厚基岩浅埋大采高加长工作面矿压规律研究

为了保证厚基岩浅埋大采高加长工作面的安全高效生产,通过对乌兰木伦煤矿61203面的矿压观测,针对厚基岩浅埋大采高加长工作面矿压显现规律进行了探讨.360 m长工作面停采期间支架阻力持续处于高位状态;正常回采期间,工作面矿压显现具有非均匀性大小周期变化;加长工作面初次来压和周期来压比较明显,来压步距变化较大,支架动载系数也相对较大.研究结果建议选用工作阻力为9 770～13 469 kN /架的液压支架为宜.     

浅埋深大采高工作面矿压显现及支架适应性研究

为研究浅埋深大采高工作面矿压显现规律、液压支架合理工作阻力及其适应性,对磁窑沟煤矿首采10101大采高综采工作面的矿压显现及液压支架工作阻力进行现场观测,并对工作面顶板运动参数、工作面来压步距和合理支架工作阻力进行计算,分析了支架适应性。研究结果表明:工作面初次来压步距为56.8 m,与理论计算结果吻合;工作面周期来压步距随工作面推进速度增大而增大,工作面推进速度为4 m/d和8 m/d时,周期来压步距分别为11.1 m和22.7 m;工作面支架工作阻力呈中间大两端小,支架实测最大工作阻力7 665 k N,理论计算支架合理工作阻力为7 676.4 k N,所选用最大工作阻力为8 000 k N的液压支架能达到了预期支护效果,但支架实测初撑力偏低,液压支架操作工艺需进一步优化。研究结果为磁窑沟矿后续工作面及其他地质条件类似矿井矿压控制和设备选型及优化提供参考依据。     

2303综放工作面矿压显现规律研究

为了降低煤炭开采引起的矿压对矿井生产影响,以三元中能煤矿2303综放工作面为工程背景,采用现场实测方法对厚煤层综放开采工作面矿压显现规律进行分析,选用估算法对综放支架支撑强度进行校核。研究结果表明:2303综放工作面初次来压、周期来压步距分别为39.7、20.57 m,来压期间液压支架工作阻力增加系数分别为1.45、1.32,来压期间采面中部支架工作阻力明显高于上、下端头支架工作阻力;采面超前支承压力影响范围约为36.5 m,建议超前40 m对回采巷道进行支护;估算法计算得到的支架工作阻力为3795 kN,选用ZF5400/17/32型液压支架可以满足开采需要。     

大采高含断层综采面矿压规律与支架适应性研究

通过对乌兰木伦煤矿31402综采面矿压实测与支架工作阻力计算,就神东矿区浅埋煤层断裂构造发育的大采高综采面矿压规律与支架适应性问题进行了深入研究。结果表明,该工作面初次来压步距为42.5 m;当工作面过断层控制区域时,周期来压步距为5.7~26.8 m,分为大、小周期来压,前者来压步距平均20 m,后者8.5 m;当工作面无断层时,周期来压步距为9~11 m;研究表明,当前使用额定工作阻力为9 000 kN的支架已不能满足厚基岩下断层发育的大采高工作面要求,应重新选择工作阻力更大的液压支架。     

浅埋特大采高工作面矿压规律及支护阻力确定

基于大柳塔煤矿52304工作面的矿压实测数据,分析了近浅埋煤层7 m特大采高工作面的矿压显现规律。工作面初次来压步距为73.3 m,周期来压步距平均为16.0 m。周期来压步距呈现"两端大、中间小"的特征,来压持续长度呈现"两端小、中间大"的特征。工作面来压时,中部矿压显现强烈,支架动载系数为1.58,支护阻力高达18 000 k N;而工作面两端支架受力较小,为12 000 k N。非来压时,工作面支架工作阻力一般为12 000 k N,分布较均匀。采用大采高"斜台阶岩梁"结构计算法和实测统计法,计算了合理的支架工作阻力,表明原工作面支架工作阻力偏低。实践表明,采用大采高"斜台阶岩梁"结构计算得出的合理支架工作阻力符合实际,为大采高工作面支架选型提供了依据。     

