东风煤矿矿压观测设计研究

通过对8101高档普采工作面和回风顺槽的矿压观测分析研究,准确了解工作面上覆岩层的运动变化规律及其变化参数,掌握矿压显现程度及其对工作面生产的影响情况,为东风煤矿8号煤层煤开采积累经验和创造了条件。     

大柳塔煤矿7.0m支架综采面顶板结构与矿压规律研究

为了提高厚度大于6.0 m煤层的开采效率和资源采出率,神东矿区开展了7.0 m支架综采的开采试验,这是迄今为止世界上采高最大的综采工作面。根据大柳塔煤矿5-2煤首采面52304综采工作面7.0 m支架的开采条件,采用现场测试、模拟实验以及理论分析等手段,对工作面的覆岩结构特征及矿压显现规律进行了研究。通过实施顶板钻孔取芯及岩样力学测试等工作,揭示了52304综采工作面两侧开采区域的覆岩结构特征,为合理解释工作面开采阶段分区域的特殊矿压显现提供了基础。     

下喇叭煤矿9101高档普采工作面矿压观测研究

通过对9101高档普采工作面的矿压观测分析研究,准确了解工作面上覆岩层的运动变化规律及其变化参数,弄清矿压显现程度及其对工作面生产的影响情况,为下喇叭煤矿9号煤开采积累经验创造了条件。     

大采高工作面片帮机理及控制技术研究

针对大采高工作面在来压期间顶板破碎、架间漏矸、煤壁片帮、端部冒顶等一系列安全问题,以三道沟煤矿八盘区85205大采高工作面为研究对象,采用理论分析、实验室试验与现场实测等方法,得到了85205大采高工作面5-2煤层开采时矿压显现规律与煤壁片帮控制关键技术。研究结果表明:当煤层与其上覆岩层间摩擦力大于等于均布荷载时,煤层与其上岩层交界面处为容易发生片帮区域;当煤层与其上覆岩层间摩擦力小于均布荷载时,煤层在采高位置的0.578倍区域处为容易发生片帮区域。根据煤体强度试验数据分析确定了85205大采高工作面煤壁属Ⅲ类不稳定煤壁。通过现场监测可知,工作面回采期间,初次来压步距为75 m,周期来压步距为17.5～25.8 m,平均步距为22.7m,侧向支承压力的影响范围在14～16 m,区段巷道最大顶底板及两帮移近量均小于警戒值。最后结合工作面情况综合分析,提出设备检修期间防片帮的"六必须"管理技术措施和来压期间提高支架初撑力、打设防护网及动态全方位监测等综合防治方法。     

急倾斜厚煤层综放开采覆岩运动及安全开采模式研究

 摘 要：采场上覆岩层的变形、破断和离层等矿压显现是制约工作面高效安全开采的关键,针对默勒二矿主采煤层厚、倾角大等复杂条件,通过现场观测、相似材料模拟试验和数值模拟方法研究了放顶煤开采时工作面的矿压显现及上覆岩层运移规律。物理模拟直观地反映了工作面开采中煤层顶板的运移特点与支撑压力分布,数值模拟反映了巷道及采场周围的塑性范围和应力分布。理论及模拟结果表明：工作面开采中有明显的初次来压和周期来压,支架沿走向易向煤壁失稳,沿倾向易向工作面下方失稳。工作面压力集中体现在下顺槽与工作面相接及附近区域。试验工作面合理参数为：放煤步距0.8 m（两采一放）,采放比1:2左右,工作面采煤机割煤高度2.3 m。     

8.8m超大采高工作面矿压显现规律实测及机理分析

针对浅埋深超大采高工作面矿压显现强烈的问题,基于支架压力现场监测,对上湾煤矿8.8 m超大采高工作面矿压显现规律进行了研究。结果表明:8.8 m超大采高工作面基本顶初次来压步距为45 m左右,周期来压步距平均为13.5 m,动载系数平均为1.6;超大采高工作面周期来压具有来压步距短、来压持续时间长、来压区域性明显、动载矿压强烈等特点。根据工作面上覆顶板结构分析认为,工作面开采强度大、顶板活动剧烈,关键层结构单一、赋存层位低、易滑落失稳、上覆顶板整体性破断,是造成浅埋深超大采高工作面矿压显现强烈的主要原因。     

