功性研究刘庄矿171302工作面在两侧都为采空区情况下，在回采过程中存在着两巷维护难、煤壁片帮严重等技术问题，严重制约着安全生产。
刘庄煤矿171302工作面的成功开采，通过技术研究与开采实践，有效地解决了以上难题，为实现矿井设计生产能力1140Mt/a奠定了基础，为矿区其他矿井综采工作面回采提供了技术参考。
1 171302工作面概况1.1 工作面概况171302工作面位于七采区第四个回采工作面，该工作面为倾向长壁工作面，临近右面171301工作面、左面171303工作面均已回采完毕，留有7m煤柱。
171302工作面轨道顺槽可采长度为759.0m，轨道顺槽13-1煤层开采底板标高约为-680.7～-589.5m；胶带顺槽可采长度为756.0m,胶带顺槽13-1煤层开采底板标高约为-678.3～-590.2m；工作面切眼长度约为100.0m （净煤壁）；工作面可采平面积为75101m2。
171302工作面总体为一单斜构造，煤岩层走向为80°～90°，倾向为170°～180°，倾角为5°～9°，平均倾角为7°。
1.2 工作面地质水文情况（1）煤层特征及其分布情况：13-1煤层：黑色,块状为主，片状次之，少量粉末状。
弱玻璃光泽，成份以暗煤为主，亮煤次之，夹有镜煤条带，为半暗—半亮型煤,内生裂隙发育,条带结构明显。
根据本工作面风巷及机巷实际揭露，13-1煤在本工作面中普遍含有1层夹矸，局部夹矸不发育，煤层厚度5.26m～5.90m（含夹矸），平均总厚度为5.56m，净厚度4.70m～5.55m，平均净煤厚为5.09m；本工作面内局部受断层影响,煤层厚度有发生局部变薄或增厚现象。
煤层倾角为5°～9°，平均倾角为7°。
（2）煤层顶底板老顶-细砂岩：灰白色,细粒砂状结构，致密，坚硬，以石英为主，长石次之，可见暗色矿物定向排列形成平行层理，分选性中等，磨圆度为次磨圆状，垂直裂隙发育，钙硅质胶结，厚度2.87m～3.23m，平均厚度为2.99m。
综掘工作面探放采空区水快速掘进之浅见
综掘工作面探放采空区水快速掘进之浅见综采是一种高效快速的采煤方式，但是其带来的采空区和地质灾害问题也必须得到高度重视。
探放是综采过程中必须进行的一项工作，其目的在于了解煤层和围岩的情况，并为后续的开采和支护工作提供充分的数据支持。
本文将从综掘工作面探放采空区水的角度进行探讨，为快速掘进提供一些浅见。
1. 了解煤层和围岩的情况在进行探放工作之前，必须充分了解煤层和围岩的情况，包括煤层的厚度、倾角、顶底板等情况，以及围岩的稳定性和裂隙情况等。
只有对煤层和围岩的情况有足够的了解，才能制定合理的掘进方案和采煤工艺，并保证采煤过程的安全稳定。
2. 确定探放方式和参数探放方式包括直接法和间接法两种。
直接法是指直接在掘进工作面上进行探放，采用钻孔、倾斜钻孔、掘进等方法进行；间接法是指利用地质地球物理勘探技术进行探放，如地震勘探、地电勘探等。
探放参数包括孔深、孔径、孔距、孔位等。
孔深一般根据煤层厚度和采高等因素确定，孔径和孔距则可以根据前期的勘探数据和探放结果进行调整，孔位需要根据掘进工作面的实际情况进行确定，以保证采集到的数据准确可靠。
3. 掘进设计和采煤工艺的确定根据探放结果和前期的勘探数据，需要进行掘进设计和采煤工艺的确定。
掘进设计包括采高、开挖断面、采煤工具等的选择，采煤工艺则包括煤层开拓、支护工艺等。
在确定掘进设计和采煤工艺时，必须考虑煤层和围岩的情况，以及采煤过程中的安全稳定性问题，尽可能避免采空区和地质灾害的产生。
4. 采空区水的处理采空区水是综采作业中必须处理的一个重要问题。
采空区水的产生是由因地质构造变化、因煤岩特性及开采方式、特地赋病等多种原因造成的,一些煤体还存在支流煤、下伏煤的关系，其特点是水质复杂，水位变化较大，水质波动较大，难于处理。
