深部沿空综放面巨厚表土加载型冲击地压机理研究

以赵楼煤矿7303工作面为工程背景，采用理论分析、现场实测等方法，对深部沿空综放面巨厚表土加载型冲击地压机理进行研究，总结了厚表土薄基岩综放面的覆岩空间运动结构演化规律，建立了表土加载阶段的土压力拱载荷传递机制力学模型，基于理论分析结果划分了深部沿空综放面巨厚表土加载阶段的管控区域范围与等级，深部沿空综放面巨厚表土加载型冲击地压机理为：推进至表土持力层破断步距时，巨厚表土通过土压力拱将自身载荷传递至承载基岩，随着基岩破断运动持续加载至工作面前方煤体中，导致煤壁前方大范围煤层应力持续性升高，容易诱发冲击地压。通过微震监测、地表沉陷和现场显现数据，验证了深部沿空综放面地层运动、地表沉陷与巨厚表土加载型冲击地压发生高度相关，可作为预测预报巨厚表土加载型冲击地压的参考依据。     

特厚煤层综放开采冲击地压防治技术与实践

基于华亭煤矿250102综放工作面冲击地压显现强烈、巷道返修难度大,开展了一系列技术研究和防治实践。分析表明,大采深、煤层具有冲击倾向性、坚硬厚层砂岩顶板、护巷煤柱留宽不合理是导致该工作面发生冲击地压的主要因素,并采用综合指数法判定该综放面冲击危险指数0.89,具有强冲击地压危险性。在早期预测的基础上,采用微震法对冲击危险区域进行监测。对具备冲击危险的区域,综合采用巷帮煤体卸压爆破、顶板深孔爆破、动压注水(8~13 MPa)与静压注水等卸压解危措施,削弱了冲击地压显现强度,有效降低了综放工作面冲击地压的发生。     

浅埋深薄基岩综放覆岩运移规律的埋深效应研究

采用相似模拟实验的方法,研究了浅埋深薄基岩条件下综放开采覆岩运移规律的埋深效应,结果表明:浅埋深薄基岩条件下,虽然埋深不同,综放采场覆岩均形成了稳定的"悬臂梁+铰接岩梁+拱"结构,松散层和地表会随着"铰接岩梁"周期性失稳而滞后工作面成整体切落式垮落,地面出现台阶式下沉,工作面与地表沟通,进而直接破坏覆岩含水层和地表水系,生态环境遭受严重的破坏;随着埋深的增加,地表最大下沉值增加,最大下沉量位置距工作面的距离增大。     

厚煤层综放开采技术的动压控制机理

鉴于冲击地压对深部厚煤层工作面安全高效生产具有严重的影响性,采用RFPA2D数值模拟软件研究综放工作面采场周围支承压力的分布规律,分析综放开采对于有冲击危险性厚煤层的动压控制机理。研究表明,对于具有冲击危险性的厚煤层采用综放开采是有利于冲击地压防治的[1],在采用放顶煤开采方法时形成的"高位结构"改变了支承压力在煤层上的分布形态,支承压力的范围明显扩大,从而达到对采场周围动压显现的控制目的。     

浅埋薄基岩综放工作面矿压显现规律埋深效应

采用相似模拟实验和现场实测相结合的方法,研究了埋深对浅埋深薄基岩综放工作面矿压显现规律的影响。研究结果表明:浅埋深薄基岩煤层赋存条件下采用综放开采,当煤层和基岩厚度相同时,煤层埋藏深度的变化(黄土层厚度变化)对综放工作面覆岩的结构影响不大,均形成"组合悬臂梁+铰接岩梁+拱"的结构;埋深越大,综放工作面周期来压步距越小,但动载系数及支架循环末阻力随之增大。     

浅埋薄基岩综放面矿压显现规律的基岩厚度效应

采用现场实测法,对千树塔煤矿11305综放工作面基岩厚度不同时的各回采阶段矿压显现规律进行了对比分析。结果表明:对于浅埋薄基岩综放工作面,当埋深和煤层厚度相近时,基岩厚度越小,周期来压步距越小,而其对应的动载系数和平均循环末阻力却增大,即其越不利于综放工作面安全回采。因此当基岩厚度较小时,应采取相应的技术措施,加强顶板控制,确保综放工作面的安全。研究结论对浅埋薄基岩综放工作面顶板控制具有重要的指导意义和实践价值。     

