近距离煤层上行开采围岩应力演化特征分析

基于潘一东煤矿地质概况及原始地应力测试数据,采用相似模拟与数值模拟相结合的方法,分析了近距离煤层上行开采过程中两煤层采场超前支承压力变化规律和覆岩裂隙发育特征。结果表明:下保护层开采弱化了覆岩关键层的承载能力,采空区后方形成的覆岩断裂线对上覆被保护层基本顶初次垮落步距具有一定影响;下保护层采场超前支承压力峰值呈线性增长趋势,而被保护层采场超前支承压力峰值受保护层采动影响呈增大—稳定—减小的趋势,工作面推进距离达到1/2“见方”及“见方”时,悬顶岩梁会发生大面积垮落失稳,应注重采场动力灾害防治工作。     

侧压系数及埋深对巷道围岩应力分布的影响

运用FLAC3D数值模拟软件,分别对埋深600、800、1 000 m和侧压系数0.5、1、1.5情况下煤层底板岩巷顶底板和两帮的垂直、剪切应力分布规律进行了模拟分析。结果表明:随着侧压系数的增加,巷道帮部围岩垂直应力呈递减状态,剪切应力、顶底板围岩垂直应力呈增大趋势;随着煤层埋深的增加,巷道围岩垂直、剪切应力集中区范围不断增大,峰值点位置逐渐向巷道围岩深部移动。研究结果对巷道合理支护选择具有指导意义。     

工作面上覆风化带岩层地面注浆加固效果分析

松散含水层薄基岩采场易出现压架、出水事故,为保证薄基岩采场安全回采,针对顾北煤矿1512(3)工作面的地质情况,综合采用理论分析、力学实验、工业性试验等研究方法,研究了薄基岩采场风化带地面预注浆加固前后顶板结构、岩芯力学特性、回采矿压显现规律,并分析注浆加固效果。结果表明：风化带地面注浆有效扩散范围可达15m以上,注浆后风化带岩石胶结性、致密性、隔水性、稳定性增强,岩芯平均抗剪强度提高了40.6%,整体承载能力明显提升,配合高工作阻力的液压支架,实现了安全回采。     

软岩保护层开采覆岩采动裂隙带演化及卸压瓦斯抽采研究

针对软岩保护层开采后上覆被保护煤层卸压瓦斯治理问题,以淮北芦岭煤矿首例软岩保护层开采试验为工程背景,采用综合研究方法研究软岩保护层开采覆岩采动裂隙带演化特征。结果表明:Ⅲ11软岩保护层开采后覆岩冒落带和裂隙带最大发育高度分别为10.1～12.4,52.7～59.95 m,采空区侧及上覆被保护层煤层下部存在竖向裂隙发育区和远程离层裂隙发育区;设计地面采动井和拦截钻孔抽采覆岩8、9煤层卸压瓦斯,优化地面采动井终孔位置垂直方向距顶板法距20 m,倾斜方向距风巷或机巷平距35 m,拦截钻孔终孔位置距9煤底板5 m。考察期卸压瓦斯抽采实践表明,软岩保护层开采后覆岩"两带"发育高度的判断和卸压瓦斯富集区域的辨识是合理正确的。     

下保护层开采对上覆工作面矿压显现的影响研究

 依据淮南矿区顾桥矿下保护层的地质和开采技术条件,采用计算机数值模拟（FLAC5.02D）系统和现场工程实践相结合的方法对保护层开采后被保护层在增压区、卸压区矿压显现规律异同研究。研究结果表明：充分采动后卸压区内被保护层垂直、水平应力集中系数降低为0.31和0.34,而增压区应力集中系数最大为1.68和1.55,卸压区被保护层顶板破坏程度较增压区大。工程实践结果表明,被保护工作面增压区的周期来压步距是卸压区1.6倍,巷道围岩变形量比卸压区小。