坚硬顶板切顶卸压垮落规律研究

为了解决坚硬顶板垮落步距大而易引起大面积来压等问题,以邱集煤矿1102工作面为研究对象,开展切顶卸压对坚硬顶板垮落规律的研究。基于悬臂梁理论推导了切顶卸压后坚硬顶板垮落步距的计算公式,理论计算了邱集煤矿1102工作面坚硬顶板各岩层荷载和切顶卸压前后各岩层的垮落步距,对比分析了切顶卸压前后顶板的垮落特征,并利用现场实测数据验证了理论分析的准确性。结果表明:切顶卸压后,直接顶的垮落步距从26.66m减小到9.13m,减小了65.8%;基本顶的初次垮落步距从45.41m减小到25.64m,减小了43.5%;周期垮落步距从18.54m减小到12.82m,减小了39.9%。切顶卸压减小了直接顶和基本顶的垮落步距,实现了对坚硬顶板垮落步距的有效控制,保证工作面安全开采,对类似的地质条件下煤层开采和矿压控制具有借鉴意义。     

坚硬顶板切顶阻力的控顶机理与事故预防

通过模拟实验得到:坚硬顶板工作面利用切顶支柱提高切顶阻力可缩小顶板断裂长度,增大垮落角,使顶板在切顶线处断裂垮落,因而能有效地预防坚硬顶板工作面出现的推垮、冲垮型事故。     

基于岩层质量指数对采场直接顶运动参数的分析

以潘一矿1241(3)综采工作面为对象,首先用岩层质量指数法求出顶板的岩层质量,顶板第1层属于质量"坏"的岩层:顶板第2层为质量"一般"的岩层。应用专家系统法算出工作面直接顶厚度,直接顶由第1层顶板和第2层顶板的一部分组成。然后再求出直接顶初次垮落步距和悬顶距,直接顶第1层初次垮落步距和直接顶第2层初次垮落步距相差不大,由于复合直接顶岩层质量为"坏",因此悬顶距较小。最后推断出直接顶的垮落方式,直接顶的2层同时垮落。研究直接顶的运动参数为工作面顶板控制提供了依据。     

坚硬难垮落顶板处理方式浅析

我国的多数矿区都有坚硬难垮落顶板,在回采过程中容易形成较大面积悬顶,对安全管理极为不利。文章阐述了坚硬难垮落顶板岩层力学性质、坚硬难垮落顶板工作面的矿压显现特征、坚硬难垮落顶板的处理方法,对实现国内坚硬难垮落顶板的矿区安全高效开采具有重要意义。     

马堡煤业定向水力压裂顶板控制技术研究与应用

为确保15205综采工作面安全回采,采用定向水力压裂技术预制导向槽引导高压水对15205综采工作面顶板压裂,对坚硬顶板弱化,缩短来压步距,实现对顶板垮落的有效控制.在马堡煤业进行井下现场试验表明,15025工作面直接顶垮落步距在6.8～15 m,基本顶垮落步距在24～30 m.与15201工作面相比,直接顶和基本顶的垮...     

大面积悬顶条件下综放工作面初放期间的安全管理

本文介绍了综放工作面坚硬顶板条件下初次放顶期间的顶板垮落规律、垮落前的预兆、垮落时的危害,针对大面积悬顶条件采取的安全技术措施及现场安全管理措施,有效的防止了事故的发生,保证了初次放顶期间的安全生产。     

大倾角煤层大采高工作面顶板垮落规律研究

为了深入研究大倾角厚煤层大采高工作面顶板垮落特征,理论计算了25213大倾角大采高工作面顶板各岩层载荷,并采用理论分析、相似材料模拟实验和FLAC3D数值模拟相结合的方法,研究了25213工作面顶板垮落规律,初步确定了25213工作面直接顶初次垮落步距24m左右,基本顶初次垮落步距57m左右,基本顶周期垮落步距24m左右,对工作面后期的安全回采和矿压控制具有重要的借鉴意义。     

