厚煤层综放工作面顶板支护技术研究

为了更好的促进矿井生产,在对5号煤层顶板岩性、厚度等进行综合分析基础上,对顶板类型进行了划分,并从液压支架支护阻力、支架顶梁与顶板接触情况、工作面煤壁片帮以及运输巷漏顶等方面对矿压显现进行综合分析。根据矿压监测结果,建议适当提高工作面支架的支撑强度及支护阻力。通过理论计算分析以及矿压监测数据,条件下,采煤工作面液压支架的合理支护强度应在1. 35MPa以上。     

长平公司重型放顶煤液压支架适应性分析

晋煤集团长平公司首次采用重型放顶煤采煤工艺,为确定液压支架的适应性,合理布置矿压观测方案,通过矿压观测掌握工作面初采期间矿压显现规律和支架受力情况,得出重型放顶煤液压支架能够满足长平公司综采工作面开采对顶板的控制要求,为企业绿色转型开采奠定了良好基础。     

夏店煤矿3119综放工作面矿压显现规律及支架适应性分析

为掌握3119工作面矿压显现规律及支架的适应性,通过现场实测支架工作阻力,对钻孔应力计数据进行分析,得出工作面顶板来压情况及超前支承压力分布规律。结果表明:工作面基本顶平均来压步距为26.4 m,来压呈现为中部高、两端低的特征,超前支承压力影响范围为26～48 m,ZF4400/17/33型液压支架适应性较好。     

综放工作面液压支架泄漏故障诊断与实践

采用YHX型液压泄漏故障检测仪对工作面液压支架进行检测,分析了支架压力与围岩变形情况。依据液压支架不同的漏液程度,确定了支架工作阻力范围。葛泉矿9#煤层1195工作面实践表明,YHX型液压泄漏故障检测仪在井下工作状态良好,没有发生漏报或误判现象,改善了采煤工作面内液压支架的工作状态,有效地实现了对顶板灾害的防治,保障了工作面安全高效生产。     

放顶煤液压支架工作阻力确定及其适应性分析

为了选择适应平朔井工一矿9号煤工作面地质条件的液压支架,在以往支架选型经验的基础上,建立FLAC3D数值模型,通过分析在不同支护参数条件下顶板下沉量,确定支架合理工作阻力,并结合现场工程参数,对所选支架的适应性进行分析,得到井工一矿9号煤综放支架的合理支护强度为1.1 MPa,所选ZFY12000/23/40D型两柱掩护式放顶煤液压支架满足现场生产要求。     

特厚煤层综采工作面矿压显现规律研究

为了研究特厚煤层综采工作面矿压显现规律,以小庄煤矿40201工作面为背景,采用数值模拟研究了开采工作面顶板破坏特征。通过现场监测分析了工作面沿倾向和走向液压支架工作阻力,同时与经验公式计算结果进行对比确定了支架工作阻力。结果表明：40201工作面初次来压步距在33.6～46m之间波动,周期来压步距平均21.0m,采动影响系数平均1.42|基于经验公式确定的工作面顶板荷载为0.94MPa,小于支架工作支护强度1.28MPa|40201工作面选用的ZF13000/21/40支架满足生产需求。     

厚煤层综放开采矿压显现规律及支架选型优化

针对厚煤层综放开采矿压规律研究不足带来的支架选型不合理、煤壁片帮、端面冒顶等问题,以某矿1109综放面为研究对象,分析该矿综放开采覆岩位移和应力分布规律,进行液压支架选型及参数确定,采用现场实测对支架适应性分析。研究表明:随工作面推进,顶板下部岩层发生拉破坏,顶板破坏高度不断增大,冒落带高度为28.1m～33.2m;在工作面前方煤壁为应力增高区,出现应力峰值,达到18MPa;综合分析,确定采用ZF6400/17/32型液压支架支护顶板,全部垮落法管理顶板,支架间距为1.5m。现场试验结果表明:该支架工作阻力较好地满足工作面支护强度要求,具有良好适应性。     

千树塔煤矿11305综放工作面矿压特征实测分析

通过实测分析11305综放工作面支架工作阻力的变化特征,掌握顶板来压规律,并评价此工作面液压支架的适应性。研究结果表明:综放工作面基本顶周期来压步距最小5 m,最大24.6 m,平均12.7 m;平均来压动载系数为1.42,来压较为明显;支架工作阻力主要分布在2 000~8 000 k N;支架初撑力水平较低,普遍低于21 MPa,且后柱的初撑力低于前柱的初撑力。     