大倾角煤层俯采工作面矿压显现规律

为了分析大倾角煤层俯采工作面矿压显现规律，以辛置煤矿10 428C工作面为例，在工作面辅运顺槽内布置多个矿压监测断面，收集并分析矿压监测数据。结果表明，随着大倾角煤层俯采工作面推进，顶底板变形量大于两帮移近量，巷道直接顶与基本顶的离层较大；来压期间工作面支架阻力平均值为3 300 kN，平均最大工作阻力为3 800 kN，周期来压步距为34~40 m；工作面支架阻力满足需求。     

厚基岩浅埋煤层大采高工作面矿压显现规律分析

为掌握厚基岩浅埋煤层大采高工作面的矿压显现规律,以乌兰木伦煤矿61203工作面为原型,通过相似模拟试验,得出了厚基岩浅埋煤层大采高工作面矿压显现规律,工作面初次来压步距为42 m,周期来压可分为大周期和小周期来压.初次来压时是厚关键层的一部分岩层垮落,小周期来压是厚关键层的一部分岩层参与,大周期来压有上位岩层的参与.工作面上覆岩层出现了与一般开采条件下相同的"三带"划分.工作面支架运行不平稳,最大工作阻力9 882 kN,为额定工作阻力的1.15倍.研究表明现在使用的支架已不能满足要求,建议选用更大工作阻力的液压支架.     

大采高工作面矿压显现规律及煤壁片帮稳定性研究

 研究基于试验工作面大采高工作面的矿压规律展开研究。首先通过计算机数值模拟得到不同采高对煤壁稳定性的影响规律,认为试验地质条件下一次采出高度小于6m较为合理。在此基础上进一步对顶板的来压步距及支架工作阻力进行研究,认为：工作面直接顶的垮落步距平均22m,工作面老顶来压步距平均40m,工作面周期来压步距平均22m;工作面非来压期间支架平均工作阻力为1648kN,老顶初次来压期间平均支架工作阻力为9724kN,动载系数为5.9,工作面周期来压期间支架平均工作阻力为8432kN,动载系数1.35;工作面煤体超前支承应力影响的范围为 50m,34m～12m为弹性应力区,9m范围内处于峰后应力区域,煤体承载能力较差。     

厚松散层覆岩下大采高综采工作面矿压规律研究

为研究石炭-二叠纪煤系厚松散层覆岩下煤层开采时工作面矿压规律和支架选型的合理性,采用YHY60(B)矿用本安型数字压力计对磁窑沟矿首采10101工作面支架工作阻力进行实测分析,结果表明:工作面初次来压步距为56.5 m,平均周期来压步距11.1 m;工作面初次来压和周期来压动载系数分别为1.33和1.23,周期来压动压较明显;来压期间支架载荷沿工作面呈中部大、两端小的特征.采用砌体梁理论计算和实测统计分析2种方法,计算出10101工作面所需支架合理工作阻力分别为7 346、7 057 kN,应用表明ZY8000/24/50D型液压支架适应性良好.     

大柳塔矿薄基岩条件下支架阻力的确定及矿压规律分析

为防止大柳塔煤矿厚土层、薄基岩条件下工作面发生压架、重大水灾等事故,以大柳塔煤矿22614工作面为研究对象,通过对工作面顶板基岩厚度变化特征、覆盖层厚度变化特征的分析,以及厚土层、薄基岩开采支架-围岩力学模型的建立,综合确定工作面支架合理工作阻力为9 000 kN。矿压监测显示:来压显现强度和最大阻力大于额定阻力,但均在小于10%的正常范围。因此,确定的支架工作阻力是合理的,适合采场顶板的控制要求。     