厚煤层综放开采冲击地压防治及工程实践

基于东滩煤矿43上13综放工作面冲击地压显现强烈,采用RFPA软件对工作面回采过程冲击地压进行数值模拟,并制定了钻孔卸压、深孔爆破等技术措施,有效降低了工作面发生冲击地压的可能性。实践表明:大采深、煤层结构、顶板特性、地质构造复杂是导致43上13工作面发生冲击地压的主要因素。     

薄基岩综放采场直接顶结构力学模型分析

为深入研究薄基岩综放采场矿压显现规律,以山西潞安矿业集团司马煤矿薄基岩区厚煤层开采为研究背景,采用数值模拟、理论分析、现场实测等方法对薄基岩综放采场直接顶结构特征进行了研究,建立了薄基岩综放采场直接顶结构力学模型,分析了直接顶“半拱”式平衡结构的形成机理和破断规律。结果表明：根据司马矿薄基岩区直接顶厚度和岩层性质不同,将直接顶划分为Ⅰ型和Ⅱ型两种类型;采高6.5 m,直接顶厚度大于15 m时,容易形成“半拱”式平衡结构,采场矿压呈现出来压步距短、静压大、动压小、动载系数小等特征,“半拱”结构有规律的破断失稳是薄基岩综放工作面矿压显现的根源,该结论解释了司马煤矿薄基岩综放采场的矿压显现规律。     

厚煤层综放开采覆岩移动规律数值模拟分析

为了掌握高河矿综放工作面上覆岩层移动规律,为工作面布置及“三下”开采提供参考,结合高河矿E1302综放工作面地质情况,采用数值模拟方法,对工作面地表移动、上覆岩层移动及岩层破坏特征进行模拟分析。研究表明:岩层移动在基岩内衰减较为明显,在松散层内近似整体沉降,厚基岩具有一定的控制地表沉陷变形的能力;导水裂缝带发育髙度最大约为140 m,裂高采厚比为20;综放开采强度大,地表的沉陷变形值增大,地表裂缝增加,从而导致地表下沉系数增大。     

厚表土薄基岩煤层综放开采矿压显现规律

为解决司马矿厚表土薄基岩煤层的综放开采问题，采用理论分析、数值模拟、现场观测的方法对基岩结构稳定性和矿压显现规律进行了研究．结果表明，当其它条件不变，黏土层是薄基岩结构稳定性的重要影响因素，黏土层厚度越大则结构越稳定；工作面前方支承压力分布范围为15m，支承压力峰值点在工作面前方5～15m范围内，比厚基岩工作面小，基本项来压断裂步距小，但工作面矿压显现明显；当黏土厚40m，基岩厚20m时两者可形成较为稳定的结构．结论在现场首采工作面的开采试验中得到了验证．     

超长综放面开采地表移动变形规律的实测研究

为研究超长综放工作面开采条件下地表移动变形规律,指导矿井生产,在兴隆庄煤矿4326超长综放工作面上方设立了地表移动观测站。通过对观测资料的分析研究,获得了该区条件下超长综放工作面开采时的地表移动变形规律和有关参数,给出了煤柱上方的概率积分法预计结果修正公式,并与普通综放面岩移参数进行了对比分析。     

千米深井大倾角煤层综放采场矿压显现实测研究

针对开滦赵各庄矿3237深部大倾角综放工作面的矿压显现和围岩活动规律进行了全面的实测研究,通过多种观测手段和研究方法,获得了大量的观测数据,初步掌握了大采深大倾角厚煤层条件下综放开采工作面矿压显现的基本规律与顶板的运移特征,得出了大采深与大倾角回采巷道变形与支承压力的分布特征.     

