深埋大采高综放采场超前支承压力分布规律

为了掌握深埋大采高综放采场超前支承压力分布规律,以康北矿101工作面为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场实测相结合进行研究,分析了随着工作面推进在不同采高和不同采深情况下超前支承压力应力集中系数、峰值距煤壁距离和影响范围分布规律。结果表明:随着采高或采深的增加,超前支承压力应力集中系数变化不明显、峰值距煤壁距离和影响范围变大。     

霍尔辛赫3207大采高工作面上覆岩层运移数值模拟分析

为了解决霍尔辛赫煤矿松软破碎顶板厚煤层开采存在的问题,以确保3207大采高工作面的顺利安全回采,基于采煤工作面上覆岩层运移规律,结合霍尔辛赫3207大采高工作面现场实际情况,利用FLAC3D软件对3207工作面超前支承压力、工作面滞后应力状态及推进速度对煤壁片帮的影响进行了数值模拟分析,得到了3207工作面上覆岩层运移规律。研究结果表明:3207工作面超前支承压力峰值位置距离工作面6~7 m,滞后支承压力峰值位于工作面煤壁后方10~14 m;3207工作面推进速度越慢,煤壁拉应力破坏区和剪应力破坏区就越大,发生片帮的概率增大。     

大采高采场超前支承压力分布规律研究

大采高工作面在开采时易导致煤壁产生失稳片帮现象,对工作面安全生产产生重要影响。文章根据某矿大采高工作面实际开采情况,利用FLAC3D数值模拟软件建立数值模型,研究大采高工作面开采超前支承压力分布特征。研究表明:1)通过理论分析得到超前支承压力峰值距离为8.3 m;2)工作面前方可分为应力增大区、应力减小区和原岩应力区;3)工作面前方的支承压力分布范围为30~36m,峰值应力点为5.8m~8.8m。研究成果可为大采高煤矿的安全生产提供理论依据。     

采动应力分布特征的深度效应

为研究神东矿区采煤深度增加引起的采动应力分布变化特征,采用FLAC~(3D)数值模拟软件,构建数值试验模型,分析不同采深模型下应力拱形态、超前应力峰值、位置及影响范围变化特点。通过研究不同开采深度采动应力分布特征的变化规律,得出了采深效应的作用机制。研究表明:通过分析数值模拟结果,发现不同埋深条件下工作面超前支承压力峰值距煤壁距离约8～12 m,受工作面开采剧烈影响范围(应力集中区域)约87～99 m,两者都随着埋深的增加而增大。上覆岩层形成的应力拱结构是影响采动应力分布特征的根本原因。针对深部矿井巷道围岩变形严重问题,提出了水力压裂措施,通过现场验证取得了良好的效果。     

大采高综采工作面应力分布特征的数值模拟分析

山西某矿3405工作面采用一次采全高的综合机械化的采煤工艺,其矿压显现比较剧烈。为了更好地安全高效回采该工作面,通过FLAC3D数值模拟软件来分析该工作面回采时应力分布特征。结果表明:3405工作面超前支承压力峰值位置距煤壁5 m,影响范围为75 m,应力集中系数为2.3;固定支承压力峰值位置距煤壁15 m,影响范围为45 m,应力集中系数为2.0;工作面拉应力区范围在16 m左右。     

关键层位置与采高对支承压力影响规律的研究及应用

工作面超前支承压力不仅受采高影响,与覆岩关键层位置也密切相关。通过理论分析和UDEC2D数值模拟的方法研究了采高和关键层与煤层的距离对超前支承压力的影响规律。结果表明:在关键层厚度保持不变的前提下,关键层与煤层的距离一定时,采高越大,工作面超前支承压力峰值越小,峰值位置距离煤壁越远;采高一定时,关键层与煤层的距离越近,工作面支承压力峰值越大。当关键层与煤层距离大于一定值后,关键层对工作面支承压力峰值基本无影响。该结论对于超前段巷道的支护以及瓦斯抽采钻孔的优化布置具有一定的指导意义。     

千米深井大采高采场围岩应力分布规律数值分析

煤矿深部开采的应力集中异常突出,以唐口煤矿1305工作面为例,利用FLAC3D有限差分软件对千米深井大采高采场围岩应力分布规律进行数值分析。模拟结果表明:1305工作面回采时,在采空区四周煤体内形成对称的"双肺"状支承压力影响区;随着工作面推进,采场支承压力峰值及采空区上覆岩层破坏高度逐渐增大,工作面见方后,采空区顶板破坏高度与超前支承压力峰值变化趋于稳定,支承压力最大峰值约为72MPa,应力集中系数k为3.0;工作面煤壁前方与采空区两侧煤体内支承压力峰值随工作面推进向深部转移,且支承压力影响范围逐渐增大,压力峰值与工作面煤壁之间的距离基本保持在8~15m范围内。     

