松软破碎顶板大采高工作面端面漏冒机理及控制技术研究

采用现场工业性试验及长钢丝绳注浆加固方法,开展了大采高松软破碎顶板综采工作面端面漏冒机理及其加固技术研究。结果表明:大采高松软破碎顶板工作面发生端面漏冒并不是工作面压力异常导致,工作面压力异常并不是产生漏顶事故的根本原因;端面漏冒的发生与支架结构、支架的初撑力、工人操作水平以及工作面超前支承压力影响等综合因素有关;采用长钢丝绳或锚索与注浆联合加固的方法,构成了新型的空间网格状加固方式,该方法能够很好控制松软破碎顶板工作面的端面漏冒,在现场得到了成功应用,保证了工作面的安全回采。     

浅埋特大采高综采工作面关键层“悬臂梁”结构运动对端面漏冒的影响

通过对神东矿区大柳塔煤矿52304综采工作面7.0 m支架开采时端面漏冒的现场实测、模拟实验与理论分析,从特大采高综采工作面覆岩关键层"悬臂梁"结构运动对直接顶作用的角度,阐述了端面漏冒的发生机理,并提出了相应的控制对策。结果表明:综采工作面的端面漏冒不仅与顶板岩性、构造和裂隙发育以及支护工况有关,还与关键层破断块体的回转运动密切相关。特大采高综采工作面覆岩第1层关键层易破断进入垮落带而形成"悬臂梁"结构,不同于低采高综采工作面关键层稳定铰接的"砌体梁"结构,由于其破断块体后方无水平的侧向约束力,它将无法形成自稳的承载结构;当支架初撑力不足以平衡该"悬臂梁"破断块体及其上覆垮落带岩层的载荷时,易造成该块体发生失稳错动而切割直接顶,从而导致贯穿式的端面漏冒的发生。这是造成52304特大采高综采工作面在顶板完整、煤壁片帮并不突出的条件下,仍发生严重端面漏冒的主要原因。由此提出了以提高支架初撑力来防止关键层"悬臂梁"破断块体发生失稳错动为思路的端面漏冒控制对策,并依此确定了52304综采工作面7.0 m支架的合理初撑力为12 405 kN,现有支架的初撑力仍显不足。     

大同综采端面顶板漏冒事故的影响因素分析

根据发生在大同综采工作面的多起重大漏冒顶事故的调查，全面总结了端面顶板漏冒的影响因素，分析了各因素对端面漏冒的影响机理，为进一步确定端面顶板控制提供了依据。     

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。     

综采工作面破碎顶板失稳分析及控制技术研究

从地质构造、煤岩体特性、回采工艺等多因素分析了21130工作面破碎顶板失稳原因,提出在工作面穿棚铺网来控制顶板,穿棚铺网相当于给工作面做了一个人工假顶,可有效预防上方破碎顶板冒漏,对提高采场安全水平和工作面经济效益具有积极的意义。     

大同综采端面顶板漏冒事故的影响因素分析

根据发生在大同综采工作面的多起重大漏冒顶事故的调查，全面总结了端面顶板漏冒的影响因素，分析了各因素对端面漏冒的影响机理，为进一步确定端面顶板控制提供了依据。     

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。     

东曲煤矿综采工作面端面顶板失稳规律及其控制研究

依据东曲煤矿14214综采工作面破碎顶板条件下开采的生产实际,采用FLAC3D数值计算和理论分析相结合,分析了工作面端面顶板失稳规律。研究表明:随着支架工作阻力的增大,端面顶板冒落程度变小,稳定性增强,当支架工作阻力为额定工作阻力的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额定工作阻力时,工作面顶板塑性破坏区域位于煤壁前方顶板中且破坏形式主要为压剪破坏;支架前后柱工作阻力比值不同,前后柱所控制顶板的区域不同,破碎顶板条件下应适当提高前柱阻力,其比值为1~1.2有利于端面顶板的稳定性控制与支架的稳定。     

深部厚煤层巷道失稳破裂演化过程离散元模拟研究

为研究深部厚煤层巷道围岩失稳破裂演化过程,以某煤矿厚煤层巷道为工程背景,采用离散元中随机分布三角形单元块体集合模型研究巷道开挖失稳。对深部厚煤层巷道围岩失稳破裂过程中位移、应力演化规律分析发现:两帮围岩水平应力释放相对于顶底板剧烈,竖向应力反之;围岩竖向应力释放的主要部位是巷道中部。结果表明,深部厚煤层巷道失稳破裂演化的2个主要特征为:1)顶板出现"尖顶型"垮冒,巷中是围岩失稳的关键部位;2)顶底板离层破坏严重。并对其相应机制进行分析:顶底煤岩松散破碎,自稳能力差,顶底板径向应力释放相对剧烈,巷道矩形断面顶、底板受力能力差等因素,导致围岩顶底板离层变形。基于深部厚煤层巷道失稳破裂的演化规律,给出锚索悬吊组合支护方式,结果表明该支护方式可有效地控制厚煤层巷道变形。     

综采工作面破碎顶板综合控制研究与实践

破碎顶板在支护不及时、矿山压力和采动影响等作用下,极易发生大面积冒落。采用结构力学对破碎顶板岩块进行分析,将破碎顶板冒落分为块体冒落和散体冒漏2种类型。结合某矿21190工作面实际,分析了该工作面破碎顶板冒落的主要影响因素,采用顶板铺网和化学注浆加固对21190工作面顶板进行控制,结果表明,采用该综合控制法可以有效地提高顶板完整性和强度。