隆德煤矿浅埋上下煤层协调同采技术研究

为了确定隆德煤矿浅埋深1-1煤与2-2煤协调开采合理安全间距，采用CT探测技术及钻孔应力监测系统两种测试方法开展了上下煤层同采应力实测研究。研究得出：CT探测确定了2-2煤层大采高工作面超前采动应力范围最大为59.5m，1-1煤工作面顶板在采空区后方47.5m开始垮落，并影响下方2-2煤工作面应力分布|钻孔应力计实测确定了2-2煤层工作面超前应力影响距离最大50.7m，应力峰值超前于工作面6m，应力集中系数1.23，而2-2煤层工作面不受间隔煤柱宽度20m的相邻工作面以及间隔顶板岩层厚度54m的上覆1-1煤回采影响|采用了3种方法综合确定了隆德煤矿上下煤层协调同采合理滞后距离为138.4m。数值模拟研究表明，安全间距50m以内拉应力贯穿整个层间距，从而验证了隆德煤矿上下煤层协调开采安全间距138.4m的安全性。     

微震监测技术在浅埋深采场顶板破坏研究中的应用

为了研究浅埋深长壁工作面顶板运动规律,利用微震监测技术对浅埋深采场上覆岩层活动规律进行现场监测研究。研究结果表明,大地精煤矿3301工作面开采后,顶板岩层全部破断,底板破坏深度约为15～20m;3301工作面顶板中主要承载岩层为10.02m中粒砂岩;由顶板破坏或顶板结构失稳造成的压力到传递至工作面需一定时间,这表明加快工作面推进速度在一定程度上能够降低工作面切顶压架风险。研究成果对类似条件工作面顶板管理具有参考价值,为浅埋深长壁采场顶板运动规律研究提供了一种新的方法。#     

凤凰山煤矿15号煤南翼首采面矿压显现规律分析

以凤凰山煤矿员缘号煤首采工作面XV1304为例,根据其矿压观测数据,分析员缘号煤上覆厚层顶板条件下的矿压显现规律。通过南翼首采面的矿压分析,为后续工作面的顶板管理提供借鉴。     

综放工作面岩层移动及控制技术浅析

综采放顶煤采煤法是高产高效采煤方法之一,由于其开采厚度较大,从而引起工作面上覆岩层结构出现明显变化特征,影响采场周围稳定性.文章总结分析了综放开采岩层活动基本规律、顶煤力学特性、矿压显现基本特征等,从而对综放开采岩层控制有一定指导意义.     

困难条件顶板支护技术研究

泉沟矿五采区5201面位于泉沟井田北部、北风井以西距风井保护煤柱100m，工作面走向长240m，倾斜长330m。二层煤为泉沟矿前组煤，煤质较好，顶板为灰色粉砂，平均厚度1．0m左右，其上为煤1-4，平均厚度0．3m，为典型的复合顶板。多年来巷道一直采用架棚支护，由于受工作面采动压力影响，顶板破碎、离层，顶板及两帮移近量大，造成巷道严重     

特厚煤层坚硬顶板综放开采矿压特征及覆岩破断规律研究

同忻煤矿主采石炭系3-5号煤层,平均煤厚约为15 m,其顶板主要由砂岩和砾岩组成的坚硬顶板。上部侏罗系内赋存有四层煤层,大部分已被开采,在坚硬顶板和煤层群遗留煤柱条件下,工作面回采期间矿压显现强烈。通过对同忻煤矿8309工作面现场矿压监测,分析工作面支架循环末阻力,得到工作面初次来压步距为70～75 m,周期来压步距为10.69～44.36 m,来压期间最大工作面阻力为15 873.15 kN.利用3DEC数值模拟软件对8311工作面回采过程中上覆岩层的运动规律进行模拟,随着工作面向前推进,工作面逐渐呈现“下位悬臂梁与上位砌体梁”结构,得到了上覆坚硬顶板破断、失稳、垮落的特征规律。为具有类似条件的综放工作面回采提供可靠参考。     

基于采动应力边界线的顶板巷道保护煤柱留设方法

针对平顶山一矿31010工作面回采期间顶板丁戊三乘人巷严重变形的问题,通过现场实测和数值模拟研究了巷道变形的原因及保护煤柱留设的问题。结果表明：工作面回采后,上覆顶板岩层中的应力发生改变,将应力值等于1.05倍原岩应力的点构成的曲线定义为采动应力边界线。采动应力边界线由开采煤层向上覆岩层呈外扩式发展,采动应力边界线距开采边界的水平距离随着距开采煤层高度的增大而逐渐增大,但增大趋势逐渐减小。采动应力边界线内侧岩层应力出现增压区和减压区,而外侧岩层仍处于原岩应力状态,采动应力边界线是划定工作面上覆岩层是否受工作面回采影响的边界线。目前顶板巷道保护煤柱宽度是按岩层移动角进行设计的,没有体现内部岩层移动变形及应力特征,导致顶板巷道保护煤柱宽度不合理而出现破坏,为此提出了基于采动应力边界线的顶板巷道保护煤柱宽度设计方法。按照此方法设计的平顶山一矿31010工作面顶板乘人巷保护煤柱宽度应为158 m。     

