大采高综采面煤壁片帮研究

为有效预防大采高综采面煤壁片帮,保障大采高综采技术的安全、高效,本文综合分析了大采高综采技术,探讨了大采高综采面煤壁片帮形式,研究了煤壁片帮成因,并结合本人实际工作经验,提出了预防大采高综采面煤壁片帮的措施,以供同行参考。     

多关键层跨煤组远程被保护层煤壁片帮机理及防治

煤壁片帮是制约大采高软煤综采工作面安全、高效回采的主要因素之一。基于淮南矿区A组煤、B组煤煤系地层禀赋及下保护层开采生产条件,针对潘二矿11224工作面煤壁片帮破坏特点,采用现场实测、物理模拟、理论分析、工业试验等方法,研究了多关键层结构跨煤组远程下保护层开采覆岩采动裂隙发育规律和被保护层大采高软煤综采工作面煤壁失稳力学过程,揭示了回采前已受采动影响的煤壁片帮机理并提出控制措施。结果显示:①被保护层煤壁破裂形式主要为不规则滑移体沿破裂面的滑移运动,同时伴有区域多发性及倾向蔓延性,片帮迹线观测到贯穿煤层的节理弱面;②物理模拟显示,受下保护层开采影响,远程被保护层11224工作面处于覆岩"三带"中弯曲下沉带内,并出现大量随机分布的法向节理裂隙;③薄板模型极限挠度分析显示,采高、关键层空间结构、垮落带和断裂带岩层碎胀系数是决定"三带"发育高度的主控因素,理论计算所得"三带"发育特征与物理模拟一致;④基于煤壁片帮形式和受扰动影响特征,建立被保护层煤壁单元受力简化模型,给出考虑围压作用任意形态三棱柱体剪切破坏判据;⑤三棱柱体破裂后形成滑移体,主控弱面控制滑移体的摩擦滑动,提出滑移体沿结构面摩擦滑动失稳判据;⑥提高支架阻力和护帮力、采用"棕绳+注浆"柔性支护以及工字钢辅助铺网加强支架支护,可显著提高煤壁单位稳定性。     

近距离采空区下大倾角“三软”厚煤层综采片帮机理与控制

针对大倾角"三软"厚煤层大采高综采工作面煤壁片帮控制难的特点,根据潘北矿12124工作面地质及回采初期矿压显现特征,采用实验分析、理论计算、FLAC3D数值模拟试验等综合方法,系统分析了12125工作面开采后及12124工作面回采期间采动应力演化特征。基于煤壁片帮破坏形式及塑性区范围计算分析,指出煤体性质、多次采动应力叠加、支架性能是影响煤壁片帮的主要因素,揭示了近距离采空区下大采高综采工作面煤壁片帮机理。提出并实施了提高液压支架工作阻力、煤壁注水、铺双层网等煤壁片帮控制的技术措施,取得了良好效果,保障了工作面安全高效生产,为类似条件工作面设计、煤壁片帮控制及支架设计提供了参考。     

神东矿区大采高综采面片帮机理及对策分析

为有效控制神东矿区大采高综采面煤壁片帮,结合神东矿区大采高综采面具体条件,通过理论分析和现场实测,分析了该矿区大采高综采面煤壁片帮机理及片帮影响因素。提出了注水软化煤层、来压快速推进、过断层固化破碎顶板、加强技术管理、保证端面距最小化和过上覆近距离煤层遗留煤柱矿压预测预报工作到位等防治煤壁片帮技术。现场实践表明,综合应用上述防治措施控制煤壁片帮效果良好。     

小保当矿大采高综采面煤壁片帮机理及防控技术

为了解决小保当煤矿大采高综采面煤壁片帮问题,采用理论分析与数值模拟的方法,分析了小保当煤矿大采高综采面煤壁片帮机理及影响因素.结果表明:小保当煤矿煤壁片帮主要是由于开采过程中上覆岩层形成"悬壁梁"结构,梁前端位于煤壁处,煤壁承载增大,支承压力大而引起.通过煤壁片帮因素分析得出了控制综采面煤壁片帮的合理工艺参数,2~(-2)煤开采时工作面采高为6.5 m,支架支护强度为1.0~1.5 MPa,护帮板支护强度为1.0 MPa.提出了"控制采高、合理支架支护强度、使用护帮板"的煤壁片帮综合防控措施.     

