两硬条件下大采高的实践与经验

介绍了两硬大采高工作面的地质条件与生产实践,就顶板控制、过上层煤柱影响区域及火成岩墙采取的有效措施作了简述,为两硬条件下大采高进一步推广提供一定的参考。     

大采高大倾角工作面矿压显现规律研究

根据某地下矿1304工作面现场条件,利用FLAC3D数值模拟软件模拟大倾角大采高条件下三维应力场演化规律。研究大采高采场的围岩应力变化特征,以及矿壁破坏、片帮分析利用数值模拟软件模拟,展开大倾角大采高条件下的矿壁稳定性研究,分析岩层倾角、采场高度与矿壁片帮之间的关系。     

大采高综采采场顶板结构特征与支架合理承载

为确定大采高综采支架合理工作阻力,采用理论分析与现场实测相结合的方法,研究了大采高综采采场顶板结构特征与支架合理承载。根据直接顶中厚硬岩层对覆岩垮落具有重要影响的特点,提出了直接顶关键层的概念与判别方法,依据是否存在直接顶关键层对直接顶分类并计算支架工作阻力。结果表明:Ⅰ类无直接顶关键层条件下,基本顶破断形成单层的"砌体梁"结构,其采场支架工作阻力可按6~8倍采高的岩柱重量计算;Ⅱ类有直接顶关键层条件下,顶板形成由直接顶关键层与基本顶破断组成的双层"悬臂梁-砌体梁"结构,其采场支架工作阻力的计算需考虑直接顶关键层厚度、强度与层位的影响,直接顶关键层强度越大、厚度越大、层位越低,采场所需支架工作阻力越大。上述研究成果在典型条件大采高综采支架工作阻力确定中得到成功应用。     

大倾角煤层长壁大采高采场煤壁片帮机制

煤壁片帮是大采高采场普遍性开采技术难题,而大倾角条件下大采高采场煤壁片帮特征及其发生机理更为复杂,为弄清该类采场煤壁片帮机制,采用现场实测、数值计算及理论分析法,对大倾角煤层大采高采场煤壁片帮特征、影响因素、片帮机制进行研究。结果表明:大倾角大采高采场煤壁片帮具有交替演变,不同区域形式不同,片滑、回转外片等特征;采高、伪斜角、煤体力学特性与煤壁稳定性密切相关,采高、伪斜角一定范围内越大,煤体强度越低,煤壁片帮几率及程度随之增加,而25221工作面煤壁强度低、含夹矸、高度大,自稳性差,采高及伪斜角大且不断变化,导致顶压作用强度增加,加之重复性动态荷载扰动,复合因素叠加作用促使大倾角大采高采场煤壁发生片帮。     

寺河矿大采高300m工作面开采实践与分析

寺河煤矿在高瓦斯条件下对大采高采煤工艺、综采技术装备、安全管理等方面进行了大量探索,300 m加长工作面的开采实践,标志着寺河煤矿在大采高采煤技术方面上了一个新的台阶。文章对寺河煤矿大采高采煤技术的发展历程,300 m工作面顶板来压特征,以及采场矿压管理等方面进行了分析,为工作面的进一步加长和技术推广应用奠定了基础。     

大采高综采工作面采场应力分布规律研究

以某矿首采工作面为工程背景,利用FLAC~(3D)数值模拟软件对大采高开采的采场应力分布规律特征进行了研究。通过对不同采高下首采工作面的开采分析,得出了不同采高下采场支承压力的峰值点应力集中系数和影响范围的分布特征。得到了在大采高条件下工作面不断推进时工作面周围岩体的塑形破坏规律。     

“两硬”5m采高上覆岩层活动规律相似模拟试验分析

针对大同"两硬"、5m采高工程条件,采用产学研相结合方式,运用相似理论进行分析研究,归纳总结煤层上覆岩层活动规律,从而指导现场工程实践。     

浅埋大采高综采工作面矿压显现规律研究

 本文针对霍州矿区三交河煤矿2号煤层合并区域生产地质条件,进行了504大采高综采工作面矿压观测,深入分析了浅埋大采高采场来压规律、支架工作阻力及煤壁片帮特征,结果表明,工作面周期来压步距平均为14m左右,平均动载系数为1.13;工作面回采期间小范围片帮,端头处较为严重;ZY7600/26/55双柱掩护式支架能够满足生产需求。实测结果对相同条件下煤层开采采场围岩控制及来压步距预测具有重大的实践意义。     

大采高采场覆岩结构特征及运动规律研究

运用关键层理论研究了采场覆岩结构特征及运动规律．结果表明：垮落带及断裂带高度与覆岩关键层的分布特征密切相关，大采高的垮落带及断裂带高度大于相同煤厚分层开采相应的高度，且随采高增大呈台阶状上升，此研究是大采高条件下采场矿压控制、地表塌陷评价的基础。     

寺河矿采场覆岩结构及运动规律数值模拟研究

应用"关键层"理论与离散元数值模拟相结合,研究寺河矿大采高综采采场覆岩结构及运动规律,结果表明,顶板离层量的增加、顶板断裂线的前移是大采高工作面覆岩运动的两个特征.     

