综采工作面支架初撑力对围岩控制的作用

本文通过对20601高产高效工作面的开采的实验研究，研究了在高产高效工作面的高速推进中，支架初撑力对围岩控制的作用和上覆岩层运动规律与支架围岩相互作用的关系，为高产高效开采工作面的支架造型和参数选择提供依据．     

综采工作面支架初撑力对围岩控制的作用

本文通过对２０６０１高产高效工作面的开采的实验研究，研究了在高产高效工作面的高速推进中，支架初撑力对围岩控制的作用和上覆岩层运动规律与支架围岩相互作用的关系，为高产高效开采工作面的支架选型和参数选择提供依据。     

初采覆岩破坏性影响区的解析高度

以现场实测资料和实际的开采条件为依据，建立回采工作面覆岩破坏的力学模型，分析初次开采时顶板最大冒落高度与采高、采深、顶板岩层的力学性质、采空区大小及顶板岩层的碎胀性之间的关系，利用微分方程求出初采覆岩破坏性影响区高度的解析解。     

初采覆岩破坏性影响区的解析高度

以现场实测资料和实际的开采条件为依据，建立回采工作面覆岩破坏的力学模型，分析初次开采时顶板最大冒落高度与采高、采深、顶板岩层的力学性质、采空区大小及顶板岩层的碎胀性之间的关系。利用微分方程求出初采覆岩破坏性影响区高度的解析解。     

Knothe模型改进及充填开采岩层移动动态过程分析

Knothe模型是岩层移动动态预测最常用的时间函数模型,但该模型与岩层移动动态演化过程客观规律并不完全相符.通过分析Knothe模型岩层移动预测缺陷,增加表征时间影响函数变化和岩层移动非线性特征的双参数,建立了Knothe时间函数改进模型;基于弹性力学理论,建立充填开采岩层移动的小挠度弯曲变形薄板模型;将Knothe函数改进模型与建立的充填开采岩层移动模型相结合,构建了岩层随时间移动的动态演化过程函数表达式,并将演化过程划分为初始期、活跃期及衰退期.以新汶矿区翟镇煤矿2205工作面矸石充填开采实测数据为样本,开展了充填开采岩层移动动态过程实例验证分析.结果表明:在第22.9个月,地表最大下沉点的下沉速度达10.526mm/月;岩层总移动时间为38.9个月,其中初始期为20.5月、活跃期为5.1月、衰退期为13.3月.基于Knothe改进模型构建的岩层移动动态演化过程的函数表达式能够更客观真实地反映出岩层下沉量、下沉速度、下沉加速度的客观变化规律.     

卧龙湖煤矿8101工作面采动覆岩破坏特征研究

煤矿开采过程中覆岩破坏容易引发工作面溃砂、突水事故,为了保证卧龙湖煤矿8101工作面安全开采,根据矿区覆岩工程地质特征及矿区岩层柱状图,建立了FLAC3D数值模拟模型.通过FLAC3D软件模拟,得到了工作面推进时的覆岩应力场及覆岩塑性区分布图,由此分析得出在开切眼和煤壁处覆岩主要为剪切破坏,采空区上部主要为拉伸破坏,得到煤层开采时覆岩最大主应力1.78MPa,最大导水裂隙带高度31m.     

厚煤层分层开采再生顶板和设备配套问题研究

研究了分层综采采空区注浆工艺和下分层开采再生顶板岩层结构,据分层综采工作面设备配套特征,提出了工作面液压支架设备选型的要求,进而对我国高产高效矿井建设模式进行分类,总结了分层综采工作面设备配套方案.     

放顶煤工作面煤岩活动特点及其顶煤破碎机理

本文结合我国放顶煤开采的实践,对放顶煤工作面顶煤的破碎和移动规律及上覆岩层的活动规律进行了研究,指出了开采深度、煤层强度、支架支护强度及煤层厚度等是影响顶煤破碎和放顶煤效果的主要因素。同时指出了顶煤的破碎是顶煤与上覆岩层相互作用的结果,而支架仅起辅助破煤的作用。并在此提出了顶煤破碎分区。     

厚煤层分层开采再生顶板和设备配套问题研究

研究了分层综采采空区注浆工艺和下分层开采再生顶板岩层结构,据分层综采工作面设备配套特征,提出了工作面液压支架设备选型的要求,进而对我国高产高效矿井建设模式进行分类,总结了分层综采工作面设备配套方案.     

