不等长工作面覆岩活动及回采巷道采动影响变形规律

受断层影响,冀中能源股份有限公司邢东矿2225工作面沿推进方向斜长依次为50 m、80 m和126 m 3段。为研究不等长工作面覆岩活动规律和回采巷道采动影响变形规律,在工作面顶底板、巷道围岩中布置监测仪器,监测工作面生产过程中的顶板岩层位移、底板破坏深度以及巷道围岩表面位移。结果表明：随着工作面的推进,顶底板岩层移动和巷道变形逐渐增大;在工作面距一号测站-32~-42.8 m时测点底板岩层位移斜率达到4 mm/m,底板最大破坏深度超过45 m;当工作面推进至距三号测站40.1 m处时,顶底板相对位移为0.45 m左右,巷道两帮相对位移约0.5 m,位移相对速率达到20 mm/d。随工作面长度增加,工作面前方底板岩层扰动距离和底板岩层变形量明显增加;二号测点工作面长度为126 m,底板前方扰动距离约为40.5 m,该测点底板岩层位移已达300 mm左右;而一号测点工作面长度为50 m,前方扰动距离约为92.8 m,底板岩层位移最终只有90 mm。     

陷落柱防水煤柱留设对围岩变形影响的数值模拟

用FLAC^3D模拟了不同防水煤柱留设条件下采煤工作面推进过程的围岩变化，结果显示：应力集中系数和应变均随推进距离的增加而增大，推进距离超过一定数值后，应力集中系数趋于常数；防水煤柱对顶、底板位移影响极大，煤柱留设少，底板位移大，较大的煤柱尺寸，对应较小的顶、底板破坏深度，较小的应力集中系数.因此，防水煤柱的留设应保证煤柱本身或顶、底板隔水层厚度足以抵抗临近含水层的静水压力，同时应兼顾压煤量的经济合理性.     

承压水上开采煤层底板破坏深度数值模拟及实测研究

根据某矿综采工作面煤层顶、底板岩层组合及结构性质特点,建立了反映完整底板岩层组合的工程地质模型,通过FLAC3D软件数值模拟分析了煤层开采过程中底板应力及破坏特征,结果表明:煤层底板下0～4 m内岩体破坏较为严重,不具有阻水能力;煤层底板下4～10 m内岩体虽然发生了局部破坏,但其破坏程度相对较弱,具备一定的阻水能力。结合现场煤层底板钻孔内不同深度传感器应变测试值随工作面推进的变化情况,确定出煤层底板破坏深度为8～10 m。综合对比分析得出煤层底板破坏深度为10 m。     

承压水上采煤底板破坏特征北大核心

根据弹性力学空间半无限体理论建立了沿煤层走向底板受力力学模型,计算了工作面推进过程中底板内任一点处的水平应力大小。以菏泽龙固煤矿1302工作面的采场条件为工程背景,基于FLAC^(3D)数值仿真软件对该工作面推进过程中底板破坏特征进行数值模拟。研究表明:煤层回采后,采动底板最大破坏深度为15 m左右。采空区底板水平应力呈"凹"型分布,随着工作面的推进,采空区两端煤壁附近底板水平应力集中效应显现。采用钻孔双端封堵测漏装置对1302工作面底板破坏深度进行现场实测。实测表明:1302工作面底板最大破坏深度为14 m,与数值模拟所得结果基本吻合。     

承压水上采煤底板破坏特征

根据弹性力学空间半无限体理论建立了沿煤层走向底板受力力学模型,计算了工作面推进过程中底板内任一点处的水平应力大小。以菏泽龙固煤矿1302工作面的采场条件为工程背景,基于FLAC~(3D)数值仿真软件对该工作面推进过程中底板破坏特征进行数值模拟。研究表明:煤层回采后,采动底板最大破坏深度为15 m左右。采空区底板水平应力呈"凹"型分布,随着工作面的推进,采空区两端煤壁附近底板水平应力集中效应显现。采用钻孔双端封堵测漏装置对1302工作面底板破坏深度进行现场实测。实测表明:1302工作面底板最大破坏深度为14 m,与数值模拟所得结果基本吻合。     

工作面推进过程中底板塑性区分布特征

在工作面推进过程中底板的破坏范围直接影响瓦斯抽采和顶板突水防治,是生产实践中必须重点关注的节点。为能掌握胜达飞煤矿1103工作面推进过程中的底板破坏规律,采用数值模拟和理论分析相结合的方法对开采过程中的底板破坏进行分析,得出推进过程中破坏带的最大深度位置在端部。为推进过程中水害防治等提供了借鉴,为施工过程中的重点"照顾"提供了理论依据。     