复合灰岩顶板闭合爆破切顶技术研究

邱集煤矿1102工作面顶板为致密坚硬的复合灰岩顶板,基于四周固支岩梁模型,理论计算未切顶前顶板初次垮落和周期垮落步距,发现工作面推采后出现采空区大跨度悬顶等问题。为解决这一难题,分析计算合理悬顶长度,提出工作面深孔爆破闭合切顶技术;拟采用聚能爆破定向断裂顶板形成闭合贯穿裂缝,帮助采空区顶板随推采及时垮落,减小采空区悬顶长度;根据工程地质条件,针对性设计聚能预裂爆破切顶高度、切顶角度和炮孔间距,并推导出合理封堵长度计算公式,形成了一套完整的爆破切顶参数选取方案。经现场试验证明,爆破切顶后,相邻炮孔间裂缝贯通形成闭合切缝面,采空区悬顶沿闭合切缝面及时垮落,复合顶板初次垮落步距从45m降低为24m,周期垮落步距从19m降低为11m,分别降低了46.6%和42.1%,垮落效果良好,可为类似地质条件下解决大跨度悬顶问题提供参考。     

厚松散层下煤层开采顶板垮落规律研究

运用松散介质力学理论和相似模拟实验研究厚松散顶板下煤层开采顶板垮落特征 ,详细分析了厚松散顶板下开采顶板垮落规律 ,得出了厚松散顶板下采煤采场支护阻力计算公式。厚松散顶板垮落特征与薄层状顶板垮落特征有着很大区别 ,顶板垮落形态似抛物线拱状 ,且随工作面推进冒落拱动态向前移动 ,其形态、大小基本保持稳定 ,靠采空区侧顶底板移近量最大 ,工作面支柱载荷前后排较小中间大 ,研究结果成功地应用于工程实践     

采空区下近距离煤层综采工作面支架载荷分析

基于采空区下近距离煤层采高和顶板岩层结构,按照支架的力源将采空区下近距离煤层开采时顶板分为"直接顶岩层+垮落带岩层"、"直接顶岩层+垮落带岩层+裂隙带岩层"、"直接顶岩层+基本顶岩层+垮落带岩层"、"直接顶岩层+基本顶岩层+垮落带岩层+裂隙带岩层"4种类型。针对不同类型顶板结构,运用相应的力学模型分析其支架-围岩关系,计算采空区下近距离煤层工作面载荷,确定支架的工作阻力,给出定量的计算公式。     

急倾斜煤层浅部开采顶板破断致灾原理与控制

为掌握急倾斜煤层浅部开采时顶板的破断规律,确保水平分段综放开采时的安全生产,采用物理相似模拟实验研究急倾斜煤层浅部开采时顶板的垮落规律,通过力学建模分析顶板垮落的条件,运用3DEC对人工爆破强制放顶的效果进行了数值模拟与分析。研究结果表明:浅部开采时急倾斜煤层的顶板不易垮落,容易出现大面积悬顶现象。工作面上方覆岩大面积垮落,产生冲击矿压,危害工作面安全生产;而在第一分段、第二分段回采过程中采用强制放顶的措施可以有效削减顶板的势能,顶板垮落后形成的覆浮矸垫层也可以保证急倾斜煤层下分段的生产安全。     

综采工作面两巷采空区顶板垮落不及时控制技术

综采工作面两巷采空区顶板管理一直是煤矿井下管理的难题,经常有顶板垮落不及时现象,造成空顶距大、瓦斯积聚、矿压集中,给工作面安全生产带来隐患。结合各矿地质条件及历年综采工作面两巷采空区顶板管理措施,提出综采工作面两巷采空区顶板垮落不及时的控制技术及措施,保证两巷采空区顶板随工作面推进及时垮落,减少悬顶面积,防止顶板及瓦斯事故的发生。     

切顶卸压沿空留巷围岩控制效果数值模拟研究

为研究切顶卸压对沿空留巷围岩控制效果的影响规律,基于UDEC软件,对沿空留巷侧向顶板悬顶与垮落2种情况下的围岩受力变形特征进行深入分析。研究表明:相对于直接顶悬顶状态,直接顶垮落时煤帮侧煤层和巷旁支护墙体上的垂直应力集中系数分别降低0.19和0.49;直接顶垮落状态下沿空巷道顶板下沉、底板鼓起、煤帮内移和墙体内移量相对于直接顶未垮落状态下,分别降低73%、60%、27%、75%;巷道侧向悬顶是造成沿空巷道围岩大变形的重要原因,切顶会促使采空区上方直接顶有效垮落,采空区上覆岩层的重力无法有效向巷道周围的煤岩体中传递,且垮落的岩层会对顶板起到一定的支撑作用,有助于降低巷道围岩所承受的压力。     