大采高采场超前支承压力分布规律及应力峰值位置研究

根据三元王庄煤矿3045大采高工作面实际情况,在工作面前方巷道实体煤一侧布置了GMC20应力传感器,对超前支承压力进行了实测,并运用FLAC3D数值模拟软件,针对采场建立了工作面的实体模型,研究了工作面超前支承压力的分布规律以及应力峰值的位置。研究表明,王庄煤矿大采高采场实测支承压力峰值及位置与数值模拟、理论计算基本一致;应力峰值位于工作面前方10.3m左右,超前支承压力的影响范围为47m左右,结论可为大采高工作面超前支护方案的确定提供有力依据。     

极浅埋煤层采动应力及煤柱宽度留设研究

针对埋深100 m左右极浅埋煤层,以西部某矿工作面开采为例,安设应力监测系统研究采动应力分布规律,分3个区域:采动轻微影响区,30 m以外区域,根据支承压力变化趋势又可分为降压区和稳压区;采动明显影响区,位于10~30 m区域,随着距离增大超前支承压力逐步降低,但总体上高于原岩应力;采动剧烈影响区,位于10 m以内区域,超前支承压力急剧增大,围岩弹性形变剧烈。侧向支承压力分布呈起伏状态,出现2个应力峰值,分别在距煤壁5 m和9 m处,侧向支承压力的影响范围11 m;两峰值间7 m处出现应力最小值,确定在5~7 m内顶板侧向断裂。最后理论结合数值模拟软件确定合理煤柱宽度15 m。     

深井不同采高围岩应力演化规律研究

文章以山东某矿深井工作面为工程背景,运用数值模拟软件对千米深井不同采高下应力分布规律进行研究,通过对工作面超前支承压力峰值、推进影响范围和煤层围岩破坏等方面的分析,得出结论:深井开采过程中,煤壁前方支承压力峰值和压力影响范围与推进距离呈正相关,在采高不同的情况下,工作面推进距离相同时,超前支承压力峰值随采高的增加而增大,工作面围岩的破坏随采空区的增大破坏范围增大。研究成果对深井工作面安全开采具有一定的指导意义。     

综放面超前支承压力与影响因素关系分析

为了分析某矿2301S综放面超前支承压力分布规律,以确定巷道超前支护参数,建立了数值模拟模型,分别模拟了不同埋深、不同采高、不同煤层硬度条件下工作面超前支承压力分布规律。结果表明,埋深越大、采高越大,支承压力峰值及影响范围也越大,煤层硬度越大,矿压显现越剧烈,但支承压力峰值距煤壁距离及影响范围却减小。     

深部厚煤层走向支承压力动态分析

通过现场实测与FLAC3D数值模拟的方法分析了某矿1310工作面走向支承压力的变化特征,研究了工作面推进步距对支承压力变化规律的影响。结果表明,走向支承压力随煤壁前方到煤壁之间距离的增大而逐渐增大,在煤壁前方125 m处达到峰值后迅速下降,釆动影响范围为125m;顶板断裂前,支承压力逐渐增大,顶板产生回转式破断时,支承压力减小,顶板断裂下沉稳定后,支承压力也逐渐趋于稳定。数值模拟结果表明,随着工作面前方到煤壁间距离增大,支承压力在煤壁前方20m范围内迅速升高,达到峰值后,随着工作面前方到煤壁之间距离的继续增大,垂直应力最终在煤壁前方130 m处趋于稳定,且稳定度与工作面推进距离无关,均为23.75 MPa。     

本煤层超前卸压瓦斯渗流规律的影响因素研究

针对工作面前方煤体应力的演化全过程设计了实验方案,开展超前卸压区瓦斯渗流实验,对实验数据进行了拟合,得到了煤样加载阶段和卸载阶段渗透率与垂直应力的拟合函数。根据新大地煤矿15201工作面现场实际情况,结合不同阶段煤样渗透率与垂直应力的拟合函数建立了数值计算模型,就工作面采高、采深对超前卸压区瓦斯渗流规律的影响进行了数值模拟研究。模拟结果表明:一方面,随着采高、采深的增大,超前支承压力的影响范围不断增大,且超前支承压力峰值位置不断远离工作面煤壁,工作面前方的高渗透率区域不断增大;另一方面,超前支承压力峰值随采高的增加不断减小,但随采深的增加不断增大。     