对于采空区水的处理，可以采用物理、化学和生物等多种方法进行处理，如浮选、显石化学处理、毒菌处理等。
同时还需要加强对采空区水的监测和管理，及时发现和解决处理效果不佳的问题。
工作面“三带”观测技术与应用
工作面“三带”观测技术与应用【摘要】工作面“三带”是煤矿工作面中的重要地质结构，对矿井的安全生产具有重要意义。
本文首先介绍了工作面“三带”观测技术的原理，包括地质雷达、面测仪等技术的应用。
接着详细介绍了工作面“三带”观测技术的方法和应用案例，阐述了其在地质构造分析、地质灾害预警等方面的重要作用。
列举了工作面“三带”观测技术的优势，包括快速高效、精准可靠等优点。
展望了工作面“三带”观测技术的未来发展方向，指出其在矿山安全生产中的广阔前景。
总结指出，工作面“三带”观测技术将成为煤矿工程中的重要技术手段，助力煤矿生产的安全与高效。
【关键词】关键词：工作面、三带观测技术、研究背景、研究意义、原理、方法、应用案例、优势、展望、前景、总结。
1. 引言1.1 研究背景研究背景：在煤矿生产中，工作面的稳定性一直是一个重要的问题。
传统的工作面观测方法往往无法全面有效地评估工作面的情况，容易导致事故的发生。
为了提高工作面的安全性和效率，研究者们在过去几年中逐渐将目光转向了工作面“三带”观测技术。
工作面“三带”观测技术是一种综合利用地质勘探、地面监测和遥感技术的方法，通过对工作面顶板、底板和煤层进行全面观测和分析，以实现对工作面的综合评估。
随着煤矿产业的不断发展和对工作面安全的日益重视，工作面“三带”观测技术正逐渐成为研究的热点。
通过对工作面地质情况进行全面观测和分析，可以及时发现潜在的安全隐患，提高工作面的稳定性和生产效率。
研究工作面“三带”观测技术的原理、方法和应用具有重要的现实意义和实践价值。
1.2 研究意义工作面“三带”观测技术具有重要的研究意义。
通过对工作面“三带”进行观测，可以帮助提高矿山生产效率，确保矿石开采的顺利进行。
工作面“三带”观测技术可以帮助研究人员更好地了解矿山地质结构、矿体赋存规律和矿床成矿机制，为矿山开采和资源勘查提供重要参考。
工作面“三带”观测技术还可以为矿山安全生产提供关键技术支持，帮助预防和减少矿山地质灾害的发生。
Ⅰ类水体下无关键层缩小防水煤岩柱开采研究——潘三煤矿西三采区13-1煤层的开题报告
Ⅰ类水体下无关键层缩小防水煤岩柱开采研究——潘三煤矿西三采区13-1煤层的开题报告一、研究背景和意义在煤矿开采中，防水是一个重要的问题。
尤其是在Ⅰ类水体下的开采中，防水措施的有效性直接影响到煤矿的生产和安全。
当前，一些矿山在Ⅰ类水体下采用的防水措施主要是关键层缩小护巷法。
然而，该方法存在一定的局限性，如防水效果不稳定、成本高、施工周期长等问题。
因此，探索一种更加经济有效、防水效果更好的开采方式显得非常必要。
潘三煤矿位于云南省昆明市宜良县西南部，地处伏咸岩区。
13-1煤层是潘三煤矿主采煤层之一，属于Ⅰ类水体区域。
基于该煤层的特点，本研究选择该煤矿西三采区进行研究，旨在探索一种适用于Ⅰ类水体下开采的低成本、高效的防水方法。
二、研究内容和方法本研究以13-1煤层西三采区为对象，以现场勘探、数字化仿真、数值模拟等方法，对比分析不同开采方式下的防水效果。
具体研究内容及方法如下：1. 煤层水文地质特征的研究通过现场钻探、水文地质勘探以及煤层水位监测等手段，对13-1煤层的水文地质特征进行详细分析，建立煤层水文地质模型。
2. 数字化仿真模拟基于13-1煤层的地质条件和水文地质模型，采用FLAC3D三维有限差分法，建立煤体地应力场数值模型，并搭建煤炭采动数值模型。
通过模型对比分析，探讨采用关键层缩小护巷法和不采取该方法下的防水效果。