综采工作面初采顶板预裂爆破参数的优化

在以往综采工作面初采过程中,随着工作面推进,经常出现直接顶和基本顶一次大面积垮落的情况,垮落过程中将采空区内瓦斯大量挤出,容易造成瓦斯超限,矿压比较大,工作面生产存在安全隐患。结合煤层围岩赋存情况,对综采工作面初采前顶板预裂爆破参数进行了优化,使工作面初采期间直接顶、基本顶均匀且多次少量有控制垮落,缩短垮落步距,减少顶板垮落的冲击,保证了大采高综采工作面初采期间安全生产。     

浅埋厚煤层大采高工作面顶板岩层断裂演化规律的模拟研究

根据神东矿区上湾矿1 - 2 煤层的赋存条件,运用1∶50的大比例相似模拟试验,研究了 5.5 m 大采高综采工作面顶板垮落特征、顶板断裂位置及顶板垮落带和裂缝带“两带”高度等。研究结果表明：① 直接顶岩层分层垮落形成松散块体,难以充满采空区;② 由于一次采出的煤层厚度大幅度增加,原有直接顶远不能充填满采空区,基本顶的下位岩层分层垮落后,不能形成铰结结构,采高的增大使得直接顶的范围变大;③ 周期来压前,顶板的断裂位置一般超前工作面 7.65 m ;④ 顶板垮落带和裂缝带“两带”的高度呈现台阶式上升。     

东曲矿18406工作面初次放顶技术研究

为了促进8#煤工作面坚硬顶板的垮落,缩短初次垮落步距,对该工作面采取了初次顶板预裂放炮法进行强制放顶,结果表明,该措施对18406工作面顶板的初次垮落起到了预想的效果,确保了工作面的正常回采。     

短长壁大倾角综放工作面坚硬顶板超前弱化技术研究

大倾角短长壁综采放顶煤工作面厚层坚硬顶板不易垮落,采空区易发生大面积悬顶、瓦斯积聚以及顶板垮落动力冲击等灾害。以博斯坦煤矿1131工作面为例,计算了工作面顶板破断歩距,通过分析坚硬顶板处理方法,提出了顶板弱化技术方案,针对大倾角坚硬顶板超前弱化确定了合理的炮眼布置方式、爆破参数以及安全技术措施,通过现场实践,实现了工作面顶板及时垮落,确保矿井安全生产。     

综采工作面端头悬顶水力致裂试验研究

为了解决禾草沟煤矿综采工作面端头三角区悬顶突然垮落将采空区中的瓦斯挤出造成上隅角瓦斯超限的问题,采用顶板水力致裂方法对50115回风巷开展了试验研究,现场共进行连续50 m的水力致裂试验,水力致裂区间工作面顶板共发生4次周期来压,通过对端头顶板垮落情况进行全程观测,试验段端头顶板垮落及时充分,端头悬顶突然垮落导致挤出积聚瓦斯的问题得到了有效解决。     

综放顺槽采空区悬顶分析及控制技术

为了解决综放工作面顺槽采空区大范围悬顶问题,采用理论分析和现场实测的方法,对其中的机理进行研究,并通过退锚技术实现了悬顶及时垮落。理论研究发现综放工作面回采后顶板成"O-X"型破断特征,其中关键块参数影响顺槽顶板垮落位置,通过现场实测确定了关键块参数,同时采用退锚技术使顺槽顶板紧跟工作面顶板垮落,现场实测发现顶板垮落步距减小,支架的工作阻力减少,来压次数增多,表明对悬顶控制较好,从而提高了综放工作面的安全性。     

短综放面初采爆破预裂顶板现场试验研究

针对较硬顶板下短综放工作面在初采阶段顶煤和顶板难以自行垮落造成的采空区悬顶面积大、漏风严重,以及突然大面积垮落带来的冲击力对支架和人员造成危害和初采期顶煤回收困难等问题,提出深孔爆破预裂弱化短综放面顶板的技术方案。通过对比实施爆破预裂的3302工作面和未爆破预裂的3301工作面顶板矿压监测数据,分析了深孔预裂爆破对3302短综放面初采期顶煤与顶板垮落和煤炭回收率的影响。