基于不同开采方向的边坡稳定性对比分析

以安太堡露天矿边帮煤的回收来对不同采掘方向下边坡的稳定性进行分析对比,来确定最佳的开采方向,研究手段通过相似模拟实验来进行。结果表明:顺坡开采下,初次来压步距为步距45 cm(90 m),逆坡开采初次来压步距为来压步距40 cm(80 m);当采掘终止之后,顺坡最终工作面采掘长度280 cm(580 m),逆坡工作面最终采掘长度265 cm(530 m),顺坡开采对于煤炭回收率和坡体稳定性明显优于逆坡开采;采掘终止之后,顺坡最大水平位移和垂直位移为0.93 cm(1.86 m)和2.36 cm(4.72 m),逆坡最大水平和垂直位移为1.01 cm(2.02 m)和4.43 cm(8.86 m)。     

不同井下开采方向下采动边坡稳定性的研究

在井采状态下边坡覆岩将发生不可逆转的破坏,从而致使边坡稳定性降低,对矿山安全生产形成潜在的危险。采用数值模拟和相似模拟对不同井采方向下边坡变形破坏和稳定性进行研究,结果表明:在数值模拟条件下,向坡开采明显优于背坡开采,向坡开采长度及最大沉降值分别为220m和2m,背坡开采长度及最大沉降值分别为160 m和2.6m;在相似模拟条件下,向坡开采左垮落角为64°,右垮落角为55°,背坡开采下分别为63°和56°,向坡开采和背坡开采周期性跨落步距分别为25cm(50m)和30cm(60m);在相似模拟条件下,从井采工作面推进距离来看,向坡开采沉降总小于背坡开采,最大沉降值分别为23.8mm(4.76m)和39.6mm(7.92m)。     

黄土覆盖下开采沉陷影响研究分析

通过运用相似模拟实验和FLAC3D数值模拟对我国北方由于黄土覆盖区域下的煤层开采造成的地表沉陷进行研究。数值模拟实验研究得出:由于煤层开采时受开采推力和上覆岩层自重的影响,位于采空区上部的覆岩会不断发生向采空区方向的垮落,在覆岩垮落达到一定程度时会逐步使地表发生沉降,且沉降是随采掘长度不断增加而加大。相似模拟实验研究得出:工作面向前推进时,位于采空区上方的顶板发生初次垮落长度为280mm(56m),来压长度210mm(42m),垮落高度16mm(3.2m),即初次来压。相似模拟实验中,在水平推力和开采扰动的影响下,黄土覆盖地表沉降和数值模拟基本相似,当开采终止后,其最大沉降值为36.48mm(7.296m),共发生9次来压,平均来压步距为131mm(26.2m)。     

复合采动条件下采动边坡变形破坏研究

随着矿山开采逐步发展,井工开采会对边坡原有平衡状态造成破坏,从而使边坡稳定性降低,在此基础上采用相似模拟试验对复合采动下采动边坡变形破坏进行研究。研究结果表明:在井工开采掘进情况下,4~#矿层的初步来压步距、垮落高度、垮落角,还有9~#矿层的初步来压步距、垮落高度、垮落角,符合实际工程状况;随着4~#矿层采掘长度的加大,坡体内部覆岩在不同作用力下沉降也在不断加大;随着9~#矿层采掘长度的不断加大,坡体沉降和塌陷也在不断加大。     

露天矿端帮煤柱回收井工开采工作面推进方向的优化

为科学优化井工开采工作面的推进方向,保证边坡稳定的同时进一步提高煤炭采出率,以平朔矿区平面露井协采工程实践为背景,采用相似材料模拟实验的方法,研究了露天矿端帮煤柱回收过程中顺坡开采和逆坡开采对边坡变形破坏影响的差异性,构建力学模型分析了引起工作面煤壁侧垮落角小于开切眼侧垮落角的根本原因。研究结果表明,平朔矿区类似地质与采矿条件下,上覆岩层破断机制的不同,导致开切眼侧垮落角与煤壁侧的垮落角相差约7°,且顺坡开采有利于边坡稳定。基于以上结论,若采用顺坡开采方式,不但可以减小井工开采对边坡稳定的影响,还可以进一步缩小露井协采边界参数,采出更多的端帮压煤。     

基于带压开采下覆岩移动破坏规律研究

本文以相似模拟试验为手段,对铁新煤矿9301回采工作面+470m水平煤层带压开采下覆岩移动规律进行研究。研究结果表明:当采掘工作面向左推进到250mm(50m)时,位于煤层上方的覆岩发生第一次离层破坏垮落现象,即初次来压现象;当煤层向左推进到1400mm(280m)时,共发生9次来压现象;煤层开采到140cm(280m)时,沉降基本发生到了地表。     