不同采煤方法开采深部厚煤层超前支承压力对比分析

深部厚煤层开采深度大、工作面矿压显现剧烈,利用FLAC3D数值模拟技术结合试验工作面的实际条件,研究了分层开采和综放开采时围岩应力分布情况。研究结果表明两种开采方法的高低应力分区特征基本相同,但超前支承压力峰值不同:上分层开采超前支承压力峰值大于下分层开采超前支承压力峰值大于综放开采超前支承压力峰值,且综放开采的超前支承压力峰值深入煤壁的距离较大,能够有效降低工作面煤壁前方的应力集中程度。     

综放工作面应力分布规律的数值模拟研究

以燕子山煤矿8102综采放顶煤工作面为研究对象,通过数值模拟试验,分析了工作面回采过程中采场围岩应力、破坏分布规律。结果表明:受到采动及巷道围岩应力集中的影响,在工作面煤壁边缘、巷道边缘均发生不同程度的屈服破坏;8102工作面超前支承压力值呈现采面中部运输机机尾运输机机头的特征,支承应力峰值出现在煤壁前方10 m附近,影响范围为工作面煤壁前方80 m,最大应力集中系数1.6。     

采场前支承压力分布特征及应力峰值位置综合研究

根据顾北煤矿12323工作面实际情况,运用FLAC3D软件建立工作面开采数值模拟模型,研究了工作面前支承压力分布形态及应力峰值的位置。结果表明,数值模拟应力峰值的位置与理论计算、现场实测的位置基本一致;应力峰值位置在工作面前方16 m左右,支承压力的影响范围在工作面前方60 m左右,可为超前支护距离的确定提供依据。     

大采高工作面采场支承压力分布规律分析

以寺河矿大采高高效回采工作面为试验对象,采用超前支柱监测、回采巷道及留巷变形监测、煤体应力监测等技术手段,研究分析了该工作面采场支承压力分布规律及巷道变形特征,为工作面巷道布置、采场及巷道围岩控制等提供依据。研究结果表明,与常规大采高工作面相比,该工作面超前支承压力的影响范围为9~15 m,集中系数为1.7~1.9,峰值位置前移,位于煤壁前方12 m处;后方支承压力具有明显的分区特征并伴有一定的滞后性;侧向支承压力峰值位置变化不大。     

受采动影响综采工作面矿压显现特征数值模拟分析

针对古汉山矿17126大采高综采工作面的地质条件,采用计算机数值模拟(FLAC3D)系统,对试验面不同回采距离时,超前支承压力、上覆岩层移动以及围岩塑性区分布等特征进行分析,得出该工作面超前支承压力的影响范围为煤壁前方50 m,应力峰值位于煤壁前方5~7 m;回采时工作面中部顶板下沉最大,且最大下沉量不足以造成工作面压架;随着工作面的推进,采场围岩塑性破坏区范围不断增大且表现为采空区上方以拉伸破坏为主,工作面上方以剪切破坏为主。     

深部采煤工作面支承应力分布规律的采厚效应研究北大核心

采用理论分析、数值模拟和现场观测相结合的方法,对高家堡煤矿41103工作面深井煤层开采厚度变化过程中支承应力的分布规律进行了研究,结果表明:煤层由厚变薄条件下煤体的超前支承应力峰值位于工作面前方13 m左右,受采掘活动影响的超前距离为58 m;采厚变化区域应力变化速率加快,超前支承应力峰值增大,由38.7 MPa增加到46.2 MPa;工作面侧向支承应力峰值位于工作面前方12 m处的巷帮深部5～11 m内,应力集中系数达到2.4,需在超前支护的基础上在工作面前方12 m区域内加强支护。     

千米深井工作面推进步距与采动应力分布影响规律分析

以开滦矿业集团赵各庄煤矿为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场实测等方法对埋深在-1 100 m以下的2337E工作面的采动应力分布规律进行了对比研究和分析,得到了千米深井条件下采动应力变化与工作面推进步距的"有限协同效应",即随工作面推进步距的增加,超前支承压力峰值、影响范围、峰值位置距煤壁距离都会相应增加,但不会超过一个稳定值。