三软煤层悬移支架机采工作面片帮防治技术

分析了三软煤层采煤工作面煤壁片帮的影响因素及机理,指出松软煤壁多为剪切破坏,提出减小煤壁压力、改变煤体性质是预防煤壁片帮的主要途径。通过研究分析总结出了一系列片帮防治技术:支柱加穿尼龙柱鞋提高支架支撑力,降低煤壁所受压力;煤壁长钻孔注水、打木锚杆改变煤体性质;改进支架结构等。片帮防治技术的应用有效控制了片帮的强度、频率,实现了采面的安全高效开采。     

软煤层大采高综采工作面煤壁稳定性研究

通过对压剪式片帮、重力滑落式片帮、横栱形片帮等软煤层大采高工作面煤壁片帮的机理分析,探讨了采高、煤体强度、停采时间、支架初撑力、软弱夹层、工作面推进方向等影响软煤层大采高工作面煤壁片帮的因素,并提出了增强工作面煤壁稳定性的六项技术措施。     

基于D-P准则松软煤层煤壁片帮机理及控制研究

针对深部开采松软煤层煤壁片帮治理难题,通过基于D-P准则的极限平衡理论,研究深部开采松软煤层煤壁片帮发生机理,分析推导出煤体塑性区的计算公式,并通过塑性区公式得出松软煤层煤壁片帮影响因素包括采深、工作面采高、应力集中系数、煤体的内摩擦角、煤体的粘聚力以及支护阻力;通过建立力学模型来研究煤壁片帮的控制技术,计算得出了煤壁发生片帮的位置普遍在3/5倍采高及以上。该理论对精准防治煤壁片帮起到了指导作用。综合研究表明:通过采取提高支架工作阻力、深孔超前煤层注水、浅孔超前注浆加固结合的方法,可以提高煤体粘聚力与煤体强度,进而对松软煤层煤壁片帮进行有效防治。研究结果对松软煤层安全高效开采具有重要指导意义。     

浅壁煤层注水防片帮技术实践

为解决煤层开采过程中煤壁片帮问题,综合运用理论分析、试验研究等方法对浅壁注水工艺进行了可行性分析,并在开元煤炭有限责任公司9714工作面进行了现场实践.结果 表明:浅壁注水能够在工作面前方形成一层抗剪强度较高的粘结层,可提高煤壁的整体性与稳定性;当煤体含水率在2％～12％区间内时,内聚力和抗剪强度两项力学性能指标随着含水率的增加而逐渐递增,煤体抗压强度则与含水率呈反比关系;煤层浅壁注水工艺实施后煤壁片帮冒顶事故较过去降低了80％,片帮深度和影响范围也大幅缩减.     

大采高煤壁片帮防治柔性加固机理与应用

针对大采高工作面煤壁片帮严重影响生产的实际,提出了煤壁片帮防治柔性加固技术。分析了煤壁变形特征和柔性加固机理,设计了柔性材料拉拔实验和柔性材料加固煤样强度实验,研究了不同直径棕绳煤样的变形和强度特征;构建了“棕绳-浆液-煤体”的本构模型,揭示了棕绳与煤壁协调变形机理。研究发现：煤壁具有逐渐暴露、无支护、大变形的特征,柔性支护材料棕绳具有延伸性好、抗拉强度和抗剪强度较高等特点,棕绳能够适应煤壁的大变形特征;“棕绳+注浆”这种新的煤壁柔性加固技术可以实现全长锚固,破坏的煤体在棕绳拉力作用下不滑落,煤壁稳定性得到提高。煤壁柔性加固技术效果显著,成本大幅降低,为煤壁片帮防治提供了新思路。     

三软不稳定煤层工作面煤壁片帮机理及防治技术

为防止在三软不稳定煤层回采工作面使用悬移支架时发生由煤壁片帮引起的冒顶事故,通过分析"三软"不稳定煤层滑移式片帮和压剪式片帮的片帮机理,并提出煤壁片帮防治技术,根据"三软"不稳定煤层工作面煤壁片帮的主要特征,实施了在回采工作面煤壁上端打木锚杆和煤层注水相结合的技术,辅之以加强支架—围岩关系的管控和优化回采工艺的防治煤壁片帮的综合措施。现场试验结果表明,实施煤壁片帮综合防治措施后,片帮深度超过0.3 m的片帮率由52.6%降至12.5%,最大片帮深度由0.82 m降至0.42 m,回采工作面的煤壁片帮得到有效控制。     

软煤层大采高工作面煤壁片帮机理及防治技术

针对赵庄煤矿3305软煤层大采高工作面煤壁片帮严重的情况,采用FLAC3D数值模拟软件和Coulomb-Mohr屈服准则理论计算方法,对其软煤层大采高工作面煤壁的塑性区宽度进行了数值分析和理论计算。通过对比分析得出了工作面前方煤体煤壁片帮的机理和主要影响因素,并提出了相应的防治煤壁片帮的措施。     

