高水速凝材料泵送充填技术的应用

概述了高水速凝材料泵送充填技术在我国煤矿的应用情况，总结了所取得的成果，指出了存在的问题与今后努力的方向。     

深井大断面沿空留巷底板变形动态演化特征研究

为了揭示底鼓动态演化特征,基于淮南矿区顾桥矿1115(1)工作面轨道顺槽这一典型深井大断面沿空留巷,利用自行研制的两向四面加载试验装置对沿空留巷掘进、一次采动、留巷和二次采动进行相似材料模拟试验,采用基于布里渊光时域分析技术(BOTDA)的分布式光纤传感器和近景拍照技术对底板变形进行监测,并使用MATLAB软件对试验数据进行线性插值处理.结果表明:1)沿空留巷底板变形存在浅部受拉应变和深部压应变的特征,而充填体和煤帮底板变形以受压应变为主,并且随着留巷进行,拉压应变范围向深部转移;2)工作面开挖到45m时,巷道底板下方5m横向应变出现由压到拉的转化;3)底板位移在掘进期间呈"⌒"对称分布特征,一次采动开始呈现形如""的偏态特征,同时,底鼓量随着掘采进行逐步增加,在一次采动基本顶来压和留巷顶板旋转下沉阶段出现了跃升现象.通过比较FLAC3D数值模拟、现场实测与相似材料模拟试验结果,发现相似材料模拟试验结果与数值模拟和现场实测结果都能够较好吻合,这验证了模拟试验结果的正确.     

蹬空上提面矿压显现规律的数值模拟研究

提高工作面回采上限是节约煤炭资源的重要途径之一。针对既蹬空又提高上限的工作面,回采前需研究其矿压显现规律。通过FLAC3D数值模拟能很好地分析蹬空、上提对工作面回采的影响。数值计算结果表明:蹬空上提段超前支承压力峰值较蹬空非上提段大,蹬空上提对工作面顶板下沉量的影响较蹬空非上提大。     

倾斜长壁俯斜大采高综采工作面顶板来压规律探讨

目前大采高综采是我国开采厚煤层的主要方法之一，本文对倾斜长壁俯斜大采高综采工作面顶板结构的形成及来压步距进行了分析，并给出了一个应用实例。     

高水速凝材料的力学特性与沿空留巷

本文以试验为基础，通过理论分析探讨了高水速凝材料的力学特性对煤矿沿空留巷作用的影响，为高水速凝材料应用于巷旁支护提供了依据。     

沿空留巷顶板稳定性分析及其控制

 根据沿空留巷上覆岩层的后期活动规律，将顶板变形视为“给定变形”，建立顶板力学模型，采用变分法，推导顶板下沉量计算公式。依据具体的地质力学参数，验证力学模型的合理可行性，并研究分析顶板下沉量与各影响因素之间的定量关系。通过分析表明，在直接顶弹性模量较大时，巷旁支护阻力的变化对顶板下沉量影响不大；在直接顶弹性模量较小时，巷旁支护阻力对顶板下沉量影响较大。直接顶厚度在3~11.5m范围内变化时，随着直接顶厚度增加，顶板下沉量明显减小。当巷内和巷旁支护阻力较高时，顶板下沉量随着直接顶弹性模量增大而明显增大；当巷内和巷旁支护阻力较小时，直接顶弹性模量的变化对顶板下沉量影响较小。顶板下沉量与巷道宽度、煤层厚度、巷帮塑性区宽度、顶板旋转角度成线性增大的关系，与巷帮煤体残余强度、充填体宽度成线性减小的关系，与巷帮煤体弹性模量成反比例关系。根据各影响因素与顶板下沉量之间的关系，提出巷内支护采用“分期联合支护”，巷旁采用“超前复合加固”等控制沿空留巷顶板稳定性的措施。     

高档放顶煤工作面矿压显现基本规律

对孔庄矿井７１７７高档放顶煤工作面进行了矿压观测与分析，探索了ＺＷＭ网格式液压迈步放顶煤支架工作面矿压显现规律。     

较薄厚煤层综放回采巷道矿压研究

采用现场实测法对谢桥矿1121（3）较薄厚综放面回采巷道矿压进行了观测，得出巷道矿压显现规律，并研究了巷道支护形式。     

沿空留巷底板变形力学分析及底臌防控

上覆岩层垮落产生的动载荷通过巷帮煤体、巷内支护体以及巷旁支护体传递给底板,造成工作面后方一段距离的沿空留巷底臌变形加剧。为了控制上覆岩层垮落引起的底臌变形,在分析沿空留巷力学环境的基础上,建立底板力学模型,计算出沿空留巷煤帮弹性压缩区、塑性区、破裂区的宽度,以及煤帮对底板的作用力。应用关键层理论,确定顶板硬岩层位置及其破断顺序,以及垮断极限层的层位;采用顶板载荷条带分割法,计算出巷旁支护体对底板的作用力,并引入等效载荷的概念,构建底板等效载荷分布力学模型,将沿空留巷底臌与上覆岩层垮落紧密联系起来,分析上覆岩层垮落对底板的受力及变形影响,推导出底臌变形计算式。研究结果表明:上覆岩层垮落引起的底臌主要是由于塑性区煤体和巷旁支护体下方底板岩层高应力压剪破坏,以及巷道底板和采空区底板在强卸荷条件的拉伸破坏共同影响造成的。基于此,提出了降低塑性区煤体和巷旁支护体传递给底板的作用力,提高采空区冒落矸石对底板的作用力,防止巷道底板岩层拉伸破坏,巷旁支护体宽度、刚度与底板岩层强度相匹配等底臌防控措施,并应用于工程实践。     

放顶煤采场矿压规律模拟研究

通过实验室相似模拟试验分析研究了综采放顶煤采场围岩活动及支承压力分布规律，为综放面巷道布置提供依据。