薄基岩大采高工作面覆岩移动规律相似模拟研究

针对赵固二矿11050工作面采高达6 m、基岩薄,并且在工作面回采过程中,煤壁片帮、冒顶等矿压显现明显的具体情况,采用相似模拟试验的方法,研究了薄基岩大采高工作面的覆岩移动规律。结果表明覆岩破坏高度与工作面推进长度呈线性关系,整体呈现阶梯状分布。     

大采高工作面覆岩移动规律数值模拟

针对赵固二矿11050工作面采高6 m,工作面回采过程中矿压显现明显的具体情况,采用数值模拟方法,研究了薄基岩大采高工作面的覆岩移动规律。结果表明11050工作面直接顶及老顶初次冒落步距分别为17 m和35 m,老顶周期冒落步距为11~16 m,工作面推进到60 m时,岩层移动角在开切眼处为62°左右。该研究成果为保障11050工作面安全高效生产以及为类似条件下覆岩移动规律研究提供了依据。     

王庄煤矿大采高工作面覆岩运移规律研究

大采高综合机械化开采是厚煤层开采的重要趋势。以王庄煤矿8101大采高工作面为研究对象,采用实验室相似材料模拟工作面的推进过程,研究了大采高工作面上覆岩层的移动规律和两带分布,揭示了主关键层破断后形成的三铰拱平衡结构,利用电子经纬仪对不同岩层的位移值进行记录,得出了顶板位移场变化规律。模拟实验结果表明:8101大采高综采工作面垮落带高度为16 m,裂缝带高度为50~55 m,岩层最大下沉高度为6 m。直接顶初次垮落步距为25 m,老顶周期来压步距在10 m左右,实验结果与王庄煤矿现场实践相吻合。     

大采高工作面覆岩移动规律的采厚效应

为了确定大采高工作面覆岩移动规律与采厚的关系,以某矿201工作面为工程背景,采用UDEC数值模拟不同采厚下工作面推进过程中工作面发生初次来压时覆岩垮落特征、塑性区及主应力场分布范围。结果表明:随着工作面采高增加,工作面初次垮落步距增大、覆岩垮落高度增加,塑性区及主应力场分布范围变大,同时为合理开采提供有利依据。     

大采高工作面覆岩移动规律及顶板控制技术

为了深入了解大采高工作面回采期间覆岩移动规律和矿压显现特征,选取某矿15201工作面为研究对象,分别采用相似模拟、现场实测等方法进行了研究。研究结果表明:工作面回采过程中坚硬顶板不易被破坏,覆岩破坏离层主要发生在坚硬岩层的底部;15201工作面初采来压步距长,强度剧烈,由于坚硬顶板的存在,在来压瞬间会出现压力急速增长后恢复正常增阻的状态。基于研究结果,对15202工作面初采期间采用高压水预裂技术实现了坚硬顶板围岩的有效控制。     

大采高工作面过断层构造覆岩移动规律研究

针对王庄矿8101工作面采高达6.3 m,并且工作面回采过程中,必须正过断层构造等具体情况,采用相似模拟试验的方法,研究了大采高工作面过断层构造前的覆岩移动规律。结果表明,过断层构造时冒落带高度比普通中厚煤层高,岩层下沉量大;断层倾向与工作面推进方向一致导致支架受力和来压步距显著增加;8101工作面进入断层前10 m范围是压力快速增加区,应注意顶板变化并及时采取应对措施保障工作面安全生产。     

“两硬”大采高采场覆岩运动规律相似材料模拟研究

根据星村煤矿3302综放工作面的地质资料和开采技术,在几何比1∶100的条件下制作了3 m×0.3 m×1.8 m的相似模拟材料模型,在模型的正面不同层位共布设了8层位移基点,用电子经纬仪来观测岩体在开采过程中的位移变化情况;共布置6条间距200 mm的压力水平测线,通过压力传感器来监测覆岩的支承压力。实验室内相似材料模拟实现了对煤层开采过程中覆岩运动的全程观测。     