大采高综采面煤壁片帮特征分析与应用

片帮问题是制约大采高综采面安全高效开采的主要因素之一,为了弄清大采高工作面煤壁片帮特征,采用压杆理论分析完整性较好的煤壁的挠度特征,得到了煤壁容易发生片帮的位置在煤壁的中上部,并与现场实测结果对比分析,得到了大采高综采面两种典型的片帮形式:半煤壁片帮和整个煤壁片帮.现场采取了提高护帮板的使用率,增加支架的实际初撑力和工作阻力,及时移架等片帮综合治理措施,减少了工作面煤壁的大块煤片帮现象.     

厚煤层一次采全高煤壁失稳机理及控制技术

针对王庄煤矿6.5 m以上厚煤层一次采全高综采工作面煤壁片帮严重,稳定性差的现状,结合现场实测结果对该矿煤壁片帮失稳机理进行了分析。基于采高过大易导致煤壁片帮严重的事实,提出了采用"梯级煤壁"方法控制片帮技术,并分析了其作用机理。结果显示:该工作面煤壁片帮体破坏面形状近似于圆锥锥面,规模近似于"楔形体";将煤壁划分为由上而下前后依次错开的若干梯级后,煤壁受力情况得以改善,并有利于煤壁片帮控制。     

大采高工作面采高合理性研究及煤壁片帮防治

通过数值模拟分析得出阳煤一矿S8310大采高综采工作面的合理采高为6.5m;通过对产生煤壁片帮的原因分析,针对性地提出防止片帮的控制方法,为提高大采高工作面煤壁的稳定性,减少片帮打好了安全技术基础。     

软煤大采高综采煤壁片帮机理与控制

煤壁片帮是大采高综采工作面经常面临的问题,在软煤层中这种问题更加突出,软煤层中能否成功应用大采高综采技术的关键在于能否防止片帮现象的发生。通过实验模拟,研究了采高6.0 m左右软煤层在不同停采时间、不同支架工作阻力条件下煤壁片帮的规律,得到不同条件下的拟合公式,从理论上分析了煤壁片帮的影响因素,提出了预防煤壁片帮的措施。     

大采高综采工作面煤壁片帮机理及控制技术

为控制大采高综采工作面煤壁片帮,通过理论分析、数值模拟、现场实测等研究方法,研究了大采高综采工作面煤壁片帮机理,在此研究基础上,根据淮南张集矿1215(3)大采高综采工作面具体条件,提出了俯斜开采、采用高阻力结构合理的液压支架、加快工作面推进速度、加固煤壁和及时带压移架等控制煤壁片帮技术,应用实践表明,控制煤壁片帮效果良好.     

大倾角煤层综采工作面液压支架失稳机理与控制

针对大倾角旋转俯伪斜大采高综采面液压支架稳定性控制特点,结合潘二矿12124综采工作面地质与工程条件,开展了破碎顶板和软煤条件液压支架与刮板输送机稳定性控制机理与方法研究。基于现场观测数据分析,构建了大倾角综采工作面液压支架倾倒与下滑两种失稳模式,对比分析了支架受力特征,揭示了支架失稳与煤层倾角、支架顶梁和直接顶的摩擦因数之间的关系。推导了液压支架带压移架的"带压临界值",提出了铺金属网带压擦顶追机移架方法。综合分析设计了旋采段回采调斜比例为1∶3,并确定了俯伪斜回采段输送机下滑量不应大于304 mm,并通过设置了防倒、防滑千斤顶的"三机"联合防倒滑措施,有效控制"三机"稳定性及片帮、冒顶,实现了大倾角厚煤层安全高效开采。     

“双大”放顶煤开采的实践

目前国内对大倾角特厚易燃煤层群进行走向长壁倾斜分层开采尚无定型综采设备和方法,煤层厚度、结构又达不到水平或斜切综采的要求,只能进行走向长壁倾斜分层炮工开采。经东峡煤矿多年开采实践证实,只有进行大采高、大进度“双大”放顶煤开采,才能实现高产、高效。     

“三软”煤层旋转开采矿压显现规律

通过对综采旋转开采矿山压力分析,总结出"三软"煤层旋转开采期间矿压显现规律,为今后在不规则扇形工作面中使用综采旋转开采提供了成功的经验,收到了显著的社会效益。     

松软破碎煤层大采高综采工作面片帮冒顶防治研究

通过现场观测大采高综采工作面片帮冒顶情况,分析了松软破碎煤层大采高综采工作面片帮冒顶的影响因素,提出了相应的防治技术措施,并进行了实际应用.结果表明,采取治理措施后,对于较破碎顶板的冒落,通过采用降低采高以留设一定量煤皮的方法很好地防止了大面积冒顶的发生;片帮量明显降低,未发生超过2 m3的片帮.     