大采高煤层开采煤壁片帮内在影响因素分析

为了研究煤壁片帮的机理,将影响片帮的因素分为内在影响因素和外在影响因素,通过建立顶板-煤体系统的Bingham黏弹塑性本构模型,利用能量的非稳定平衡准则得到煤壁片帮发生的条件,从能量角度分析了煤壁片帮与煤体黏性系数、弹性模量、顶板刚度、开采煤层厚度之间的关系。结果表明:煤体黏性系数越大,煤壁越不容易片帮;煤体弹性模量越大,煤壁越容易片帮;顶板刚度越大,煤壁越容易片帮;煤层开采厚度越大,煤壁越容易片帮。最后通过对赵固二矿11050工作面采取"注浆+棕绳"柔性加固技术来防治煤壁片帮,验证了结论的正确性。     

深孔高压注水在26煤柱工作面的应用

孤岛煤柱机采工作面回采过程中所受压力相对较大,容易出现煤壁片帮现象,采用深孔高压注水提高煤体的黏结性和整体性是治理煤壁片帮的主要方法之一。根据米村煤矿三软不稳定煤层及孤岛煤柱工作面存在老巷、采空区多的特点,切巷注水已不能满足煤壁片帮和煤尘污染治理要求,针对以上复杂条件,选取合适的工作面两巷深孔高压注水工艺及参数,是解决以上问题的关键。实际应用表明,深孔高压注水法有效固结了煤体,防止煤壁片帮效果良好。     

大倾角双坡向综放开采煤壁片帮治理技术

针对大倾角双坡向煤层赋存特点,采用数值模拟方法对3206工作面前方煤壁支承压力分布和支架支护强度对煤壁稳定性影响进行了分析;分析了大倾角双坡向综放开采煤壁片帮冒顶的主要因素;根据煤壁片帮冒顶特征,并结合数值模拟结果,制定了改善支架工况、工艺参数优化、煤体加固一体化的煤壁片帮综合防治技术,在实际回采过程中取得了较好的应用效果,有效地保证了工作面安全回采。     

大采高夹矸煤层片帮机理

采用实验室内试块压力实验、理论分析及现场实测相结合的研究方法,以河东煤矿大采高工作面生产实际为背景,对大采高夹矸煤层工作面片帮作用机理进行分析。研究表明:夹矸及薄煤块不耦合叠加试件单轴抗压强度较不含夹矸的纯煤样强度有所增大,而变形量较纯煤样变形有所减小;煤壁片帮模型理论分析表明,煤层整体高度对煤壁稳定性影响较大,在相同外力条件下,高度越大,煤壁越容易失稳,夹矸层有效减小煤层整体厚度,工作面分层片帮严重程度明显较小;河东煤矿夹矸煤层片帮现象主要发生在10#煤层靠上部位置,片帮面积不大,影响程度较小。     

三软煤层工作面煤壁片帮防治技术研究

三软煤层工作面煤壁片帮问题已成为制约采面安全生产和高产高效的主要因素之一。通过介绍三软煤层工作面和煤壁片帮状况,结合煤壁片帮的原因进行分析,对三软煤层工作面煤壁片帮的常规治理措施进行论述,并对从根本上治理煤壁片帮的技术途径和方法进行了探讨,可为三软煤层工作面煤壁防治工作提供借鉴。     

大倾角大采高综采工作面煤壁非对称受载失稳特征

煤壁片帮是大倾角厚煤层综采亟待解决的关键问题之一,以2130煤矿25221大倾角大采高综采工作面为研究背景,采用理论分析、数值计算、物理相似材料模拟实验和现场监测相结合的综合研究方法,系统研究了大倾角大采高综采工作面煤壁的受载与失稳特征。结果表明,在大倾角大采高煤层开采中,受采高增大影响,围岩运动的幅度和剧烈程度较一般采高大倾角煤层开采时明显增大,覆岩垮落充填的非均匀特征进一步增强,煤壁支承压力的非对称特性亦明显增大;采动过程中煤壁的力学性质逐步劣化,伴随着裂隙的扩展、演化和贯通,煤壁开裂并形成滑移体,当滑移体周围约束解除或支承压力增大时,滑移体沿滑移面滑移,形成煤壁片帮;在工作面倾向,中部区域是煤壁片帮的高发区域,上部次之,下部最少,与煤壁的非对称受载特征相吻合;在垂直煤层方向,煤壁变形亦非对称,煤壁位移量中上部大于下部,靠近顶板区域易发生煤壁片帮;在煤壁重力倾向分量影响下,煤壁片帮易向倾向上部煤体蔓延。基于上述分析,并结合2130煤矿25221工作面的生产实际,提出了大倾角大采高综采工作面煤壁片帮防治措施。     