关键层对急斜下保护层开采保护作用的影响

以某矿多煤层下保护层急倾斜俯伪斜工作面为例,确定了沿工作面伪斜方向顶板硬岩层承受的栽荷和充填体的支撑栽荷的表达式.基于关键层理论和有限元数值模拟方法,确定了下保护煤层开采后上覆岩层中的关键层的位置及其破断距;得出了急倾斜煤层开采后受关键层影响下的上覆岩层移动特点和破坏形态;分析了关键层对保护层开采保护范围的影响.研究表明,距下保护层K6煤层17 m的硅质石灰岩为上覆岩层中的关键层,其破断距为30 m左右;关键层破断之前,关键层上部的被保护层卸压并不明显;关键层破断以后,保护层的保护作用逐渐明显;且被保护层的瓦斯涌出规律与关键层破断距成周期变化,倾斜上部瓦斯得到充分释放,而倾斜下部由于冒落矸石的充填导致岩层变形较小,瓦斯不能充分释放,使保护范围在倾向上部比下部大.     

地面群孔瓦斯抽采技术应用研究

为保证新集一矿突出煤层13-1煤北中央采区的安全开采,先后开采131103、131105等11-2煤层工作面作为保护层。首先在上述两个工作面共布置了6个地面钻孔,建立了地面群孔瓦斯抽采系统,预抽采动区被保护层13-1煤瓦斯。接下来对地面钻孔抽采瓦斯参数进行了考察,主要包括基于示踪技术考察了131105工作面采动卸压地面钻孔走向及倾向瓦斯抽采半径,统计分析被保护层瓦斯抽采率,同时就地面群孔与井下底板巷穿层钻孔瓦斯抽采两种方法进行了抽采率、工程费用等方面的对比。研究结果表明：新集一矿的地层条件下地面钻孔抽采煤层卸压瓦斯沿煤层倾向和走向的抽采半径分别不小于160m和240m;采动区地面群孔瓦斯抽采率达35%以上;地面钻孔相对比井下底板巷,在抽采瓦斯方面具有技术上可靠、安全、经济等优点。     

不等长工作面覆岩破坏规律的数值模拟分析

针对不等长工作面煤层开采日渐增多的现状,采用数值模拟与理论分析相结合的方法,对采场覆岩的破坏特征及支承压力的分布状态进行系统研究,并相应模拟出工作面前方应力场与位移场的演化规律。结果表明：工作面自开切眼开始向前推移,推进到工作面“见方”期或斜长的整数倍位置时,顶板活动剧烈,覆岩空间结构发生新旧更替,形成了“0”型破断区;不等长工作面推进过程中岩层运移极不规则,推进距离在衔接面前后20～30m的范围内,应力波动较大,数值变化明显;回采期间支承压力对覆岩活动产生了重要影响,其大小约为水平应力的1．5～2倍;就采动过程中竖向位移的变化而言,巷帮移近量远大于顶底板变形量,故工程实践中应特别注意对巷帮及顶板的加固和维护。     

采用双参数地基模型分析管棚变形及内力特征

管棚法在暗挖地下工程中已有较多的应用,通过对管棚力学特征进行理论分析,以期对其设计与施工有所帮助.以北京地铁4~#线西单站工程为例,建立管棚受力的双参数弹性地基梁模型,推导出管棚的挠度及转角、弯矩微分方程,并进行求解,根据管棚两端支撑条件,分析了其变形和内力特征.分析表明,管棚的最大挠度和最大剪力出现在掌子面附近已开挖未支护的部分,掌子面前方1.5～2.0倍开挖高度范围内的围岩有变形和松动.     