深井特厚煤层综放开采适应性研究

巨野龙固煤矿1401工作面为深井大采高综放工作面,开采深度为800 m左右。为分析大采高条件下综放开采煤壁裂隙发育及煤矸放落的流动场特征,通过理论分析对3煤层综放工作面顶煤冒放性进行分析,理论证实龙固煤矿3煤层适宜采用综放工艺。应用FLAC3D数值模拟软件研究深井复杂条件下采场应力随工作面推进分布特征、顶煤塑性破坏规律的影响,为深井厚煤层确定放煤工艺参数、实现工作面安全高效生产提供理论依据。     

“两硬”大采高综放工作面煤壁片帮机理及控制研究

以8916工作面为例,通过现场统计掌握了"两硬"煤层大采高综放工作面煤壁片帮主要形式,并对片帮机理进行了理论分析。结合8916工作面实际,分析了影响"两硬"煤层大采高综放工作面煤壁片帮的主要因素,并给出了预防性措施。     

厚煤层大采高采场上覆岩层运移规律数值模拟研究

基于斜沟煤矿18105大采高工作面采场的煤岩赋存条件与开采条件,建立FLAC3D数值计算模型,随着工作面不断推进,研究厚煤层中大采高采场中上覆岩层运移规律,模拟分析大采高采场覆岩的应力分布、位移情况以及大采高工作面推进过程中采场围岩应力场、位移场和围岩破坏情况。研究结果可为厚煤层大采高采场围岩控制提供理论依据和工程参考。     

浅埋煤层大采高工作面矿压规律及机理研究

通过对大采高工作面推进过程中支架压力、煤壁完整性、顶板变形监测,得出工作面初次来压、周期来压规律及矿压显现特征。大采高工作面初次来压时,支架压力明显升高,煤壁动力现象不明显,周期来压时,支架活柱发生下缩,煤壁片帮严重,来压特征强烈。大采高工作面开采后,上覆岩层垮落带中形成"悬臂梁"结构,裂隙带中形成"砌体梁"结构,根据覆岩破断特征,给出了"悬臂梁"结构的形成条件,揭示了两种结构对工作面矿压特征产生的机理。     

大采高综采技术在四老沟矿的应用

介绍大同煤矿集团公司在顶板、煤层"两硬"条件下首次成功采用大采高综采技术开采厚煤层,采高平均达到4 5m,解决了大吨位设备的运输安装、顶板控制、片帮煤的防治等一系列的技术难题。工作面的月产平均达到了26 12万t,最高月产为31 55万t,最高日产为15110t,直接工效平均达到122 6t 工,为普通综采的4倍,最高工效达到212 8t 工,实现了高产、高效和高资源采出率的目标。     

采动巷道矿压显现特征及力构协同防控技术研究

以西北地区典型冲击地压矿井为工程背景,研究采动巷道冲击地压力构协同防控技术的有效性,通过对典型厚硬顶板条件下重复采动巷道冲击地压显现特征及主控因素的分析,采用"点-面-区"相结合的方式对深部厚硬顶板采动巷道应力分布进行了探测,确定了回风巷冲击地压严重的主要原因为区段煤柱侧向覆岩结构破断和采动应力的叠加作用。提出冲击地压防治要从采动巷道围岩结构和应力环境双方面入手,通过调整采动巷道围岩应力环境,人为干预高低位岩层破断位态,增加高低位厚硬顶板破断所释放弹性能量的传递损耗,优化巷道围岩支护参数,提高工作面超前应力峰值附近巷道刚性支护系统瞬时吸能让压能力,并根据采场煤层赋存条件、围岩结构特征和应力环境不断改变的特点,动态调整各种措施的时空组合方式进而实现采动巷道的围岩稳定性控制。通过典型冲击地压工作面现场防冲实际,验证了采动巷道冲击地压力构协同防控技术的有效性,为西北地区深部厚硬顶板条件下采动巷道冲击地压防治提供理论指导。     

特厚煤层充填开采条件下分层开采的高度和控顶距研究

针对国内某大型煤矿开采煤层厚度大、埋深深的特点,分析了不同采高、不同开采控顶距条件下工作面采场围岩的稳定性,得出了采高、控顶距对采场围岩的影响关系。     

大采高综采面支架围岩关系的数值模拟研究

针对某矿大采高综采面实际,采用FLAC3D有限差分软件中的虎克-布朗模型,模拟分析了不同采高、不同截深条件下的煤岩破坏特征、应力场分布规律。结果表明:采高增大,采场煤岩破坏范围扩大,超前支承压力峰值增大,峰值点位置靠近煤壁;截深增大,煤壁破坏范围增大,支架受力增大,且采高越大表现越明显。研究成果在该矿3106工作面得到验证,可为类似条件下大采高综采顶板控制提供依据和参考。     

复杂环境下大采高超长工作面综采工艺实践与探讨

以神华宁夏煤业集团羊场湾煤矿为实例,介绍了大采高超长工作面(Y120202工作面)开采工艺、设备的配套选型、超长工作面矿压显现规律等。通过现场实践,总结了大采高超长工作面综采工艺的宝贵经验,这对于宁东矿区类似埋藏条件下采场管理有十分重要的指导意义和借鉴价值。     

特厚冲积层条件下大采高综采地表移动变形特征

通过对邢东矿井首采工作面地表移动观测资料分析,揭示了特厚冲积层、厚基岩、大采高综采条件下地表动态、静态移动变形部分特征,探讨了部分移动机理,为类似条件下"三下"开采提供技术参考。