神东矿区8.8m超大采高工作面矿压综合监测与分析

为保障神东矿区8.8m超大采高工作面安全生产，建立了上湾煤矿矿压与微震综合监测预警平台，并基于大数据分析手段，对8.8m超大采高工作面矿压显现及顶板活动规律、支架工况等进行了分析。研究表明：8.8m超大采高工作面周期来压显著且矿压显现强烈，所采用26000kN支架具有较好的适应性|周期来压期间支架下缩量平均为73mm，支架下缩明显|固定围岩条件下支架下缩量与支架增阻量保持良好的线性增长关系，而不同围岩条件下支架下缩量与支架增阻量的对应关系则具有较大的离散性，支架系统刚度受围岩条件的影响较大|8.8m超大采高工作面微震事件能量水平整体较低，但频次较高，且微震能量释放超前工作面矿压显现的时空对应关系为利用微震监测结果开展超大采高工作面顶板大面积来压预测预报提供了可能。     

小纪汗煤矿中厚煤层接续工作面支架选型研究

根据小纪汗煤矿中厚煤层接续工作面煤层赋存条件,确定未来接续工作面开采较薄煤层区域。通过分析支架选型的基本原则和要求,确定选用两柱式综采支架、整体顶梁结构,支架中心距为1.75m。通过进行理论分析、类比分析、数值模拟分析,确定了支架支护强度不低于1.0MPa,结合支架尺寸结构,计算得到支架工作阻力不应小于8487.5kN。根据综合采高和现有型号,确定选用ZY11000/15/30D型较薄煤层综采掩护式液压支架。通过在小纪汗煤矿11203综采工作面进行矿压现场实测,得到工作面初次来压步距54m,周期来压步距平均16m,周期来压期间支架压力最大达到10794.7kN。实测表明,研究确定的支架支护强度和支架选型是合理的。研究为煤矿安全高效开采提供了保障。     

大采高综采面顶板活动规律及支架适应性研究

为研究山西长平煤矿Ⅲ4308大采高工作面顶板活动规律及合理的工作阻力,采用理论分析和现场实测的手段,分析了大采高工作面顶板活动规律,得到了支架的合理工作阻力,并验证了所选支架的适应性。结果表明,Ⅲ4308工作面基本顶初次来压步距为30 m,周期来压步距为15 m,工作面所需的支护阻力为10.26 MN,79.56%的液压支架处于增阻和恒阻的状态,ZY12000/28/62D型大采高液压支架可以满足工作面生产要求。     

浅埋大采高综采工作面煤壁片帮可控因素离散元数值计算分析

以三交河煤矿504工作面地质条件为工程背景,利用离散元数值分析软件探究工作面煤壁片帮可控因素之间的关系,包括端面距离、支架工作阻力和水平支护力;通过现场实测验证表明:504工作面所选用的ZY7600/26/55双柱掩护式支架的结构和参数满足安全生产需要.     

大倾角条件下大采高工作面开采工艺研究

复杂条件下大倾角大采高工作面围岩运动规律是保证安全回采的关键技术,以宁东矿区清水营煤矿大倾角"三软"富含水大采高工作面为背景,根据现场监测,系统分析了开采扰动过程中工作面采场应力应变演化的特殊规律,判断出工作面直接顶垮落步距12 m,老顶初次垮落步距39.3 m、周期来压步距为10~15 m左右,并针对现场开采中遇到的一些实际问题,提出了一些切实可行的解决方案,为安全开采提供了科学依据。     

16 m层间距下部综放工作面矿压显现规律实测分析

基于增子坊煤矿16 m层间距煤层群开采现状,以8109综放工作面为研究对象,分析受到上覆5号煤层综放开采影响的下位综放工作面矿压显现规律。分析结果显示:增子坊煤矿16 m近距离煤层开采,下位煤层8109放顶煤工作面基本顶最小周期来压步距5.3 m,最大17.9 m,平均13.9 m;基本顶最大来压动载系数2.38,最小1.12,平均动载系数1.48;各支架工作阻力压力值大致呈正态分布,大多处于4 000~7000 kN;工作面中部初撑力显然大于上下两端初撑力,放顶煤工作面初撑力平均值为2 629 kN,占额定初撑力的45％;各支架前后柱受力比较均匀,差别较小,前柱受力平均20.63 MPa,后柱平均19.21 MPa,液压支架总体性较好适应。     