采空区上覆岩层移动破坏动态力学模型的应用

采用采动岩体动态力学模型,对采动引起的覆岩移动破坏的时空规律进行了研究,结合兴隆庄矿５３０６工作面的地质、开采条件,对采动引起的断裂带发育发展规律,岩体内部离层发生发展规律、地表下沉规律等问题进行了分析,并对观测结果作出了较以前的各种理论模型更为符合实际的解释,该模型可在实际工作中得到了很好地应用。     

露天煤矿端帮残煤开采及边坡暴露时间分析

为了提高露天开采的煤炭资源回收率，掌控露天煤矿端帮残煤开采工程安排，提出了水平和近水平大型露天煤矿汽车运输内排条件下，露天煤矿端帮露井联采、端帮陡帮开采、减少露天煤矿端帮边坡暴露时间的措施．结果表明：采掘工作帮帮坡角越大、内排土场工作帮帮坡角越大、工作线推进强度越大、内排土场下部水平排土台阶高度越大、采场坑底宽度越小露天煤矿端帮边坡的暴露时间越短；当露天煤矿端帮实行陡帮开采时，汽车运输内排通路可设在采场中部回填搭建。     

FLAC3D在张集煤矿开采沉陷预测中的应用分析

利用FLAC~(3D)数值分析软件,分析了高潜水的张集煤矿巨厚松散层下12171工作面重复开采对上部17278工作面移动变形区的走向位移、垂直应力分布和塑性破坏区的影响。分析结果表明:数值模拟结果与实测数据基本相符;多煤层重复采动地表下沉具有特殊性,下沉量相比于初次采动是逐渐增大的,随着重复采动次数的增加,下沉量逐渐趋于稳定;同时随着工作面累计推进距离的增加,地面沉陷范围逐渐增加,并形成塌陷盆地;两工作面顶板围岩以剪切破坏为主,局部发生拉伸破坏。     

Influence of canopy ratio of powered roof support on longwall working stability——A case study

The case study describes longwall coal seam A in a hard coal mine, where longwall coal face stability loss and periodic roof fall occurrences had been registered. The authors have attempted to explain the situation based on in-situ measurements and observations of the longwall working as well as numerical simulation. The calculations included several parameters, such as powered roof support geometry in the form of the canopy ratio, which is a factor that influences load distribution along the canopy.Numerical simulations were realized based on a rock mass model representing realistic mining and geological conditions at a depth of 600 m below surface for coal seam A. Numerical model assumptions are described, while the obtained results were compared with the in-situ measurements. The conclusions drawn from this work can complement engineering knowledge utilized at the stage of powered roof support construction and selection in order to improve both personnel safety and longwall working stability,and to achieve better extraction.     

渭北采动沉陷区地表裂缝规律及村镇抗变形民宅设计分析

以蒲白矿务局南井头矿4501工作面为例，介绍了地表裂缝的形成过程，分析了地表裂缝规律及其对面建筑物的影响，在此基础上，通过对12501面上试验房屋抗变形设计的研究，探讨了厚黄土覆盖抗变形设计技术措施，并对村镇抗变形建筑物的适用性进行了分析和总结，为渭北煤田的“三下”开采工作创造了有利条件。     

新集二矿巨厚砂岩顶板采煤面前方两侧煤体应力及位移分布数值模拟

根据新集二矿210108工作面工程实际,采用FLAC软件分析了顶板岩性及厚度对采煤面位置两侧煤体应力及位移分布影响,在此基础上得出巨厚砂岩顶板采煤面两侧煤体应力位移分布特点,为工作面附近巷道合理布置提供依据。     

采动区建筑物保护研究现状及展望

简要回顾了采动区建筑物保护的研究成果 ,对采动区建筑物保护技术进行了总结 ,分析了采动区建筑物损害的机理 .对建筑物地基、建筑物基础和建筑物结构相互作用的力学机理进行了探讨 ,在此基础上 ,结合土力学和结构力学 ,提出了建筑物地基、建筑物基础和建筑物结构协调工作的思想 ,对今后采动区建筑物保护技术提出了新的研究思路 .