综放工作面端面顶板稳定性控制研究

针对综放工作面过地质破碎带时极易出现煤壁片帮、架前冒落等生产难题,结合某矿实际地质条件,根据顶板特点构建了端面顶板冒落拱结构力学模型和"梁"结构力学分析模型,得到端面顶板最大冒落高度和注浆加固顶板厚度h的计算公式。通过UDEC数值模拟研究,地质破碎带发育至煤层时,单纯考虑加固顶板不能有效控制端面顶板稳定。可通过煤壁注浆加固提高煤壁的强度,煤壁注浆后强度不宜低于1.5 MPa;顶板注浆加固厚度不宜小于2 m。     

近距离中厚煤层综采端面软弱顶板协同控制研究

针对东曲矿近距离中厚煤层综采工作面发生的严重冒顶事故,采用现场实测、数值模拟和理论计算方法,从端面顶板结构和稳定性影响因素角度分析,得到端面软弱顶板的稳定性影响因素、失稳机理和协同控制技术。研究表明,近距离中厚煤层下部工作面回采时,液压支架梁端至煤壁的无支护空间为冒顶活跃区;认为在煤层赋存条件、支架工作状态和支架围岩关系共同影响下发生拱轴上移型端面冒顶和剪切滑移型端面冒顶;提出控制工作面破碎顶板、优化作业工序以及增强支架支护质量的协同控制技术。     

仰采综放工作面端面煤岩稳定性及控制研究

为了保障仰斜开采综放工作面煤壁及端面顶板的稳定性,确保工作面的安全高效生产,本文采用理论分析方法分析了仰采工作面煤壁和直接顶的失稳特点,建立了保持煤壁和端面顶板稳定性的力学关系模型和条件,探讨了支架初撑力、立柱前倾角和仰采角之间的相互影响关系。研究得出,当仰采角增大时,提高支架初撑力、减小立柱前倾角,有利于仰斜工作面煤壁及端面顶板的稳定性控制;当仰采角小于11°时,工作面应以控制顶板下沉为主;当仰采角大于11°时,工作面应以控制煤壁片帮和顶板下滑为主。结合某煤矿80113仰采综放工作面的生产地质条件,确定了合理的支架初撑力和立柱前倾角,提出了针对性的端面煤岩稳定性控制措施,保证了工作面的安全高效生产。     

松软厚煤层超长综放工作面开采关键技术研究

为实现松软厚煤层超长综放工作面安全高效回采,对三元煤业松软厚煤层1312超长综放工作面开采关键技术进行了研究。通过理论研究、现场数据分析,对三元煤业松软厚煤层362m超长综放工作面开采设备运输、支护强度、矿压显现及煤壁稳定性进行了研究。结果表明:目前装备配套方案能够满足三元煤业松软厚煤层超长综放工作面支护及运输的要求;超长综放工作面回采期间,相对于200m以下长度工作面,顶板活动更加频繁,倾向方向周期来压呈现不同特性,且矿压显现程度较为强烈,顶板管理难度加大;为改善工作面端面顶板及煤壁的稳定性,需保障足够支护强度,采用双回路供液系统保障足够的支架初撑力,同时应适当加快工作面推进速度,并在煤壁及顶板破碎时采用注浆加固技术。     

综采工作面端面顶板失稳规律及支护对策

为保证综采工作面端面顶板的稳定,结合某矿综采工作面破碎顶板条件下开采的生产实际,采用理论分析与FLAC3D数值模拟计算相结合,综合分析工作面端面顶板失稳规律,提出了工作面端面顶板稳定性控制技术。分析认为,支架工作阻力对端面顶板控制影响较大,随着支架工作阻力的增大,端面顶板稳定性增强,发生冒顶概率较小;当支架工作阻力达到额定工作阻力的80%以上时,支架工作阻力的增加对端面顶板的控制作用影响减弱;当支架支护阻力达到一定工作阻力时,工作面顶板发生压剪破坏,破坏区域位于煤壁前方顶板;应合理控制支架前后工作阻力比值,比值为1~1.2时能够加强端面顶板与支架的稳定性。     

大采高孤岛工作面顶板裂隙破碎带超前深孔复合预注浆控制技术研究

摘要: 为了解决寺家庄矿15106大采高孤岛工作面顶板裂隙破碎带煤壁片帮及架前顶板冒矸的问题,在分析原因的基础上,提出采用在回风顺槽超前深孔后退式分段复合预注浆进行加固。通过数值模拟软件UDEC计算了顺槽超前预注浆的注浆参数,得出水泥浆水灰比0.7：1、注浆压力为 15MPa时 以及马丽散注浆压力为10MPa时注浆效果最好。15106工作面推进通过顶板裂隙带时支架压力由5MPa提高到25MPa左右,受力稳定;顶板裂隙带破碎煤岩体胶结较好,不再出现冒矸、滚矸现象,降低了工作面加固的损耗时间,保证了工作面的安全高效推进。     

综采工作面大倾角破碎顶板片帮冒顶防治技术

梧桐庄矿311综采工作面煤层顶板破碎、开采煤层倾角达到20～30°,工作面煤壁片帮严重、冒顶事故频繁.通过采取化学注浆加固煤岩体技术,提高了煤岩体稳定性,消除了因工作面煤壁片帮引起的顶板事故,保证了工作面顺利回采.     

