坚硬顶板强制切顶技术在保护层开采中的应用

针对平煤股份十二矿己组煤层顶板坚硬、来压步距大和来压时的动压冲击等问题,提出了爆破强制切放顶技术。通过钻孔设计、沿空留巷区域应力控制原理,对12次爆破强制切顶进行分析,得出初次来压步距为58 m,周期来压步距20~30 m。顶板垮落特征为90 m以外强制放顶后顶板断续垮落,一般随采随垮,有悬顶较小,说明顶板在强制放顶作用下已大大破坏。     

极坚硬顶板强制预裂原理及工程实践研究

利用Ansys数值模拟软件对晋煤集团古书院煤矿151306工作面的坚硬顶板破断规律进行数值分析,为强制放顶参数的优化提供理论指导。通过理论分析计算确定了最优放顶步距和强制放顶参数,得出初次放顶步距为40m,周期放顶步距为35m,有效控制坚硬顶板的来压步距,消除坚硬顶板带来的安全隐患。同时,顶板爆破工程量及材料消耗量与优化前相比明显降低。     

松散表土薄基岩浅埋煤层矿压显现规律数值分析

为了分析松散表土薄基岩浅埋煤层首采工作面上覆岩层的运动规律,尤其是顶板初次来压和周期来压步距,运用UDEC软件对神木汇森凉水井煤矿首采面上覆岩层矿压显现规律进行了数值模拟,在此基础上进行了现场实测。结果表明,首采面初次来压步距的计算值为40.0 m,实测值32.8 m;周期来压步距的计算值为20 m,实测周期来压步距为16.5～22.0 m,平均为19.5 m;强制放顶距为20 m时能减小初次来压强度;强制放顶能有效地削弱和减小顶板初次来压的强度和规模,保证强制放顶效果的关键是提高强制放顶爆破作业的质量。     

工作面坚硬顶板破断特征与覆岩运移规律

针对坚硬顶板综放工作面顶板破断特征与覆岩运移规律不清,在实际生产中严重影响工作面安全生产这一问题;以某矿8201工作面为工程背景,采用理论分析、数值模拟以及现场实测的方法对坚硬顶板综放工作面的顶板破断特征以及覆岩运移规律进行研究分析。研究结果表明:对顶板煌斑岩进行岩石力学实验得知煌斑岩在节理面单轴抗压强度为45 MPa左右,无节理为90.99MPa、单轴抗拉强度7.3～9.4 MPa;通过建立深梁结构破断过程中顶板受力模型,得到基本顶初次来压步距为47.57 m;数值模拟得到8201基本顶的初次来压步距约为45 m,周期来压的距离为20 m左右。在现场实测中基本顶初次来压平均46 m,周期来压步距为18.7～20.8 m,来压影响范围1.7～5.6 m。现场实测与理论分析所得结果和数值模拟所得结果相差不大。     

坚硬顶板弱化技术对工作面矿压显现规律的影响研究

针对坚硬顶板综采工作面来压步距大、矿压显现强烈、管理难度大等问题,以卡洼掌煤矿坚硬顶板条件为工程背景,在理论计算顶板垮落步距的基础上,提出切眼切顶爆破和两巷超前预裂爆破的顶板弱化技术,并对现场矿压数据进行监测,分析顶板弱化效果,研究结果表明:坚硬顶板整体性强、力学性能好,初次及周期来压步距均较大,经过对坚硬顶板采取爆破强制放顶技术,减小了工作面的来压强度,保证了工作面的安全高效生产。     

深孔预裂爆破在坚硬顶板工作面中的应用

基于某矿8935试验综放工作面的坚硬顶板条件,对比分析实施顶板预裂爆破后顶板变化情况及来压特征的变化情况。经分析可知:8935工作面直接顶的初次垮落步距平均22.0 m,基本顶的初次来压步距为46.5 m,基本顶初次来压期间的矿压显现非常明显;实施了深孔预裂爆破措施后,直接顶初次垮落步距减小至13.2 m,基本顶初次来压步距降低为34.5 m,基本顶的矿压显现非常不明显,初次来压期间煤壁平整,顶煤碎裂掉落,也没有出现移架困难与支架不接顶等问题。     

酸刺沟矿首采面深孔预裂爆破强制放顶技术

针对酸刺沟矿6上煤厚层砂岩顶板初采期间难垮问题,理论计算基本顶极限垮距为50m,加之日推进度在10m以上,初次来压步距大易造成大面积来压,对人员和设备将构成严重威胁,确定采用深孔预裂爆破强制放顶。现场应用表明,切眼与两巷深孔预裂爆破强制放顶减缓了初次来压期间的矿压显现强度,保障了首采面安全高效开采。     

厚层坚硬石灰岩顶板深孔预裂爆破技术研究

为解决厚层坚硬石灰岩顶板煤层开采过程中悬顶面积大的问题,综合运用理论分析、数值模拟、现场实测等手段,采用深孔预裂爆破技术控制初次来压步距。研究表明:原生顶板条件下,根据关键层理论预计工作面初次来压步距为59.2 m,顶板来压非常强烈。通过数值模拟分析深孔爆破裂纹扩展特征,在开切眼实施深孔预裂爆破后,沿炮孔径向产生大量次生裂隙,破坏了K2石灰岩的完整性。根据爆破过程中炮孔周围监测点应变响应特征,确定炮孔间距为6 m。支架工作阻力在线监测系统显示初次来压步距平均值为34.3 m,动载系数为1.35。工作面初次来压步距减小24.9 m,来压强度减弱,实现了工作面初采阶段安全高效生产。     

坚硬顶板综放面深孔预裂弱化顶板处理技术

为了解决致密坚硬顶板初次断裂步距大而容易引起冲击矿压、瓦斯积聚以及放顶煤初采期间顶煤放出率低等难题,针对余吾煤业3~#煤层赋存环境和开采条件,通过选用基本顶固支岩梁力学模型,对该矿N1202综放工作面基本顶初次垮落步距进行了理论分析和计算,提出对N1202工作面进行初采前顶板深孔预裂爆破切顶,缩短综放工作面基本顶初次来压的垮落步距。工业试验结果表明,经过弱化处理后基本顶初次来压步距缩短至24.3m,有效减小了采空区顶板悬露面积,杜绝了坚硬顶板大面积来压隐患,保证了综放工作面绿色安全开采。     

燕子山矿水压致裂强制放顶技术应用

针对燕子山矿坚硬顶板初采难垮落的问题,通过理论分析计算出8403工作面初次来压步距为47.62 m,需要采取强制放顶措施。对8403工作面首次采用新型水压致裂技术实施强制放顶。通过实践表明,采取水压致裂措施后,初次来压步距缩小为35.25 m,减少了16.12 m,取得了良好的应用效果。