厚煤层大采高综放工作面覆岩断裂演化规律研究

大采高综放开采易形成强烈的矿压显现,上覆岩层的断裂演化规律对工作面安全生产至关重要。以羊场湾煤矿160206工作面为工程背景,运用相似模拟试验、数值模拟和理论分析的综合研究方法,对大采高综放工作面覆岩的断裂过程与覆岩运移规律进行系统研究。研究表明：导水裂隙带内岩层随工作面推进表现为“台阶下沉”,同层岩层下沉趋势沿走向表现为“急剧下降—稳定（最大值）—快速上升—稳定（最小值）”。工作面覆岩运动场由两区分布（加速下沉区、缓慢下沉区）演化为三区分布（加速下沉区、缓慢下沉区、稳定区）。对离层演化与地表下沉规律进行了定量描述,运用理论计算表达式深入地剖析了地表的动态下沉机理及其相关因素。结合相似模拟与数值模拟的试验结果,提出了覆岩断裂演化的形态变化特征：覆岩断裂形态由“单等腰梯形”演化为“双等腰梯形”,表土层影响区由“矩形”演化为“倒梯形”。分析了覆岩中垮落区、离层区、压实区、裂隙富集区的动态演化过程：垮落区逐渐增大至一定程度,高度小幅度降低并趋于稳定,离层区由下至上逐渐发育并随工作面向前移动,离层区逐渐闭合形成压实区,且压实区逐渐增大并最终保持稳定,裂隙富集区位于采空区前后端部并随工作面向前移...     

大采高工作面覆岩支承压力分布规律

为了确保工作面安全高效生产,在山西某矿5310大采高工作面建立完整的应力监测系统。通过现场监测和数值模拟,研究五盘区煤层工作面的压力分布特点,分析大采高工作面覆岩支承压力的分布规律。     

特厚煤层大采高综放工作面覆岩上层活动规律的相似模拟研究

新疆哈密煤业集团硫磺沟矿4号煤层厚度为14～20m,为掌握该特厚煤层综放工作面上覆岩层活动规律以及支承压力分布特点,采用物理相似模拟方法进行了研究,研究结果表明,特厚大采高综放工作面的上位岩层可以形成稳定拱结构,而在稳定拱大结构之下,断裂岩梁形成多跨梁的结构.大采高综放采场上覆岩层的这种结构的变形和失稳将决定采场的支承...     

千米深井大采高工作面覆岩破坏过程数值模拟分析

我国近年来千米深井不断增多,覆岩破坏形式和破坏范围也越来越严重。从千米深井大采高覆岩运动和顶板破坏的形式及应力分布特征出发,利用RFPA数值模拟的方法进行了大采高工作面的覆岩破坏过程的研究,得出了在千米深井工作面推采时主应力向两侧转移,且大致沿岩层移动角出现扇形应力降低区的结论。随着工作面的继续推进,采空区上方覆岩破坏和位移具有明显的分带性,各带特征明显不同,但其界面逐渐过渡,空间形态大致呈对称的“马鞍”形分布。     

大采高综采面覆岩结构顶板垮落规律研究

煤层由于其倾斜角度大的特殊结构特征,回采过程中很容易对整体顶板产生严重影响,顶板岩性也随之降低.为加强大采高综采面回采过程顶板控制,以泉店煤矿二1煤层为基础,以相似材料模拟试验为依据,对综采工作面覆岩结构顶板垮落的规律进行探讨研究,对同类型煤层开采的支护形式选型有很好的借鉴意义.     

高瓦斯多煤层大采高工作面覆岩裂隙演化规律研究

高瓦斯多煤层矿井运用大采高技术以实现矿井高产高效,开采工艺不同导致工作面瓦斯涌出规律的变化。以沁水煤田15#煤层大采高工作面煤层赋存条件和覆岩分布特征为背景开展采动覆岩裂隙演化规律研究,运用UDEC数值模拟大采高工作面在不同推进距离时覆岩裂隙形态发育及位移量,并提出基于示踪原理的实测覆岩裂隙发育规律的验证方法。研究表明:大采高工作面推进至120m时,煤层上覆岩层裂隙极限发育高度为65m,大采高工作面上邻近层8#煤层处于采动卸压范围,示踪气体法现场测试数据验证了数值模拟的准确性。由于大采高工作面覆岩裂隙发育范围扩展至上邻近层8#煤层,所以工作面回采过程中应增加上邻近层瓦斯抽采工艺。     