含软弱夹矸大采高工作面煤壁片帮控制技术

针对东曲矿含软弱夹矸大采高工作面过构造破碎带煤壁易片帮的问题,结合28808工作面具体条件,分析了工作面煤壁片帮的原因,提出采用高强度支架,保证支架初撑力,及时追机拉架护帮板,在构造破碎带采用工作面超前注浆加固和工作面注浆加固,增加煤岩体承载能力,使煤壁和支架共同作用承载顶板压力,达到控制煤壁片帮的目的。     

综采工作面过断层破碎带加固技术

针对回采工作面过断层等地质构造带围岩破碎、顶板冒落、煤壁片帮严重问题,以四通矿4206工作面为研究对象,分析工作面推进遇断层等地质构造带时的影响,采用固特珑(GN-4型)等进行注浆加固措施,解决断层煤岩体控制问题,回采面顶板冒落及煤壁片帮控制效果明显。     

综放工作面推进速度对端面稳定性的影响

在软煤层综放开采时,由于煤层较软,顶煤比较容易破碎,端面稳定性差,极易出现端面顶板冒顶,煤壁大面积片帮。文章结合某矿综放工作面的条件,通过FLAC3D数值模拟和现场实测的方法,分析了综放回采工作面推进速度对端面稳定性的影响。分析结果表明:推进速度是影响工作面端面稳定的重要因素,推进速度越快,端面顶板冒顶及煤壁片帮的可能性越小。因此在实际生产过程中保证工作面正常的推进速度是实现软煤层综放开采的技术关键之一。     

煤峪口矿8605工作面端面顶板管理技术探讨

以煤峪口矿8605工作面为工程实例,对有效控制端面顶板进行了初步探讨;详细分析影响端面顶板稳定性的因素;工作面端面顶板稳定性与顶板岩层力学属性及基本顶破断所形成的结构有关,其中顶板最为危险状态为顶板拉伸区与压缩区相互贯通;端面顶板实际采用注浆加固、交错式锚索吊棚等技术;另外,采煤机完成割煤后要迅速打开护帮板,及时移架支护.     

西曲矿风氧化带下煤层安全开采技术研究

针对西曲矿综采工作面过风氧化带时存在的问题,采用超前移架、带压移架等措施,同时使用固安特化学注浆加固技术,对煤壁及顶板进行超前注浆,对破碎煤岩体进行快速有效地加固。通过使用自行研制的转载分煤器将矸渣、黄泥与煤分装、分运,解决了煤库振动筛堵塞等问题,保证了综采工作面的正常生产,提高了回收率,保证了煤质,取得了较好的经济效益,值得推广应用。     

推进速度对大采高综采面煤壁稳定性的影响

煤壁片帮是制约大采高综采面安全开采的主要因素之一,严重的煤壁片帮导致架前大面积空顶,端面顶板冒顶几率增加。本文结合淮北某矿地质条件,应用FLAC3D数值模拟软件,分析了工作面推进速度对煤壁稳定性的影响。研究结果表明:工作面推进速度越慢,煤壁片帮及端面冒顶的几率越大;反之,则越小。工作面推进速度存在一个临界值,当低于此值时,工作面煤壁片帮及端面冒顶的几率大大增加。研究结果为现场施工的合理组织及安全生产提供了依据。     

综采工作面复合顶板失稳机理及深孔注浆控制技术

为解决复杂地质条件下的大采高综采工作面的顶板与煤壁稳定问题,采用数值模拟分析了综采工作面煤壁的稳定性,揭示了综采工作面的片帮机理;在此基础上,提出了以顶板夹矸劈裂与渗透注浆加固为主、煤体渗透注浆为辅的深厚煤壁与复合顶板深孔注浆控制技术,并成功应用于工程实践。工程实践结果表明:所提出深孔注浆控制技术实现了深厚煤壁与复合顶板的全方位加固,试验区域内顶板夹矸冒落高度一般为200~300 mm,煤壁基本无片帮现象,保证了综采工作面煤壁和顶板夹矸在回采过程中的稳定,且其运用超细水泥注浆加固成本仅为聚氨酯等化学浆液成本的1/9。     

