采场顶板飓风耦合模型及采高对飓风灾害的影响

采场顶板大面积垮落引起的飓风冲击灾害是非常严重的,经常造成设备损坏与人员伤亡等突发性事故.以神华集团神东矿区的开采地质条件为工程背景,分析了采场顶板垮落所伴随的飓风灾害,建立了顶板-空气冲击耦合模型,讨论了差分数值解法.借助数值解,分析了飓风发生过程中采场顶板高度对采场风速与巷道飓风速度的影响变化规律.得出采场顶板飓风灾害理论预测公式以及采场顶板高度大,飓风风速越大,冲击破坏性越严重的结论.该项研究成果,对高产高效地快速推进工作面的采场顶板大面积垮落的飓风灾害防治与防灾工程设计有学术意义及工程应用价值.     

刀柱式残采区上行开采可行性研究

综合运用现场调研、理论计算、FLAC3D数值模拟等方法,对大同矿区某矿下部采用刀柱式开采后上覆煤层的移动变形特征进行了研究,在此基础上判定实施上行开采的可行性。研究表明:当下煤层采用刀柱式开采方法,所留煤柱能够支撑上覆岩层的全部重量时,煤柱及其顶板虽然遭到一定破坏,但仍能保持整体连续性,上覆煤层形成平缓的下沉盆地。随着下煤层开采后时间变长,煤柱及煤层的移动变形逐渐趋于稳定,满足上行开采所需条件。     

综放工艺参数对顶煤破碎的影响规律

本文用正交有限元方法，研究了综放采场工艺参数诸如支架阻力、控顶距、放煤步距、采放比和支架合力作用点位置等对顶煤破碎效果的影响变化规律，分析探讨各因素的影响主次重要性程度排序。     

寸草塔矿2-1~(中)煤层蹬空开采可行性分析

基于寸草塔矿近距煤层群的地质赋存条件,采用矿压理论分析、相似模拟和数值模拟的综合研究方法,研究寸草塔矿2-1中煤层蹬空开采的安全可行性。研究结果显示:2-1中与2-2上煤层的间距大于上行开采的安全距离;下部2-2上煤层的房柱式开采,并未使上部2-1中煤层的底板完全破坏;下部2-2上煤层的房柱式开采后,顶板尚存在厚层关键层,有一定的安全隔离厚度;寸草塔矿2-1中煤进行蹬空开采,在巷道布置和回采方案合理,采取有效的安全技术措施情况下,能确保2-1中煤层的安全高效蹬空开采。     

受上覆采空区影响的巷道群稳定性控制研究

近距煤层下行开采中,因受上层煤采空区及煤柱的影响,下层煤巷道的应力环境及围岩破坏机理均发生复杂变化。采用理论分析、数值模拟与工程应用的综合方法,研究下层煤应力分布规律、巷道群的变形破坏机制及稳定性控制对策。研究表明:受上覆采空区释压作用影响,其下方巷道围岩应力集中较小、巷道较为稳定;受煤柱压力传递影响,煤柱下巷道围岩垂直应力急剧升高,应力集中系数达3.84,巷道两帮及肩部大范围压剪破坏,最终导致巷道整体失稳;煤柱下高应力区巷道宜采用拱形断面,增加支护强度与锚固预应力,顶板锚索(杆)向巷道两肩角倾斜布置,使支护体系与围岩塑性破坏区相互耦合并得到共同强化。在支护优化后巷道顶板下沉量减小42.8%,锚杆、锚索实测工作载荷分布合理,实现了对煤柱下近距煤层巷道的安全有效控制。     

综放采场放煤支架合理工作阻力的初步探讨

缓斜特厚煤层综放开采条件下,采场上覆岩层的变形运动特征、围岩应力分布和矿压显现规律等问题在文献[1]、[2]、[3]中已做过详细分析。在此基础上,本文着重分析了放顶煤支架的受载特点,并由此进一步提出放煤支架合理工作阻力的计算公式。该公式既考虑了放煤支架顶梁上的块体介质作用,又考虑了尾梁(掩护梁)上的散体介质作用,同时考虑了煤层倾角等因素的影响,使用简便易行,合理可靠,计算结果和现场实测相当吻合。这为缓斜特厚煤层综放采场放煤支架的设计、选型和工作阻力确定提供了决策参考依据。     

裂隙岩体巷道稳定性试验研究

用模型试验研究裂隙岩体巷道稳定性规律，分析了裂隙间距、裂隙倾角及其裂隙方位和巷道轴向夹角等因素对巷道围岩收敛变形的影响，提出了有利于巷道稳定与维护的轴向布置总体选择原则。     

放顶煤开采顶煤裂隙分布与块度的相关研究

用实测构造裂隙分布和发育程度及其与工作面布置关系，研究其对顶煤破碎冒落块度特征和顶煤采出率的影响。根据裂隙组数、方位及发育程度，选择相适应的工作面布置，能改善顶煤冒放性，即组数多、间距小、匹配合理，则冒块越小，冒放性越好。     

潞安矿区构造裂隙分布特征的实测分析

地下采矿工程中，裂隙分布特征对顶板移动冒落规律及巷道稳定性有很大影响。受区域地质构造控制的裂隙分布状况(组数、间距、倾角和展布方位，各组裂隙的相互关系)决定裂隙的发育程度，而裂隙的空间特征、发育程度及其与工作面布置或巷道布置的匹配关系，直接影响工作面安全高效生产和巷道收敛变形规律与稳定性程度以及维护难易。本文实测分析了潞安矿区三个矿井的构造裂隙优势展布方位与发育程度差异，为今后的巷道稳定性评估及支护控制提供了决策依据。     

综放采场围岩复合结构力学模型及其控制研究

根据综放采场顶煤冒放形式和顶板移动结构，提出5种煤岩复合结构，研究了其形成条件，并建立了相应的力学模型：拱-拱组合模型、拱-砌体梁组合模型、拱-传递岩梁组合模型、台阶悬臂-砌体梁组合力学模型、台阶悬臂-悬臂梁组合力学模型．并由此推导其控制方程，计算支架载荷；针对不同顶板、煤层条件，运用相应力学模型分析支架-围岩关系，计算综放工作西支架载荷，确定综放采场支架合理工作阻力，从而有效控制综放采场围岩；通过对10个不同条件综放工作面支架载荷的计算与实测比较，计算值的安全系数为1．06，表明根据综放采场围岩组合路构力学模型计算支架载荷比简化的岩重计算更为合理，从而为综放采场围岩控制提供了理论基础．通过一个二程实例详细阐述了根据综放采场煤岩结构力学模型计算支架载荷的方法．图5，表2，参10．