下保护层工作面过断层区覆岩裂隙-应力演化规律研究

为深入研究下保护层开采过断层区上覆岩层裂隙发育与应力演化特征,运用相似模拟研究方法,分析下保护层开采过断层过程中裂隙场演化、顶板断层应力变化趋势、上覆岩层运移特征。结果表明:下保护层采动容易引起顶板断层附近煤岩体破碎,形成断层带;覆岩裂隙在顶板断层带内显著增加,其密度曲线呈现"W"形分布;顶板断层底端与顶端随采动工作面接近与远离应力峰值表现出不同变化;覆岩运移具有时空效应,同一层位覆岩随工作面推进位移下沉,呈现"瀑布"状分布。     

大采高综采工作面矿压显现规律数值模拟研究

大采高工作面矿压显现特点是设备选型的重要依据。以三元煤矿2301大采高综采工作面为工程背景,通过理论分析、数值模拟相结合的方法,研究了2301大采高综采工作面顶板运移规律及矿压显现特点。理论计算和数值模拟表明,大采高综采工作面基本顶破断时可形成明显的砌体梁结构;上覆岩层中6 m厚的砂岩对其他岩层的运动起主导作用,为工作面关键层。研究也得到了工作面超前支承压力影响的范围及峰值点位置。研究结果对于三元煤矿大采高综采工作面的安全高效生产具有较高的理论意义和实践价值。     

综采工作面下分层开采覆岩变形特征

为研究综采工作面下分层开采时顶板岩层的破坏规律及工作面覆岩垮落规律,鹿洼煤矿以13下05工作面为原型,对综采工作面下分层开采时煤层顶板的垮落高度、垮落步距及压力分布进行了相似材料模拟。结果表明,在下分层开采过程中,上覆岩层基本上随采随冒,当工作面推进至68m时,上覆岩层已受到上部已采工作面跨落岩层的影响,开挖至90 cm(相当于工作面推进90m),跨落高度已与上部已采工作面岩层贯通。     

首采工作面顶板岩层垮落步距预测方法研究

为了研究煤矿首采工作面顶板岩层的运移规律,有效保证冲击地压和煤与瓦斯突出高危工作面的安全开采,综合运用理论计算、监测预测和数值模拟3种方法对某矿11041首采工作面岩层垮落步距进行预测研究。研究与分析结果表明,3种方法所得出顶板岩层运移规律与垮落步距具有较好的一致性。     

回坡底矿近距离煤层采空区下工作面矿压显现规律研究

近距离煤层在我国分布非常广泛,为研究近距离煤层下位煤层开采时顶板的运移规律和采煤工作面的矿压显现规律,以回坡底矿10-101工作面为例,根据工作面详细的地质条件,采用UDEC数值模拟软件模拟研究顶板的垮落特征,通过现场矿压监测分析工作面来压规律,结果表明:由于上位煤层对于下部煤层顶板的破坏,下位煤层开采时,顶板和上覆岩层随采随跨,工作面无明显的周期来压现象,11-101工作面所用液压支架工作阻力富余偏多。     

残采矿井复采区回采工作面矿压规律研究

为了安全回收残采矿井的边角煤柱,对华润天能集团新庄煤矿地质技术条件进行分析,确定合理的工作面支护参数.并对回采工作面单体支柱工作阻力进行了观测,观测结果表明,新庄矿复采区工作面顶板周期来压步距平均为8.88m,工作面各个部位的顸板来压步距基本相同,工作面顶板破断失稳来压具有一致性;工作面平均动载系数为1.14,动载系数较小,上覆岩层主要以静载荷的形式作用于支护体上.支柱的工作阻力大部分处于60～120 kN之间,初撑力大部分处于78～91kN之间,有较高的初撑比,能够及时支撑端面空间.     

不同覆岩浅埋深煤层旺采工作面矿压规律研究

为保证浅埋深煤层旺采工作面安全高效回采,通过现场观测及理论分析的方法,对不同覆岩旺采工作面的矿山压力显现规律进行观测分析,同时对大柳塔矿和哈拉沟矿旺采工作面采取煤柱优化后的矿山压力显现规律进行了研究.结果表明:平巷护巷煤柱留设10 m能够保证工作面安全回采;刀间煤柱留设0.5m能够起到辅助连续采煤机割煤、装煤的作用,但不能达到支撑上覆岩层载荷的作用;支巷间留设2.0m煤柱能起到支撑顶板的作用.薄松散层厚基岩旺采工作面采空区覆岩易形成大拱结构,其上覆岩层载荷重新分布并作用在开采区段四周的隔离或保护煤柱上,其下部小结构的岩层载荷作用在旺采工作面区域所留设的煤柱上,矿山压力显现特征不明显.