南煤大阳泉公司8133工作面过断层区域围岩控制技术研究

为保障南煤集团大阳泉公司8133工作面顺利通过断层破碎带区域,通过分析端面顶板垮落机理,确定破碎带区域采用注浆加固技术,基于理论分析确定端面顶板注浆加固形成的厚度需大于2 m,结合工作面地质条件及断层破碎带特征,设计破碎带区域采用超前预注浆+架前注浆相结合的注浆方案,并在注浆方案实施后进行注浆效果的检测分析,结果表明:断层破碎带注浆加固后,破碎围岩体被有效胶结成一个整体,工作面通过断层区域时,无压架及大范围片帮冒顶现象出现,保障了工作面的安全回采。     

基于UDEC的复合顶板端面冒顶影响因素研究

针对大埋深复合顶板端面易冒顶,煤壁易片帮等问题,以孙疃煤矿7242工作面为背景,采用理论计算及数值模拟等方法,从端面距、支架工作阻力、顶板黏聚力3个方面对复合顶板端面冒顶影响规律进行研究.研究结果表明:端面距是影响端面冒顶的主要因素,降低端面距可以减少顶板裂隙的发育,提高端面顶板的稳定性;支架工作阻力间接影响端面顶板的稳定性,支架工作阻力的大小与顶板裂隙发育高度及冒顶片帮事故负相关;较大黏聚力的岩体对于提高端面顶板稳定性有着积极作用.基于研究结果,有针对性地提出支架工作阻力提升至6800 kN,端面距控制为0.3 m,及时维护工作面顶板和煤壁稳定性的控制措施,现场实施结果证明,针对性措施保障了端面顶板的稳定性.     

厚煤层边角煤开采技术研究

以南屯矿33上15工作面为背景,采用理论分析、现场实践,对厚煤层边角煤开采过程中矿压演化规律进行研究。研究结果表明:厚煤层边角煤开采时,煤壁片帮、端面冒顶和支架承载较常规开采工作面明显,受工作面一侧为采空区、另一侧为风氧化带的影响,工作面两侧的矿压显现程度增大,回采巷道的支承压力超前影响范围明显增大,围岩变形量和变形速度增大。     

大采高综放工作面强动压端头顶板控制技术

为了解决大采高综放工作面回风侧端头顶板控制问题,针对马道头矿8211工作面的地质情况,通过对回风顺槽超前注浆加固,提高超前支护范围和支护强度,并对回风侧端头三角区煤壁和顶板进行化学浆加固的技术方案,有效控制了顺槽超前区围岩变形和工作面回风侧端头三角区煤壁片帮,保证了工作面端头区顶板安全。     

基于铁木辛柯梁理论的端面冒顶机理及相似模拟试验研究

为研究端面冒顶机理及支架与围岩相互作用关系,采用铁木辛柯梁理论建立了工作面直接顶稳定性力学模型,并开发了新型分布式顶梁荷载监测系统和数字图像覆岩位移监测系统,开展了端面冒顶及覆岩切落大比例相似模拟试验,获得了不同因素影响下的工作面顶板变形变化规律,以及端面顶板冒落全过程、覆岩位移场演化规律和液压支架工作阻力曲线。研究结果表明：提高支架刚度或当直接顶弹性模量较大时,工作面顶板挠度和转角显著降低;随着煤层埋深的增大,工作面顶板挠度和转角变形参量也逐渐增大。直接顶岩层泊松比与直接顶的变形成正比,但对工作面顶板稳定性影响较为有限。根据模型试验中端面顶板(煤)的稳定性将相似模拟工作面的推进过程划分为端面稳定阶段、端面冒顶阶段和覆岩垮落阶段。在端面稳定阶段,顶板逐渐破碎且切顶线前移至支架上方,造成支架低头和接顶不实,支架最大工作阻力由2.5 kN逐渐降低至1.7 kN;在端面冒顶阶段,端面冒顶向上延展并发生3次冒落,冒落形态由“扁梯形”演化为“三角形”,工作阻力进一步降低为1.3 kN;在覆岩垮落阶段,支架上方岩层沿煤壁发生整体切落并向采空区倾倒垮落,模型支架模拟出现场完整的增阻过程,工作阻力增加...     

大采深综采工作面过断层超前预注浆技术应用

垞城矿92103工作面回采中由于受到断层影响,煤壁片帮、顶板破碎,严重影响了工作面的正常有序推进。采用超前预注浆加固技术后,破碎煤体强度得到了有效提高,达到了预防、控制顶板冒落、煤壁片帮的目的,保证了工作面正常过断层,现场应用取得了良好的效果。