基于现场实测“三软”煤层采动底板变形破坏机制

为了探究郑州矿区厚的软顶、软底和软煤在炮采条件下底板变形破坏的机制,以告成煤矿某典型“三软”工作面为研究对象,通过现场实测、理论解析和数值模拟等方法对采动底板变形破坏深度和机制进行了综合研究。基于对上、下巷道底板现场应变感应数据的分析,得出了该面“三软”煤层回采巷道底板变形破坏的深度、层位及其受采动煤壁前方应力峰值的宽度和影响范围。在此基础上,建立了煤层底板应力分析计算的工程地质模型,运用理论解析和数值计算分别推导和模拟了在矿山压力作用下随着工作面推进,采动煤层底板不同深度基本应变解析解和应力与变形的分布规律。     

近距离特厚煤层采动影响下底板破坏及巷道稳定性研究

以开采平朔煤矿近距离特厚煤层过程中底板巷道的稳定性为研究背景,通过理论分析、数值模拟及现场实测,对采动影响下的底板变形和破坏规律进行探讨。结果表明:工作面底板破坏深度理论计算值为18.4 m(煤层间距35 m),底板巷道的顶板较为完整,该结果与钻孔窥视仪实测结果相一致。数值模拟结果发现,随着工作面的推进,工作面的底板破坏深度不断增加,破坏范围不断扩大,当工作面推进100 m时,采动影响造成的底板最大破坏深度达到16 m,应力峰值和应力集中系数分别为16 MPa、3.2。随着工作面向前推进,巷道两帮移近量、顶底板移近量受采动影响的变形规律可分为3个阶段,即缓慢增加段、快速增加段、稳定变形阶段,在-100 m～-50 m范围内,采动对巷道变形影响较小,巷道变形增加缓慢;在-50 m～50 m范围内,采动对巷道变形影响十分强烈,变形呈现快速增加;在50 m～100 m范围,采动效应较弱,巷道变形保持稳定。     

采后底板破坏深度探测与数值模拟研究

为探究祁东矿8231工作面采后底板破坏影响范围,采用数值模拟及地质雷达探测法,对8231工作面底板破坏特征进行研究.结果表明,工作面底板破坏起始于工作面前方一定范围,随着工作面推进,煤层底板破坏深度不断增加,同时,回采巷道受掘进和采动的双重扰动,其底板破坏范围稍大于工作面底板破坏范围;8231工作面底板破坏深度数值模拟...     

顶底板双软型薄煤层工作面矿压显现规律分析

针对顶底板双软型薄煤层综采过程中围岩控制难度大的问题,建立了顶底板双软型薄煤层围岩变形力学模型,并结合现场实际条件,采用FLAC3D数值模拟分析顶底板双软型薄煤层开采过程中围岩塑性区、围岩垂直应力、煤壁前方支承压力的变化规律,得出薄煤层综采时的围岩破坏机理。赵官煤矿1705E工作面实测矿压结果表明:直接顶初次垮落步距为18.2 m;基本顶初次垮落步距为37.8 m,周期来压步距平均为16.0 m;煤壁支承压力在煤壁前方13 m左右明显增大,影响范围为0~25 m;巷道两帮最大移近量为300 mm;巷道顶、底板最大变形量分别为900、500 mm,围岩变形实测数据与数值模拟结果相吻合。     

杨村煤矿下组薄煤层底板采动效应特征研究

杨村煤矿下组煤的开采受到底板承压水的威胁,采动底板破坏深度的研究是底板岩层阻水能力评价的关键。以杨村煤矿4602工作面水文地质条件为基础,建立了下组薄煤层底板工程地质模型,通过数值模拟软件FLAC3D模拟研究煤层底板采动变形破坏规律,得出在正常采动情况下底板最大破坏深度约为12 m;并与该工作面底板实测结果进行了对比验证,二者结果基本一致。研究结果为杨村煤矿下组煤的合理开采、支护及底板岩层阻水性的评价提供了参考依据。     

特厚煤层采动底板变形破坏的数值模拟与实测对比

根据兖州某矿工作面煤层顶、底板岩层组合及结构性质特点,建立反映完整底板岩层组合的工程地质模型,通过FLAC3D数值模拟分析了煤层开采过程中底板应力及塑性区分布特征,得到了采动煤层底板变形破坏的深度。最后,结合现场该面煤层底板随不同深度钻孔内超声成像观测的变化规律,综合对比分析得出该面煤层底板破坏深度约为12 m。     

