近距离采空区下工作面矿压显现分区特征研究

针对神东矿区近距离采空区下工作面初采期间多次强烈矿压显现现象,采用现场实测、理论分析对初采期间不同区域矿压显现特征及其机理进行了分析。研究表明,相对于上位煤层常规工作面,下位煤层工作面矿压呈现明显的非周期性和分区演化特征,且采空下工作面初采期间来压位置与上覆单侧采空煤柱和关键层初次断裂位置相吻合,据此对初采期间矿压显现进行了分区。建立了工作面初采期间矿压显现各分区覆岩运动结构及其力学模型,分析了不同区域内矿压显现机理;工作面出上覆单侧采空煤柱阶段矿压显现受关键层破断与煤层间岩层的耦合作用,受层间距影响,工作面出现"偏态"矿压现象;工作面在采空区下回采时,由于煤层间岩层已破坏,其对来压期间矿压显现影响较小,对非来压期间矿压显现影响较大。提出了近距离采空区下工作面矿压防治措施,即在单侧采空煤柱下合理选择开切眼位置和合理提高工作面推进速度。     

房式采空区集中煤柱诱发动载矿压机理及防治

针对神东矿区石圪台煤矿31201工作面出上覆房式采空区集中煤柱回采动载矿压问题,利用现场实测和理论分析方法,通过分析超前支承压力作用下小煤柱保持稳定时的临界弹性核宽度、动载荷作用下工作面覆岩结构及支架载荷,对动载矿压的发生机理及防治措施进行了研究。结果表明：出集中煤柱期间,下煤层工作面覆岩的回转运动使上覆集中煤柱支撑宽度减小,若超前支承压力导致该部分集中煤柱及前方大面积小煤柱失稳,超前失稳煤柱覆岩的运动将使工作面覆岩受到动载荷作用,破坏工作面覆岩承载结构的稳定性,从而诱发动载矿压;提出了提前爆破集中煤柱的防治措施,并确定了爆破时工作面与集中煤柱间应满足的安全距离,在现场应用效果显著。     

房式采空区失稳煤柱下回采异常矿压发生机理

针对神东矿区石圪台煤矿31201工作面在上覆房式采空区失稳煤柱下回采期间矿压显现异常问题,利用现场实测和理论分析方法,对失稳煤柱下回采矿压显现异常的机理进行了研究。结果表明:失稳煤柱下回采期间,上煤层失稳煤柱冒落覆岩断裂岩块间不能形成铰接结构,且工作面上方冒落覆岩上覆岩层断裂岩块与其前方岩层共同向下运动,从而增加了下煤层顶板受力,使工作面呈现来压步距减小、来压强度增大的特征;由于失稳煤柱覆岩对煤层间岩层的作用力相比出集中煤柱期间小,因此未发生动载矿压灾害;煤层间岩层厚度的增加将减小下煤层顶板受力,进而减小失稳煤柱下回采矿压显现强度;提出在上煤层房式采空区失稳煤柱覆岩运动较充分后再进行下煤层开采的控制措施。     

工作面采出遗留煤柱压架机理与治理措施

以霍洛湾煤矿下行开采为工程背景,介绍了工作面采出上覆残留集中煤柱压架事故的3个主控环节及其治理技术;建立了双关键层同步破断动载来压模型,提出工作面随上层关键层破断出现周期性来压的矿压规律,得到出煤柱期间的工作面液压支架载荷推导公式;基于工作面出遗留煤柱的压架机理分析,实施了高位顶板水力切顶卸压方案,压裂后支架平均压力降低15%～20%。     

多采空区下坚硬厚层破断顶板群结构的失稳规律

为弄清多采空区下坚硬顶板群结构的破断失稳对工作面矿压的影响,根据大同矿区多采空区坚硬厚层破断顶板群的赋存条件,采用理论分析、相似模拟实验和现场实测分析相结合的研究方法,对多采空区破断顶板群结构的失稳规律及其对工作面来压的影响进行了研究探讨。研究表明,多采空区下坚硬厚层破断顶板群结构的失稳具有一定的概率特征;采用威布尔多参数分布函数对破断顶板群结构的失稳形式具有很好的描述,并建立了近距离煤层群多采空区顶板群结构的失稳模型,确定了大同矿区坚硬顶板群结构的失稳参数,得到了侏罗系煤层群顶板结构的失稳率;通过对大同矿区永定庄煤矿15号煤层端头及中部位置矿压和支架阻力的实测分析表明,工作面上方破断顶板群结构的失稳率与工作面支架阻力大小具有相关性,验证了工作面坚硬厚层破断顶板的失稳规律。     