极软大采高工作面遇断层煤壁稳定性研究

 为研究极软煤层大采高工作面遇断层时煤壁的片帮问题,论文以现场工程实际为背景,分析了断层附近煤壁片帮的机理,指出断层附近的构造应力、煤岩体的物理力学性质变化以及老顶岩层的破断作用是导致煤壁产生剪切滑动破坏甚至横向拉裂破坏的主要原因;运用FLAC3D数值软件对工作面开采至断层附近时煤岩体的受力状况进行了模拟,分析表明工作面距断层越近,煤岩体及顶底板破坏越严重,煤壁的水平位移与端面顶板下沉量越大,煤壁片帮的机率也越大;并提出了在断层附近防治煤壁片帮的主要技术措施。     

基于煤壁“拉裂-滑移”力学模型的支架护帮结构分析

针对坚硬厚煤层大采高综采工作面极易发生煤壁片帮的问题,以红柳林煤矿7.0 m大采高综采实践为基础,分析了煤壁片帮的应力路径效应,将硬煤煤壁片帮细分为拉裂破坏与滑移失稳两个阶段,建立了坚硬厚煤层煤壁片帮的拉裂-滑移力学模型,得出了煤壁的拉裂破坏深度、宽度与煤体强度、开采高度的关系及液压支架应具有的"临界护帮力",分析对比了2种液压支架护帮装置的结构特点与力学特性。研究结果表明,煤体发生拉裂破坏只是煤壁片帮的必要非充分条件,煤壁最终是否发生片帮,还取决于拉裂破坏体在液压支架与矿山压力作用下是否发生滑移失稳。液压支架很难抑制煤壁发生拉裂破坏,但可以有效防止拉裂破坏体发生滑移失稳。液压支架护帮装置采用伸缩梁与护帮板分开结构设计,具有对煤壁的支护作用力大、结构强度与可靠性高等显著优点。     

大采高综采工作面煤壁稳定性及控制研究

为研究大采高工作面煤壁片帮问题及其控制方法，以甘肃某煤矿大采高综采工作面条件为研究背景，采用数值模拟和力学分析相结合的研究方法，开展大采高煤壁应力、位移分布特征和煤壁片帮控制研究。由数值模拟结果可知煤壁应力集中系数为2.14,煤壁最大位移位于煤壁上部区域，距离底板3.5～4.2 m,确定煤壁片帮高度2.1 m,约0.33倍的采高。通过建立煤壁梯形滑块力学模型，分析煤壁失稳极限平衡时的受力状态，计算得到煤壁护帮强度不小于0.365 MPa。研究成果可为该矿井及相似条件矿井控制煤壁片帮提供理论指导。     

软煤层大采高工作面煤壁片帮机理及预防措施

工作面煤壁片帮问题制约了大采高综采技术在软煤层中的应用,软煤层中采用大采高综采技术能否成功的关键在于能否防止片帮现象的发生。文章以工程实例为基础,对片帮机理进行研究分析,运用力学理论对软煤层大采高综采工作面煤壁破坏的拉裂破坏和剪切滑移破坏进行了分析,提出了相应的预防措施,以此满足煤矿安全、高效生产要求。     

大采高综采工作面煤壁片帮特征及其稳定性分析

为研究大采高综采工作面的煤壁稳定性,采用2种压杆力学模型分析,得出煤壁的失稳位置离顶板的距离为0.35～0.5倍的采高。然后将片帮的煤体简化为单一滑动面模型,通过力学分析,得到衡量煤壁稳定性的稳定系数K。如果K>1,即下滑力大于抗滑力,此时发生片帮现象;如果K=1时,此时煤壁处于极限平衡状态;当K<1时,抗滑力大于下滑力,煤壁稳定。另外由K值的表达式可知,当煤体的内摩擦角和内聚力增大时,煤壁越稳定;当采高和顶板来压增大时,煤壁越易于片帮。通过现场实践分析,注射马丽散等增强煤体的抗剪强度,加强顶板及护帮的支护,加快工作面推进速度,及时移架等措施,有利于减小片帮发生,增强煤壁的稳定性。     

近距离煤层大采高综放开采技术

淮北涡北矿81和82煤是近距离"三软"煤层,其间存在均厚1.54 m塑性大的泥岩夹矸,开采条件复杂.在详细分析了82煤片帮原因与防治机理基础之上,分析得出通过提高支架工作阻力、采用煤壁浅孔动压注水技术是防治煤层片帮的有效措施;通过相似材料模拟试验对端面破坏规律进行了研究.研究结果表明,保持工作面端面顶煤的完整性,及时封闭顶煤是防止端面片帮、冒顶的关键;在工作面回采过程中,形成了较为先进的过断层技术和开采工艺参数.     

松软煤层工作面网格式注水的实践效果

在综采工作面应用上下巷及瓦斯预抽巷深孔煤层注水结合工作面切眼浅孔注水,形成"网格式"煤层注水,大大提高了注水效果,解决了松软破碎煤层回采期间煤墙片帮严重,煤尘大和瓦斯涌出异常的现象,筑起了"人造煤墙",很好的改善了工作面生产条件,为高效安全生产打下良好基础。