孤岛工作面沿空巷道矿压显现规律研究

以顾北煤矿1232(1)综采工作面为研究对象,首先分析了煤层的地质条件与顶底板的情况,并制定了矿压观测的内容与方法,进而对综采支架工作阻力、巷道围岩变形进行实测分析,得到矿压显现的规律,从而为工作面的高产、高效、安全、低耗生产创造良好的技术条件。研究结果表明,孤岛工作面超前支承压力增加明显,孤岛工作面沿空掘巷围岩变形量剧增,其支护难度大大增加,在进行孤岛工作面沿空掘巷支护设计时必须大大增加支护强度。     

晋北煤业工作面煤巷支护技术优化实践

针对近年来许多煤矿工作面煤巷变形大、支护困难等问题,分析了晋北煤业5-101工作面煤巷的具体地质赋存条件,顶板岩层的泥岩等软岩条件时应采取的支护方式。采用工程类比法列举了沙坪煤矿18204工作面、王庄煤矿6207工作面、马道头煤矿2203工作面等3个工作面顶板具体支护参数,综合分析了其支护方式,结合晋北煤业工作面巷道的顶底板特点,进而确定了5-101工作面煤巷采用“锚杆+锚网索+钢带”联合支护方式,并通过理论计算得到了各项支护参数。通过现场应用,该支护方案可以保证5-101工作面巷道的稳定,且可以取得较大的经济效益。     

煤层群开采条件下的保护层卸压效应研究

随着工作面的推进,煤层群开采后将引起上覆岩层的变形、冒落及下伏岩层的移动、膨胀,使开采空间周围原有应力平衡状态受到破坏,引起应力的重新分布,从而在顶、底板中产生不同的应力应变场,进而对顶、底板岩层产生不同的破坏,而使被保护层产生了不同的卸压效应,同时通过FLAC3D软件对煤层群开采过程中上覆及下伏岩层的应力变化规律及移动变形规律进行了研究。     

某矿采动顶板矿压显现规律研究

以某矿首采工作面的工程地质条件为基础,采用现场实测的方法,分析了采区顶板矿压变化情况;结合采场实际情况,建立煤层顶板的工程地质模型,应用数值模拟软件UDEC模拟了采动过程中煤层顶板的矿压显现规律;通过对两者结果进行综合对比分析,得出了采动顶板的来压步距。研究结果为该矿煤层的后续开采、支护提供了参考依据。     

矿井开采对煤层顶底板影响研究

为了研究矿井开采对煤层顶底板的影响,采用理论分析的方法,分析了矿井开采对煤层顶板的影响、矿井开采对煤层底板的影响,首先研究了矿井开采对顶板影响范围、计算了首采层开采对上覆岩层的塌陷范围;然后,研究了矿井开采对底板破坏范围,以新田煤矿4号煤层工作面为例,研究得出:采空区对上覆岩层影响形成的塌陷盆地最大边缘为采空区外9.748 m;1401工作面回采对底板最大破坏深度71 m。研究为类似工程条件的开采对煤层顶底板影响范围提供理论依据。     

不等长工作面矿压规律研究

在煤矿开采过程中受地质构造影响工作面会呈现不等长。为了掌握不等长工作面顶板运动规律,在综采支架上安装连续记录智能化压力仪表记录顶板的压力变化。通过理论分析和矿压观测分析可知,随着不等长工作面长度不断加大工作面平均压力随着增大、而周期来压步距有减小的趋势。     

富水覆岩长壁综放开采矿压显现规律研究

为了进一步研究富水覆岩长壁综放工作面推进过程中的矿压显现机理,以大佛寺煤矿40301工作面为工程背景,采用相似模拟的方法,研究工作面推进过程中的矿压显现规律,并掌握上覆岩层在工作面推进过程中变形破断和裂隙发展规律。研究表明,综放工作面上覆岩层矿压显现明显,基本顶初次来压和周期来压步距分别为63~72 m和27~33 m,在工作面的推进过程中,上覆岩层的裂隙发展会波及洛河组砂岩,可能会对采空区和工作面产生一定程度的危害。研究结果可为大佛寺煤矿综放开采提供理论依据,对同类地质条件下的综放开采有一定的借鉴意义。