薄基岩浅埋煤层开采覆岩移动演化规律分析

针对薄基岩浅埋煤层过沟谷地形开采时工作面易引发动压灾害的问题,通过理论分析并结合数值模拟,对神东矿区哈拉沟煤矿22206工作面过沟谷开采过程中覆岩移动演化规律及引发的突水溃沙现象进行了研究,结果表明:22206工作面初次来压步距为60 m,初次来压时动压现象明显;工作面至沟谷地形上坡段矿压显现最为剧烈。分析了采动过程中节理的发育特征及塑性区分布情况,提出工作面开采突水溃沙治理应以切眼处呈75°破断角位置对应的切落垮落带范围为重点治理区域。     

地下采动条件下露天矿边坡覆岩移动规律研究

以安太堡矿为研究背景,采用相似模拟实验研究在井采采动条件下边坡覆岩移动规律、地表沉降及周期来压下上覆岩层跨落状况。结果显示:井采条件下,工作面存在大小不同的周期来压,初次来压28cm(56m)、跨落高度3cm(6m)、跨距21cm(42 m);当工作面推进到90cm(180 m)时,达到充分采动,离层和裂隙向坡体表面和台阶处衍生,随时有发生截断的危险,左跨落角为57°,右跨落角为58°;随着井采工作面不断向前推进,采空区上方覆岩也在不断发生沉降,最大沉降值为8.9mm(1.78m),并且由于上覆岩层的不断跨落,在坡体失去平衡状态下,致使地表发生沉降,最大沉降值为2.9mm(0.58m)。     

晋城矿区坚硬顶板工作面矿压显现规律研究

针对晋城矿区15#煤坚硬顶板,在开采过程中工作面矿压显现规律不清楚的难题,运用相似材料模拟试验和现场实测,研究分析坚硬顶板工作面的矿压显现规律,研究结果表明:直接顶初次垮落步距22.3²3.1 m,平均22.7 m,周期垮落步距不明显;基本顶初次垮落步距52.323.1 m,平均22.7 m,周期垮落步距不明显;基本顶初次垮落步距52.3⁵5.1 m,平均54.2 m,周期垮落步距17.155.1 m,平均54.2 m,周期垮落步距17.1¹9.4 m,平均18.2 m;工作面超前支承压力剧烈影响范围为3019.4 m,平均18.2 m;工作面超前支承压力剧烈影响范围为30³5 m。     

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。     

山区地貌下浅埋煤层工作面开采覆岩运动及地表沉陷规律研究

为了提高山区地貌下浅埋煤层工作面开采的安全性,减少山体滑坡等地质灾害的发生,以纳雍县普洒煤矿11101工作面为工程背景,应用数值模拟和物理模拟的方法,研究山区浅埋煤层综采工作面覆岩运动及地表沉陷规律。结果表明:(1)工作面直接顶初次垮落步距为30m,基本顶初次来压步距约为50m,基本顶周期来压步距平均约为20m;(2)工作面推进至50m左右时,工作面开采影响波及到地表;(3)基本顶下沉量最大为2.13m,地表下沉值最大为1.45m,地表水平移动值最大为0.27m。山区地貌下浅埋煤层工作面开采显现出独特的沉陷形式,地表沉陷曲线呈现U型,工作面距地表越远,岩层弯曲变形幅度越大,工作面距地表越近,对地表的影响程度越大,研究成果可为类似工作面安全开采提供借鉴。     

坚硬顶板回采工作面水力压裂控顶技术研究

为了解决坚硬顶板回采工作面开采时面临的顶板垮落困难、垮落步距大、矿压显现明显等问题,根据6508回采工作面地质、开采条件采用水力压裂技术对顶板进行压裂,并对压裂后的顶板垮落、来压情况以及初次来压步距等进行分析。结果表明:水力压裂后的采面初次来压步距平均在44.5m,较采用预裂爆破技术来压步距缩短8m,同时避免预裂爆破带来的安全隐患大、爆破动压明显等问题,具有施工安全、工作量小、施工速度快、顶板控制效果显著等优点,可以有效解决坚硬顶板工作面顶板难垮落问题,为矿井实现高效开采创造良好条件。     

晋邦德煤业智能工作面矿压规律及控制效果研究

以晋邦德煤业10406智能工作面为研究对象,采用理论分析、数值模拟、现场观测等手段,对智能工作面矿压规律及控制效果进行分析研究.理论计算得出10406工作面基本顶为"砌体梁"结构,基本顶初次来压步距为29.5 m,周期来压步距为12.6 m.通过数值模拟分析可知,当工作面初次来压步距约30 m时,工作面开始大面积垮落,...     