3. 现场验证结合煤矿实际情况和仿真模拟结果，选择13-1煤层中的某一采区进行现场验证，对比不同采矿方法的防水效果和经济效益。
三、预期成果和意义1. 预期成果通过数值模拟和现场验证，研究得出适用于Ⅰ类水体下的一种低成本、高效的防水方法，并提出在煤矿开采中的应用建议。
2. 意义本研究在探索适用于Ⅰ类水体下的防水方法的同时，也为煤矿开采中防水技术领域的研究提供了新思路和方法。
为煤矿的生产经营和安全管理提供了一定的技术支撑。
朱集西矿13-1煤层突出预测敏感指标敏感性考察研究
朱集西矿 13-1 煤层突出预测敏感指标敏感性考察研究发布时间：2022-05-31T02:38:32.022Z 来源：《科学与技术》2022年第30卷第3期作者：王磊[导读] 通过测试朱集西矿13-1煤层突出危险性参数，分析其动力灾害属性，王磊皖北煤电集团有限责任公司朱集西分公司安徽淮南 232000[摘要] 通过测试朱集西矿13-1煤层突出危险性参数，分析其动力灾害属性，根据历史数据和现场数据对地质异常区预测指标变化进行研究，确定了预测指标敏感程度排序，并验证了预测指标的正确性。
研究结果表明：试验区预测指标敏感性由大到小依次为钻屑量S、钻屑瓦斯解吸指标K1，可在瓦斯地质、开采技术条件类似区域应用。
[关键词] 煤与瓦斯突出；敏感指标；现场考察；扩大验证0 引言煤与瓦斯突出是一种复杂的动力现象，是地应力、瓦斯及煤的力学性质综合作用的结果[1]。
毛加宁[2]采用历史资料统计分析、实验室研究和现场考察相结合的办法确定了恩洪煤矿C9煤层煤巷掘进工作面突出预测指标临界值。
余伟凡[3]基于灰色系统理论，选取煤层瓦斯含量作为母因素，钻屑瓦斯解吸指标K1、Δh2及钻屑量S作为子因素，采用灰关联分析方法对上述指标的敏感性进行了研究。
刘硕[4]通过实验室的模拟实验和理论分析等方法，对解吸指标K1的敏感性进行了研究，为K1指标更好的服务现场提供了依据和方法。
笔者以朱集西矿13-1煤层首采工作面瓦斯地质及采掘条件为工程背景，采用现场考察、实验室试验和理论分析相结合的方法，研究确定了13-1煤层预测指标的敏感性及排序，为13-1煤层采掘过程中突出危险预测指标的选用提供了理论支撑，提高了突出危险性预测的精准度。
1 工程概况朱集西矿13-1煤层最大瓦斯压力为1.36MPa，最大瓦斯含量为8.48m3/t，为突出煤层，矿井首采11-2煤层作13-1煤层下保护层开采，13-1煤层回采期间采用保护层开采结合卸压瓦斯抽采的区域防突措施，未保护区域煤巷条带采用底板穿层钻孔预抽瓦斯的区域防突措施。
1301采区地质概况1
1301采区地质概况一、采区相对应的地面情况本采区相对应的地表形态主要以山脊、冲沟为主，有相对宽缓的沟谷地貌。
采区地表最高海拔位于采区北部边缘1683.4米，最低位于采区中部1521.3米，相对高差162.1米，整个采区呈现北高南低，东高西低的趋势。
采区相对应地面的建筑有蔡家庄、刘家河滩、白草咀、等村庄。
二、煤三层分布情况、结构及厚度1、煤层的分布范围本采区开采煤三层，主要分布在12—15勘探线之间及15勘探线以北的部分区域。
采区的东部与250206工作面相邻；西部和北部为砚北井田的边界线，西部靠近陈家沟煤矿，北部靠近1301轨道上山和胶带上山，与山寨和福利煤矿相邻。
采区范围内的走向长度约1722.15m，宽约875.6m，其平面积1.909km2，斜平面积1.92km2。
2、结构本采区煤层赋存不稳定—较稳定。
煤层的结构较简单，一般含夹矸1—4层，最多6层，夹矸层厚度较小，一般0.05—0.40m，岩性以炭质泥岩为主，次为泥岩。
