浅埋煤层超前支承压力分布规律研究

山西某矿区浅埋煤层回采过程中,对工作面超前支承压力影响范围和程度难以准确估计。为了确定浅埋煤层超前支承压力分布规律和影响范围,为工作面超前支护范围与强度提供依据,采用现场实测方法,在工作面顺槽布置应力监测仪器,对浅埋煤层回采工作面超前支承压力进行跟踪监测,并研究超前支承压力与工作面推进距离关系。研究表明:沿工作面走向且超前工作面8 m范围内为采动影响剧烈区,8~24 m区域为采动影响明显区,24 m以外区域为采动影响轻微区;煤柱内的超前支承压力强烈影响范围小于9 m。     

部分充填采煤法工作面煤体破坏特征及覆岩移动规律研究

为了研究部分充填开采下工作面煤体破坏特征及覆岩移动规律,本文以新桥矿为工程背景,拟通过PHASE 2D有限元软件建立相应的数值模型,研究了支承压力分布规律、工作面前方煤体塑性区发展规律、工作面顶板下沉量和覆岩移动规律.研究结果表明:工作面前方支承压力先增大再减小,最后趋于稳定,应力集中系数峰值为1.8;工作面前方燥壁破坏范围随工作面推进逐渐增大,并最终稳定在2m;工作面燥体前方直接顶的下沉量较小,而工作面煤壁后方直接顶的下沉量较大,直接顶下沉量最大为22 mm左右;覆岩垂直位移随工作面推进距离增大而增大,最大垂直位移为66mm左右.     

深部大采高综放工作面支承压力分布规律

结合龙固矿2301大采高综放工作面地质及生产技术条件,通过理论分析、FLAC3D数值模拟及现场实测综合研究了工作面支承压力的分布规律。研究得出了工作面走向及倾向支承压力峰值的分布范围及峰值大小及应力集中系数,并揭示了支承压力随工作面的推进的分布规律,实测结果与数值模拟及理论分析结果相比误差较小。     

仰斜开采覆岩应力分布及裂隙演化规律物理模拟试验

为揭示仰斜开采过程中采场覆岩应力及裂隙演化规律,采用物理相似模拟试验进行了研究,得到了仰斜开采工作面底板支承压力沿推进方向的区域划分,支承压力峰值的变化,以及采场覆岩"三带"高度与卸压裂隙区宽度等随着工作面推进的变化规律。     

不稳定煤层放顶煤矿压活动规律分析

为了研究鹤煤十矿12采区不稳定煤层矿压活动规律,通过数值模拟UDEC建立三组模型,定义工作面由薄到厚推进为正向推进,由厚到薄推进为逆向推进,研究分析了厚度不稳定煤层顶板活动规律和工作面超前支承压力的特点。结果表明:放顶煤一次采全高,初次来压步距随着煤层厚度增加而减小。对于厚度不稳定煤层开采尽量选择由薄煤层向厚煤层开采的推进方向,同时使工作面推进方向偏离煤厚变化梯度最大的轴线,可降低由于推进方向导致的顶板活动剧烈程度。煤层厚度无变化条件时,支承压力分布不受工作面推进距离影响;煤厚逐渐增加时,随工作面推进,超前支承压力影响范围逐渐增大。     

综放开采采场支承压力分布规律的相似模拟

通过物理相似实验模拟了煤层综放开采过程中采场支承压力的动态变化过程,得到不同推进距下工作面煤壁前方形成的超前支承压力分布规律,拟合出最大支承压力集中系数与工作面推进距离的关系曲线。得到了采空区支承压力的变化规律,并分为卸压波动区、卸压增大区和卸压缓慢变化区3个区域。这些规律可为有效防治综放开采工作面瓦斯灾害提供依据。     

不同老顶条件下直接顶硬度对工作面超前支承压力的影响

超前支承压力的分布规律对煤矿开采过程中冲击地压、煤与瓦斯突出等灾害有很大影响。应用UDEC2D4.0离散元数值模拟软件,研究了不同顶板条件下采煤工作面超前支承压力的分布规律。随着直接顶硬度的增大,支承压力的应力集中系数和影响范围不断增大,且支承压力峰值逐渐向采煤工作面方向靠近。老顶坚硬工作面支承压力的应力集中系数、峰值与工作面煤壁的距离以及影响范围均大于老顶软弱的工作面。研究成果可为煤矿生产中采煤工作面支护参数的选取提供参考。     

大倾角俯斜综放开采覆岩运动规律研究

以某矿6303大倾角综放工作面开采为工程背景,通过UDEC数值模拟与相似材料模拟试验对俯斜大倾角综放工作面的来压规律、覆岩破坏特征和应力分布进行了研究。结果表明,老顶和直接顶中的拉破坏范围随着工作面向前推进而逐渐增加,工作面覆岩的破坏呈"V"字形分布,采场后方拉破坏范围最大,中部次之,前部偏小;在塑性区支承压力单调上升,在弹性区单调下降,支承压力的主要影响范围30～35 m。     

不同工作面长度对采场覆岩的影响分析

针对某采煤工作面的覆岩结构特点,在收集相关资料的基础上,运用FLAC3D软件对该工作面矿压显现规律进行了研究,分析在相同采高、不同工作面长度的条件下顶板上覆岩层的应力、位移及塑性区分布规律。随着工作面长度和推进距离的增加,工作面覆岩支承压力峰值逐渐变大,至工作面中线距离越远,支承压力峰值越低。整个应力壳壳体高度以及高应力区的分布范围变大,扁平率升高。工作面长度增加,顶板下沉量增大,工作面上覆岩层越易破坏。     

三维实验条件下煤层采动支承压力分布规律研究

为得到煤层在采动过程中支承压力的分布演化规律,搭建了以山西某矿为原型的三维物理相似实验模型。通过实验得到:在煤层走向方向上,随着工作面向前推进,在煤壁前方形成随着工作面前移而不断前移的超前支承压力。其影响范围可以分为3个区域,即采动影响剧烈区、采动影响区、未受采动影响区。在煤层倾向方向上,支承压力具有马鞍形的分布规律,距离煤壁17.5 m处为压力峰值所在处。