五阳煤矿高强度开采条件下地表移动规律的研究

根据多个观测的实测资料,分析求出了五阳煤矿在分层综采和综采放顶煤条件下的地表移动规律和岩移参数。无论是分层综采,还是综采放顶煤,都表现出地表下沉盆地陡峭、地表移动剧烈等特点;综采放顶煤与分层综采相比,地表下沉系数相当于初次采动,地表裂缝和破坏要轻得多。     

浅埋厚煤层综放开采地表移动规律实测研究

为研究浅埋厚煤层综放开采条件下的地表移动规律,在万利矿区某综放工作面上方建立了地表移动观测站进行观测,通过分析地表移动变形实测数据,得出了该区条件下综放开采的地表移动规律。结果表明：工作面采深小、开采范围大,地表移动和变形值较大,其地表移动盆地的分布特征基本符合概率积分法模型,其综合下沉系数为0．78,主要影响角正切为2．8,拐点偏移距系数为0．14。     

兖州矿区厚冲积层条件下地表移动观测与采动充分性探讨

厚冲积层条件下的开采充分性问题,对兖州矿区"三下"采煤工作有重要影响,有必要对充分性的判别方法进行探讨。根据地表移动实测资料,分析了兖州矿区厚冲积层条件下综放开采地表沉陷的特点,在开采充分性分析的基础上,提出了采用基岩厚度作为开采充分性判别方法。应用直流电测深和地震2种物探方法勘测上覆基岩破坏的分布范围和空间展布进行了验证。研究结论对于本矿区"三下"采煤有重要的指导意义。     

厚煤层综放开采工作面地表岩移实测分析

随工作面向前推进,采空区范围逐渐增大,上覆岩层因失去支撑而垮落下沉,沉降逐层传递,直至地表造成岩层移动。为研究掌握厚煤层综放开采条件下的地表岩移规律,本文以小峪煤矿8202工作面为例,结合理论、实测等方式,对厚煤层综放工作面上方地表岩层移动进行实测分析,为厚煤层采动影响下的地表沉陷控制提供数据支撑。     

兖州矿区综放开采地表沉陷规律

为了研究综放开采地沉陷规律,根据兖州矿区建立的综放开采地表移动变形观测站和上覆岩层内部移动变形实测数据,在综合分析研究的基础上,获取了综放开采地表移动盆地特征及角值参数、地表动态移动规律及参数,揭示了综放开采地表动态变形规律和冲积层内部移动变形规律,建立了各种沉陷参数与地质采矿条件之间的变化关系式和开采沉陷概率积分预测参数体系。     

复合水体下特厚煤层综放开采安全性研究

为解决采空区和地表塌陷积水组成的复合水体下综放开采安全性问题,以灵露煤矿一采区Ⅱ3特厚煤层所面临的由Ⅱ2-1煤层采空积水和地面塌陷积水组成的复合水体下开采为例,采用工程类比和理论分析相结合的方法,计算得出了综放开采覆岩破坏高度以及防水、防砂和防塌安全煤岩柱高度|基于采空区积水区和开采煤层之间的距离与安全煤岩柱高度的差值,采用克里格差值法分别绘制了采空区积水对开采煤层充水、溃砂和防塌的影响图,综合分析了一采区Ⅱ3受顶板复合水体威胁情况,最终评价了复合水体下综放开采的安全性。研究结果表明：一采区开采能满足对地表塌陷积水留设防水安全煤岩柱的要求,地表塌陷水体下特厚煤层综放开采是安全的|对复合水体采取留设安全煤岩柱,物探和钻探疏放水相结合等综合防治水技术措施后,复合水体下综放开采是安全可行的。     

综放采场走向压力分布规律及终采线位置确定

为合理确定综放采场工作面终采线的位置,以谢桥煤矿C_(13-1)煤一综放工作面为研究背景,采用相似材料模拟试验和现场测试,从煤层顶板运动、巷道煤层受力和位移、巷道深部位移、轨道上山支架受力、巷道支架受力和变形、工作面周期来压等方面,全面分析了综放采场走向围岩压力分布规律。结果表明,围岩压力峰值位置平均值为14．4m,超前影响距离平均值为66．8 m,在工作面前方平均29．2 m处,围岩矿压显现由缓和趋向剧烈,并将终采线位置确定在离轨道上山30 m处,比预先按传统设计的50 m缩短了20 m留设煤柱,经济效益十分显著。