正利煤矿动静压巷道矿压显现规律对比研究

本文以正利矿14-1103回采工作面的回采及支护工作和14-1107掘进巷道的支护工作为案例,针对该矿煤层顶板较为坚硬等特点,在巷道矿压及顶板离层监测工作的基础上,对比研究了动静压坚硬围岩巷道的矿压显现规律,以期在此基础上对该矿现有支护体系进行优化设计。研究表明,在距工作面110m范围外,动静压巷道顶锚杆受力规律没有明显差别,均呈线性变化,在距工作面30m范围内动压巷道锚杆(索)受力-推进度关系曲线呈对数型,在短期内锚杆受力增长了约70kN,锚杆受力增长表现出突然性,而静压巷道锚杆(索)受力规律始终呈线性增长,增幅约为0.5kN,最大增量8kN。     

坚硬顶板大采高工作面压架事故及支架阻力分析

针对大同晋华宫煤矿坚硬顶板大采高综采工作面生产过程中发生压架事故的情况,深入分析压架事故的类型和原因,并基于大采高综采工作面覆岩结构特征,采用理论分析方法,分析得到了坚硬直接顶关键层的悬顶长度的计算方法及其影响因素;对大采高坚硬顶板综采工作面支架工作阻力的确定进行了载荷估算法的修正算法;并根据修正结果及地质条件,计算得到了402盘区工作面支架的合理工作阻力为12 184 kN,支护强度为1.22 MPa,同时确定了合理的支架架型;通过工业性试验,实测分析了所选支架的适应性,结果表明了理论分析计算结果和所选架型的合理性,保障了402盘区大采高综采工作面的安全高效开采。     

特厚煤层大采高综放工作面矿压及顶板破断特征

针对大采高综放工作面覆岩活动空间大、开采扰动强烈的特点,以不连沟煤矿特厚煤层大采高综放开采为背景,采用现场实测和理论分析等方法对大采高综放采场矿压及顶板运移破断特征进行分析,建立了大采高综放采场周期来压岩层破断的力学模型,得出了液压支架工作阻力的计算方法。结果表明:大采高综放工作面来压时安全阀开启频繁、顶板快速下沉,额定工作阻力13 800 kN的液压支架不能满足顶板控制的需要;开采空间的增大、直接顶厚度增大,低位基本顶转化为直接顶成为悬臂结构、高位基本顶形成砌体梁,二者形成"上位砌体梁-下位倒台阶组合悬臂结构";工作面来压强烈、动载明显、持续时间短的矿压现象是由于高位砌体梁结构滑落失稳造成的,据其力学特征确定了液压支架的工作阻力。     

大倾角大采高综采工作面支架受载与失稳特征分析

对支架的稳定性控制是大倾角大采高煤层安全、高效开采亟待解决的关键问题之一,以2130煤矿25221大倾角大采高综采工作面为研究背景,基于现场监测对覆岩破断运移规律和支架受载特征分析的基础上,通过理论分析系统研究了采高和工作面顶板运移对支架受载与失稳特征的影响。结果表明,在大倾角大采高煤层开采中,受采高增大影响,顶板运移的幅度和剧烈程度及支架工作阻力均较一般采高大倾角煤层开采时明显增大,架间推压、咬挤现象明显;当工作面顶底板岩层稳定时,使支架保持不转动和下滑的临界工作阻力均不超过支架自重的2倍;但受工作面顶板运移影响,支架亦会随着顶板的运动而运动,且其不会随着支架工作阻力的增大而消失;支架转动下滑的幅度和失稳概率随着支架工作阻力的减小、顶板与支架间摩擦力绝对值的增大、顶板载荷偏载程度的增大及采高的增大而增大,且其转动失稳的概率大于下滑失稳的概率。