布尔洞矿浅埋煤层开采方案模型实验研究

为了确定布尔洞煤矿浅埋煤层开采的初次来压步距和周期来压步距,确定合理的开采方案,进行了四架次的相似材料模型实验。实验结果表明,初次来压步距达48 m,矿压显现剧烈,顶板垮落时动载效应明显,工作面支架有被压垮危险。工作面在推进过程中留设条带散体煤柱可降低初次来压和周期来压强度。分别模拟了采21 m留12 m煤柱、采12 m留4 m煤柱、采20m留8 m煤柱等3种留设条带散体煤柱的开采方案,在综合考虑回采率与工作面安全的情况下,采20 m留8 m煤柱为方案较好。     

坚硬顶板条件下综采工作面来压步距的确定

采用数值模拟和物理模拟的手段,分析了莒山煤矿坚硬顶板综采工作面来压步距。研究表明,数值计算结果和物理模拟结果相一致,并得出该工作面老顶初次来压步距为66.4 m,周期来压步距为31.2 m,垮落角度为63°,且周期来压步距约为初次来压步距的一半,其结果和现场观测较吻合,并给出了顶板放顶预爆长度。研究结果为该工作面的正常生产提供了技术指导。     

西曲矿厚煤层综采面采场矿压显现特征研究

对西曲矿18501工作面采场矿压进行了实测,结果分析表明:工作面各位置直接顶垮落顺序有所差异,直接顶初次垮落步距平均为20 m;基本顶初次来压步距各位置并不相同,来压步距平均为35.4 m,周期来压步距平均为20 m,来压时间均未超过24 h,工作面来压时支架载荷未超过额定载荷,但初撑力不足额定初撑力的50%。18501工作面采场支护整体效果较好。     

露井联采含断层逆倾边坡岩移规律试验研究

针对内蒙平庄西露天矿露井联合开采条件下顶帮含断层逆倾边坡岩体变形破坏和稳定性问题,采用相似材料模型试验方法,研究了各个时期露井联采的覆岩及地表移动规律,圈定了地下开采形成的压缩、拉伸变形区以及塌陷范围,分析了地下开采对边坡变形的影响。试验结果表明,随着五家矿四井开采使得上覆岩层发生垮落和下沉变形,周期性形成"拱式"结构;地下回采过程中的顶板来压步距较大的原因是由于辉绿岩的存在。开切眼、工作面的充分采动角为76°和62°,对应边界角为60°和55°。F1断层与工作面垮落线相交形成的倒三角岩体沿断层面发生下滑,导致沉陷区下方岩体受到侧向挤压而发生破坏,同时加剧了+608 m以上岩体的变形,对边坡稳定性造成不利影响。研究结果对露天矿安全高效生产具有重要意义。     

综采工作面下分层开采覆岩变形特征

为研究综采工作面下分层开采时顶板岩层的破坏规律及工作面覆岩垮落规律,鹿洼煤矿以13下05工作面为原型,对综采工作面下分层开采时煤层顶板的垮落高度、垮落步距及压力分布进行了相似材料模拟。结果表明,在下分层开采过程中,上覆岩层基本上随采随冒,当工作面推进至68m时,上覆岩层已受到上部已采工作面跨落岩层的影响,开挖至90 cm(相当于工作面推进90m),跨落高度已与上部已采工作面岩层贯通。     

厚泥岩顶板沿空工作面来压步距分析

根据阳煤集团平定裕泰煤业有限公司15103综采工作面支架压力监测数据,结合泥岩顶板垮落规律和沿空工作面特点,建立工作面初次来压与周期来压计算方法,并运用现场观测与理论分析手段,对沿空煤柱工作面顶板来压步距进行探讨,研究发现:工作面回采至24m时顶板开始初次来压,回采至30.5m时初次来压结束,初次来压步距为24m;所划分的10个工作面测点所得周期来压步距平均值约为15.13m,得出工作面目前的周期来压步距约为15.13m。     

坚硬顶板工作面矿山压力显现规律分析

基于支架压力监测数据,根据坚硬顶板垮落规律和沿空大煤柱工作面特点,建立工作面初次来压与周期来压计算方法,并运用现场观测与理论分析手段,对沿空大煤柱工作面顶板来压步距进行探讨。研究发现:工作面回采至62 m时顶板开始初次来压,回采至71.5 m时初次来压结束,初次来压步距为62 m,所划分的10个工作面测点所得周期来压步距平均值约为21.5 m,得出工作面目前的周期来压步距约为21.5 m。