霍尔辛赫3207大采高工作面上覆岩层运移数值模拟分析

为了解决霍尔辛赫煤矿松软破碎顶板厚煤层开采存在的问题,以确保3207大采高工作面的顺利安全回采,基于采煤工作面上覆岩层运移规律,结合霍尔辛赫3207大采高工作面现场实际情况,利用FLAC^3D软件对3207工作面超前支承压力、工作面滞后应力状态及推进速度对煤壁片帮的影响进行了数值模拟分析,得到了3207工作面上覆岩层运移规律。研究结果表明：3207工作面超前支承压力峰值位置距离工作面6～7 m,滞后支承压力峰值位于工作面煤壁后方10～14 m;3207工作面推进速度越慢,煤壁拉应力破坏区和剪应力破坏区就越大,发生片帮的概率增大。     

大采高综放工作面长度的空间效应初探

为了合理选择大采高综放工作面合理长度,采用数值模拟方法对大采高综放工作面不同长度情况下覆岩结构和围岩应力分布进行研究,研究结果表明,随着工作面长度的增加,工作面超前支承压力影响范围增大,峰值远离煤壁,峰值增大,工作面覆岩"应力拱"高度加大,矿压显现加剧;当工作面长度超过一定值后,支承压力距离、大小、"应力拱"高度将趋于稳定。该研究成果对于确定合理的大采高综放工作面长度具有重要的指导意义。     

大倾角大采高综采面覆岩移动特征及顶板稳定性控制

为控制大倾角大采高综采工作面顶板稳定性,通过数值模拟、理论分析、工程实践等研究方法,研究大倾角大采高综采工作面覆岩移动特征及矿压显现规律,分析大倾角大采高综采工作面支架与覆岩移动关系,进而找出改善顶板稳定性控制的合理方法。在此基础上,针对某矿3上509工作面的具体条件,就控制顶板稳定性,提出对液压支架的要求,而且采取了变换移架方式、超前移架、在支架底座增设底调和调架千斤顶以及在顶梁与顶板之间增设金属网等控制顶板稳定性的具体措施。对同类开采条件下的矿井有较好的指导借鉴意义。     

大采高长工作面地表岩层移动规律

寺河矿工作面采高为6.2 m,长度为300 m,开采强度大,地表岩层移动及矿压显现与普通综采工作面相比较为明显。通过建立4301工作面地表观测站对岩层移动进行观测。文章对观测数据进行分析,得到了大采高长工作面地表岩层移动的基本规律。     

2-126工作面覆岩移动及超前支承压力分布规律

为掌握2-126工作面回采时覆岩移动规律和超前支承压力分布,通过具体分析工作面的地质条件,采用理论分析与数值模拟的方式进行上覆岩层运移规律的分析,确定基本顶的初次和周期来压步距,以及上覆岩层三带的分布;另外在回采期间通过现场监测的方式对工作面超前支承压力进行分析。结果表明:2-126工作面基本顶的初次和周期来压步距分别约为38.9 m和15 m,工作面垮落带和裂隙带的高度分别约为25 m和75 m,超前支承压力影响范围约为50 m,应力峰值约出现在超前工作面16.7 m的位置.     

大采高综采工作面应力分布特征的数值模拟分析

山西某矿3405工作面采用一次采全高的综合机械化的采煤工艺,其矿压显现比较剧烈。为了更好地安全高效回采该工作面,通过FLAC3D数值模拟软件来分析该工作面回采时应力分布特征。结果表明:3405工作面超前支承压力峰值位置距煤壁5 m,影响范围为75 m,应力集中系数为2.3;固定支承压力峰值位置距煤壁15 m,影响范围为45 m,应力集中系数为2.0;工作面拉应力区范围在16 m左右。