基于冲击地压-矿震协同控制的隔离煤柱合理宽度研究

针对陕蒙地区深部矿区工作面隔离煤柱宽度设计不合理导致冲击地压和矿震频发的现状,采用案例调研、理论分析和现场监测等方法,对隔离煤柱区冲击地压和矿震的发生机理及隔离煤柱合理宽度进行了研究。以近年来陕蒙深部矿区工作面在隔离煤柱区发生的3起典型冲击地压和矿震事件为工程背景,根据动力显现特征和诱发机理不同,将其分为煤柱局部破坏型冲击地压、煤柱整体失稳型冲击地压和煤柱区厚硬砂岩组破断型矿震3类。分别建立了采空区侧向支承压力估算模型、采空区转移应力估算模型、煤柱承载应力估算模型和关键层挠度弯曲变形力学模型,揭示了不同宽度隔离煤柱诱发局部冲击、整体冲击和矿震的机理。研究结果表明:2101工作面和2201工作面间隔离煤柱不发生局部冲击的宽度为5～6 m或不小于128 m;不发整体冲击失稳的宽度为不小于138 m;不发生矿震的宽度为498 m。在此基础上探讨了不同宽度隔离煤柱对冲击地压和矿震的影响,提出了基于冲击地压-矿震协同控制的合理隔离煤柱宽度设计方法,以期为陕蒙深部矿区相似条件工作面隔离煤柱宽度设计提供参考。     

房式采空区集中煤柱下动载矿压灾害防治技术

针对神东矿区石圪台煤矿31201工作面出上覆房式采空区集中煤柱期间的动载矿压问题,通过现场实测及理论分析方法,结合动载矿压发生机理,研究了相应的灾害防治技术。结果表明:出集中煤柱回采期间,超前支承压力使具有有效支撑作用的集中煤柱及前方大面积小煤柱失稳,失稳煤柱覆岩运动使工作面覆岩受到动载荷作用,破坏了工作面覆岩断裂岩块间形成结构的稳定性,从而导致了动载矿压灾害的发生。据此认为,避免工作面覆岩受到动载荷作用是防治该类动载矿压灾害的关键,因此提出了以阻止、促进房式采空区覆岩运动为思路的动载矿压灾害防治措施,以及各措施的现场实施技术要求,并研究了各措施现场实施效果评价方式,现场应用后效果显著。     

厚煤层刀柱采空区下分层复采工作面矿压规律研究

针对虎峰煤矿2#煤层刀柱式采空区下分层复采工作面矿压规律显现异常等现象,根据SMP准则得到煤柱极限稳定宽度为7 m,采用数值模拟与现场实测进行研究。得出工作面过煤柱时,支承压力显现为"弱-强-弱"的规律;工作面过跨度较小的采空区时,支承压力显现为"强-弱-强"的规律,工作面过跨度较大的采空区时,支承压力显现为"强-弱-强-弱-强"的规律。     

倾斜厚煤层综放工作面煤柱-关键层结构失稳型矿震机理

采空区遗留煤柱支撑顶板导致厚硬关键层悬顶面积大幅增大,形成的“煤柱-关键层”结构失稳是诱发矿震和冲击地压灾害的主要原因。以新疆硫磺沟煤矿(4-5)06矿震频发工作面为工程背景,采用理论分析、数值模拟、微震监测和现场调研等方法,研究了“采空区遗留煤柱-关键层”组成的覆岩空间结构特征,分析了采空区遗留煤柱应力演化规律和关键层力学结构特性,建立了非对称覆岩空间结构下采空区遗留煤柱应力分布估算模型和倾斜关键层极限跨度计算力学模型,揭示了倾斜厚煤层综放工作面“煤柱-关键层”结构失稳型矿震发生机理：采空区遗留煤柱支撑顶板形成“煤柱-关键层”结构,随着工作面开采范围增大,煤柱应力集中程度不断增加,当煤柱集中应力超过其极限承载能力发生失稳时,悬露关键层长度超过其极限跨度,发生破断失稳并诱发矿震和冲击地压灾害。据此建立了包含遗留煤柱整体失稳冲击倾向性指数和关键层极限跨距的“煤柱-关键层”结构失稳型矿震发生判别准则,并采用数值模拟和微震监测进行了验证。按照“有震无灾”的防治原则,提出了“煤柱-关键层”结构下工作面“减震-防冲”的技术措施,分析了工作面推采速度与大能量微震事件的关系,确立了降低工作面矿震能量...     