软煤层大采高综采煤壁片帮燕尾模型研究

以边坡工程分析方法为基础,建立了软煤层大采高开采面煤壁片帮的燕尾突变模型。通过讨论分析系统稳定性和煤壁的突变失稳过程,得知存在2种失稳情况。通过比较极软煤层不同煤硬条件下释放能量值,结果表明煤壁发生突然破坏失稳伴随着能量大量转化与释放的现象。最后提出了控制煤壁片帮的措施方法,从理论上验证了煤壁片帮现象是一种非线性突变现象,是一个由不同因素影响的复杂过程。     

极破碎顶板松软煤层支架选型及抱采工艺实践

为解决极破碎松软厚煤层工作面煤壁片帮和架前端冒顶难题,以芦岭煤矿极松软9煤综放开采为工程背景,分析了传统综放开采工艺特点,结合现场工程实践,研究了无梁端距抱采放项煤工艺,其特点是通过加长顶梁实现无梁端距条件下采煤,设置800mm伸缩梁保证超前支护,借助铲煤板铲平顶煤,带压移架,充分利用煤壁片帮进行采煤。针对此工艺特点,提出了该回采工艺合理的“三机”配套技术,并在芦岭煤矿特定地质条件下开展工业性试验,煤炭月产量达10万t,效果良好。     

三软厚煤层综采工作面采动应力分布规律研究

由于采动应力会导致煤层顶板垮断冒顶、巷道底鼓以及冲击矿压和煤与瓦斯突出发生,因此采用现场应力测试和数值模拟相结合的方法,研究了焦家寨煤矿三软厚煤层综采面采动应力分布规律,结果表明：距离工作面0—12 m为超前支承压力降低区、12—40 m为增高区、40 m以外为稳定区,应力集中系数为1.4-1.7;侧向支承压力在0—14 m形成应力降低区,在14—36 m形成应力增高区,36 m以外进入应力稳定区。     

急倾斜煤层伪俯斜走向长壁工作面煤壁破坏机理

急倾斜煤层走向长壁工作面煤壁和底板容易发生破坏,严重影响工作面的正常推进。通过理论建模、底摩擦实验、数值计算等方法,研究了煤层顶板破断与冒落矸石滑动特征,揭示了不同煤层赋存和开采条件下煤壁破坏机理,并提出了防治煤壁破坏与底板滑移的具体措施。研究发现:急倾斜煤层走向长壁工作面顶板冒落的矸石会对采空区形成不同程度的充填,自下而上依次为“密实充填段”、“不均匀充填段”、“非充填段”3段,而工作面中上部区域由于充填不充分,动压现象明显,容易造成严重的煤壁片帮和底板滑移现象,支架的工况随之也会变差,成为整个工作面围岩稳定性最脆弱的区域,严重影响到工作面的安全高效生产,是采场围岩控制的重点区域;工作面底板稳定性显著影响煤壁的稳定性,实际生产中发现,在煤层赋存和开采条件不同时,煤壁破坏一般会呈现出“塑性-流动”、“挤出-滑移”、“剪切-滑移”3种破坏模式;工作面采用伪俯斜布置不仅可以显著提高煤壁和底板的稳定性,也可以有效阻止液压支架倾倒和下滑,还可以避免工作面飞矸发生,配合整体推刮板输送机和“柔性加固煤壁”等技术可以实现急倾斜煤层走向长壁工作面安全高效开采,有效解决急倾斜煤层机械化开采所面临的一系列岩层控制难题。     

芦沟矿大倾角“三软”煤层滑移支架放顶煤开采实践

 摘要：针对大倾角“三软”煤层工作面设备和顶板管理困难的技术难题,以芦沟矿22031工作面为工程条件,提出了大倾角厚煤层防止煤壁片帮,支架防倒防滑,输送机防滑等相关措施,工程实践表明,采取上述措施可保证工作面安全回采,取得了显著的经济效益。     

综采工作面大倾角开采的实践

2781综采工作面是唐山矿业公司综采开采以来倾角最大的一个工作面,煤层最大倾角47°,最小13°,平均30°;回采期间采取了一系列措施,有效地防止了支架倾倒、下滑,采煤机和输送机下滑,确保了工作面正常回采。