目前揭露煤三层的结构如下：0.03（0.09）0.12（0.05）0.06（0.05）0.45（0.06）0.5（0.07）0.11（0.04）0.17，层厚1.8m，夹矸厚度最小为0.04，最大为0.09，平均厚底0.06m。
煤厚1.44m。
3、厚度本采区根据以往地质报告的钻孔资料回采范围内煤层的厚度为2.15—2.99m，平均厚度为2.5m。
厚度总的变化趋势由南向北逐渐增厚。
本采区回采区域内煤层底板等高线最低为1230m，最高为1340m。
煤层层位稳定性沿倾向由东向西变好，沿走向由南向北变好。
煤质无突变。
三、煤层顶底板顶板：直接顶岩性为粉—细砂岩，岩层厚度为0.6 m。
老顶：岩性为泥岩，岩层厚度为4.43—6.41m，平均为5.42m。
底板：直接底岩性为泥岩，岩层厚度为5.4m。
老底：岩性为砂质泥岩和粉砂岩，岩层厚度为2.8—6.01m。
平均为4.4m。
四、构造1301采区构造较为复杂，采区北部靠近向斜轴部，背斜轴由北向东南穿过本采区，为一宽缓的倾伏褶皱，向南逐渐倾伏。
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本 井 田 位 于 淮 南 复 向 斜 的谢 桥 向 斜 南 冀 ， 由于 受 自南 而 北 应 力 的 作 用 ， 成 了 以 阜 凤 逆 冲 断 层 为 主 体 的 上 迭 式 大 型 形 推覆构造 。 阜风 逆冲断 层（ 覆构 造 ） 上盘 为逆 冲推 覆 体 （ 来 系 推 ： 外 统 ）下 盘 为 煤 系地 层 （ 地 系 统 ） 。 原 逆 冲推 覆 体 （ 来 系 统 ） 主 要 由 下 元 古 界 花 岗 片 麻 岩 、 外 ： 寒 武 系灰 岩 、 炭 二 叠 系 夹 片 组 成 。 石 煤 系 地 层 （ 地 系 统 ） 是 由 二 叠 系 上 、 石 盒 子 和 山 西 原 ： 下 组 的含 煤 地 层 组 成 。 逆 冲推 覆 构 造 ： 体 倾 向 南 ， 角 变 化 大 ， 部 倒 转 ， 总 倾 局 推 覆 体 内 分 支 断 层 发 育 ， Ｆ。 断 层 ， 者 近平 行 ， 向 近 东 有 ０、 二 走
（ 投 新 集 二 矿 ，安 徽 淮 南 ２２ ８ ） 国 ３ １１ 摘 要 ： 讨 煤 层 开 采 的 “ 带 ” 度 ， 定 １ —１ 层 综 放 开 采 的上 限 ， 确 指 导 １ 探 三 高 确 ３ 煤 正 ３—１ 层 安 全 回 采 。 煤 关 键 词 ： 厚 推 覆 体 下 ；水 文 地 质 特 征 ；“ 带 ” 度 ；煤 层 综 放 开 采上 限 特 三 高 中 图 分 类 号 ： Ｄ ６ Ｔ １３ 文献标 识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０８—８２ ｛０２ ０ —０ ６ —０ １０ ７５２ ０ ）９ ０ ２ ２
０ 概 况
新 集 二 矿 位 于 安 徽 省 淮 南 市 凤 台 城 西 １ ｍ， 接 新 集 ２ｋ 西 矿 ， 邻 新 集 三 矿 ， 西 长 ６ｋ 南 北 宽 ５ｋ 面 量 １２亿 ｔ１９ ． ，９６年 １ ０月 投 产 至 今 ， 计 生 产 能 力 ３０ 设 ０
维普资讯
第２ ｌ卷第 ９期 ２０ ０ ２年 ９月
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技
术