集中煤柱诱发下伏近距离煤层异常矿压及机理研究

为研究近距离煤层群下伏工作面过遗留集中煤柱异常矿压显现规律,以布尔台煤矿42107工作面进2-2煤层遗留集中煤柱为工程研究背景,基于现场实测、理论分析和相似模拟方法,通过分析工作面进集中煤柱期间的现场监测数据变化规律,总结了工作面进集中煤柱时异常矿压显现特征,推导出工作面覆岩破断步距和支架载荷计算公式,揭示了下伏工作面进集中煤柱异常矿压的发生机理,并采用相似模拟试验对其准确性进行验证。研究结果表明:下伏工作面进集中煤柱期间,集中煤柱边界受应力集中影响,基本顶破断位置深入煤体宽度增加,总破断步距减小,支架载荷明显增加,从而导致工作面发生异常矿压显现;相似模拟试验结果表明:进集中煤柱时,下伏工作面应力集中,基本顶岩块破碎,垮落步距减小,试验与理论分析结果基本吻合。     

基于高压注浆与胶囊压力黏液封孔技术的瓦斯测压

在顶底板岩石破碎或可能存在含水层的岩层中,为了快速准确测定煤层瓦斯压力,提出了高压注浆固结岩层技术结合胶囊压力黏液封孔测压技术方法,该法可以有效密实裂隙和微隙、阻止承压水与裂隙水进入测压室,较快地测出煤层瓦斯压力,将该法应用于顺达煤矿四号井K11煤层,2号钻孔和3号钻孔的黏液压力稳定在了所要求的压力范围内,在48 h内测得了K11煤层瓦斯压力为0.52 MPa.     

高压防水闸门硐室施工与试压

简述了高压防水闸门硐室施工、注水试压和混凝土闸墙内应力测试的情况,介绍了硐室施工经验,以及在试压、测试方面取得的技术资料     

液压系统中压力损失的分析与计算

分析液压系统中压力损失产生的原因,介绍液压油在圆管呈层流和紊流2种流动状态时,沿程压力损失的计算公式,对液压管道、液压附件等局部阻力系数及压力损失计算方法进行探讨;提出减少液压系统中压力损失的相关方法。     

采场矿压与矿压显现的理论研究

总结了矿压相关理论与知识,并对采场矿压的一般规律进行了研究.研究的内容主要是矿压的基本概念、矿压的来源,其中包括上覆岩层的重力与岩体膨胀应力、矿压显现的一般规律,综述了老顶的初次来压、采场的周期来压与顶板压力的估算、矿压显现的基本规律以及影响矿压的主要影响因素,其中包括采高与控顶距、工作面推进速度.     

大型箕斗斗箱侧壁静态压力与动态压力的分析研究

针对箕斗装载完成后以及它们之间前后箕斗箱侧壁静态压力进行计算分析,对箕斗卸载物料过程中箕斗箱侧壁受到的动态压力的计算分析变化趋势进行探讨,为日后大型箕斗设计更合理的结构提供必要的理论依据。     

三腔压力交换系统与高低压换热器的技术经济对比

矿井地面集中降温系统输送到井下的冷水为高压,需对高压冷水进行降压才能正常、安全的使用。目前常用的有两种降压措施:高低压换热器和PES三腔压力交换系统。文章两种系统的工作原理、系统配置、技术特性、运行费用、降温效果、系统维护等各方面作了分析和对比。结果显示,三腔压力交换系统设计巧妙,在降温除湿效果、运行费用、配套系统投资方面优于高低压换热系统,具有更好的应用前景。     

高压大流量乳化液泵站压力稳定技术

针对千万吨级综采工作面高压、大流量乳化液泵站压力脉动大及压力难以控制等问题,介绍了在机械、液压、电控方面所采取的多重措施,如：改用双增压泵、电磁一机械卸载、压力缓冲和基于模糊算法的压力控制策略等,保障了高压乳化液在设定压力范围的±0．5MPa以内的持续稳定供给。     

冲击地压的成因浅析

从分析地质应力对地质体的作用着手,结合围岩特征以及人为扰动因素的影响,对照实例,初步阐明了冲击地压产生的内在原因,探讨了目前形势下防治灾害的有效途径,从而有利于在技术层面上保证安全生产。     

高温高压与常温常压煤层水锁损害实验研究

为了满足致密煤层的实际情况,以山西沁水盆地某致密煤层气藏的2块岩心为研究对象,对每块岩心依次在常温常压条件、高温高压条件进行水锁损害实验,并对2种测试条件下的结果进行分析。研究结果表明:高温高压下的煤层气渗透性更好,更能反映煤层实际情况。     

叶蜡石在高压合成中作为密封传压介质的应用研究

阐述了叶蜡石矿物学特点和我国叶蜡石矿产资源的分布和类型,介绍了目前在超硬材料高压合成中作为密封传压介质叶蜡石材料的性能特点,以及一种典型的密封传压介质的研制工艺,并指出了合理利用叶蜡石资源的研究方向。