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左 右 ， 仅 岩 性 复 杂 ， 且 变 化 大 ， 性 滑 而 丰 富 ， 压 强 度 不 而 压 抗 １． ９ ０～６ ． Ｍ ａ 根 据 岩 石 工 程 地 质 特 征 ， 板 岩 层 役 岩 类 型 ８０ Ｐ ， 顶 划 分 为 软 弱 一中 硬 度 覆 岩类 型 ， 趋 近 于 软 弱 岩 层 。 更 １３ １— １ 层 开 采 方 法 ． ３ 煤 １— １ 层 在 我 矿 目前 仅 处 在 掘 进 准 备 阶 段 。３ ｌ ３ 煤 ｌ一 煤 层 总 体 回采 方 案 从 煤 层 赋 存 、 采 工 艺 、 济 效 益 等 方 而 考 回 经 虑 ， 用 综 放 开 采 。 因此 需 要 准 确 确 定 防 水 煤 柱 高 度 。 必 须 采 弄 清 工 作 而 回 采 后 顶 板 “ 带 ” 度 与 采 放 高 度 的 关 系 三 高
２ ｌ一 ｌ 层 开 采 的水 文地 质 特 征 ３ 煤
２ １ 地 表 水 体 ．
ｌ ｌ一 ｌ 层赋存 与开采 ３ 煤
１１ １－ １ 层 赋 存 特 征 ． ３－ 煤 － １— １ 层 是 矿 井 主 要 可 采 煤 层 ， 赋 存 于 煤 系 地 层 的 ３ 煤 它 最 上 部 。 阜 凤 逆 冲 断 层 （ 覆 构 造 ） 近 ， 下 覆 １— ２煤 离 推 最 离 １ 层 ８ ９ ０ ５ｍ。 １— １煤 层 厚 度 １６ １ ． 大 部 分 厚 度 ４５ ３ ． ２ ８ｍ， ． ８０ｍ。 均 厚 度 ５５ ｍ 左 右 ， 层 上 部 有 一 至 二 层 夹 矸 ． 平 ． 煤 ０ ６ ． ． —１８ｍ。由于 受 区域 构 造 的影 响 ， 中小 断 层 较多 。 褶皱 较发育 ， 层呈 波状或缓 波状起 伏。 煤 １２ １－ 煤 层 顶 板 岩 性 及 物 理 力 学 性 质 ． ３－１ １－ １ 层 顶 板 主 要 由 薄 层 的 泥 岩 、 质 泥 岩 、 质 泥 ３ 煤 砂 炭 岩 、 斑泥岩 、 砂岩 、 层 等组 成 的复合 型 顶板 ， 度 ８ 花 细 煤 厚 ０ｍ
花 家 湖 、 淝 河 水 体 ， 深 １５ ３ｍ。 水 体 下 部 是 ２ ～ 西 水 ． ０ ３ 的 淤 泥 、 色粘 土 隔 水 层 。 ０ｍ 黄 ２２ 新 生 界 松 散 层 孔 隙 潜 水 一承 压 水 含 水 、 水 层 ． 隔 由第三 、 四系松 散沉 积物 组成 ， 度 ５ 第 厚 ０～２ ０Ｆ， 要 １ １主 Ｉ 由 中细 砂 、 土 、 质 粘 土 、 质 粘 土 组 成 ， 中 砂 层 为 主 要 粘 钙 砂 其 含 水 体 。 埋 藏 条 件 及 水 动 力 条 件 划 分 为 三 个 不 同 的 含 水 按 组 。 一 、 、 含 。 中 以二 含 为 主 要 含 水 组 。 水 中 等 ～较 即 二 三 其 含 强 。 透系数 １ 渗 ０～２ ／ 。 水 系 数 为 ２０～４０ｍ ／ ， 水 ６ｍ ｄ 导 ６ ９ ２ｄ 船 系数 （ ． ７ １ Ｘ１ 一 。 本 组 有 多 个 隔 水 层 ， 中 底 部 一 般 ２ ８～ ．） ０ 其 发 育 一 层 厚 层 状 粘 土 。 良好 的隔 水 层 。 是 ２３ 下元古界 片麻岩裂隙 承压含水组 ． 本 组 位 于 井 田南 半 部 。 走 向 覆 盖 于 主 要 可 采 煤 层 之 沿 上 ， 性 以花岩片麻 岩为主 。 度 ０ ６ 岩 厚 ～１０ｍ， 般 厚 １０ｍ， 一 ０ 致 密 较 坚 硬 。井 下 钻 孔 探 测 本 组 下 段 ６ ｍ范 围 内无 出 水 情 况 。 ０ 富水性 较弱 。 ２ ４ 寒 武 系灰 岩 岩 溶 裂 隙 承 压 含 水 组 ． 本 组 位 于 井 田 北 半 部 。 走 向 覆 盖 于 １一 ｌ煤 层 之 上 ， 沿 ３ 厚 度 ０～ ４ 一 般 １０ｍ 左 右 ， 度 变 化 趋 势 是 南 北 边 薄 ， ５０ｍ， ８ 厚 中部 厚 ； 性 以 泥 灰 岩 为 主 。 夹 有 泥 岩 和 泥 质 粉 砂 岩 ， 岩 岩 并 灰