倾斜厚煤层综放工作面端头矿压特征分析

 倾斜煤层综放开采,采煤工作面的矿山压力显现受到煤（岩）层倾角的影响。较长工作面的顶板往往呈纵向O-X型破断,顶板来压在工作面方向出现不同步特征,两端头的顶板先破坏。通过对3301工作面两端头位置的矿压现场在线监测,结合工作面矿压显现进行顶板来压特征分析,得出了该工作面顶板运动变化规律、周期来压步距及两端头矿压变化规律。同时分析了液压支架的工作状态,检验了工作面的支护质量,为提高顶板管理水平及后续生产提供指导。     

单一煤层顶板观测和来压步距确定方法

煤层顶板的观测是掌握开采煤层的基础技术工作。科学合理地确定采煤工作面开采的初次来压和周期来压步距,对于采煤工作面的生产和安全管理具有指导意义。在采煤工作面顶板管理方面采取防治结合的原则,做好来压预报预测工作,同时可根据顶板观测成果,合理确定液压支架工作阻力,发挥支架的优势,能及时发现各种可能造成支架—围岩故障的隐患并及时采取措施加以消除。     

综放工作面顶板水力压裂卸压技术应用

针对煤矿回采工作面煤层开采后大面积坚硬顶板悬露在采空区内,致使回采工作面顶板垮落步距较大、来压剧烈、易引起支架压死等一系列安全问题,以雅店煤矿1403综放工作面为研究背景,通过对水力压裂技术与工艺流程进行分析,研究了水力压裂卸压技术的可行性,同时对水力压裂钻孔参数进行设计并开展现场水力压裂卸压试验,最后对压裂效果进行了分析。结果表明,压裂过程中存在明显的起裂阶段,随后在相对恒定压力的作用下,裂缝向深部扩展,压裂曲线呈现紧密的锯齿状;水力压裂可以有效弱化坚硬顶板、破坏其完整性,削弱顶板的强度和整体性,一定程度上能够改善支架的受力状况,达到减小或消除坚硬顶板对工作面回采危害的目的。     

16 m层间距下部综放工作面矿压显现规律实测分析

基于增子坊煤矿16 m层间距煤层群开采现状,以8109综放工作面为研究对象,分析受到上覆5号煤层综放开采影响的下位综放工作面矿压显现规律。分析结果显示:增子坊煤矿16 m近距离煤层开采,下位煤层8109放顶煤工作面基本顶最小周期来压步距5.3 m,最大17.9 m,平均13.9 m;基本顶最大来压动载系数2.38,最小1.12,平均动载系数1.48;各支架工作阻力压力值大致呈正态分布,大多处于4 000~7000 kN;工作面中部初撑力显然大于上下两端初撑力,放顶煤工作面初撑力平均值为2 629 kN,占额定初撑力的45％;各支架前后柱受力比较均匀,差别较小,前柱受力平均20.63 MPa,后柱平均19.21 MPa,液压支架总体性较好适应。     

特厚煤层大采高综放工作面覆岩结构及支架工作阻力研究

为了掌握特厚煤层大采高综放工作面的覆岩结构及支架合理工作阻力,以同忻煤矿8107工作面为研究对象,采用理论分析、现场观测的方法对特厚煤层大采高综放工作面覆岩的破断和组合形式进行了研究,建立了覆岩力学模型,得出了同忻煤矿8107工作面支架工作阻力计算式。结果表明:正常开采期间,大采高综放工作面直接顶易形成具有整体性的倒台阶组合悬臂梁结构,悬臂梁结构的破断、回转是支架—围岩互馈过程中的主要压力来源;来压期间,高位砌体梁结构与低位悬臂梁结构耦合形成“砌体梁—悬臂梁”结构,砌体梁结构的滑落失稳引起悬臂梁结构的协同回转,是大采高综放工作面强冲击来压的原因;实测8107工作面正常回采以及来压时支架工作阻力分别为26 MPa(9750 kN)和40 MPa(15000kN),与理论计算结果较为吻合;8107工作面采用的ZF15000/27.5/42型四柱低位放顶煤支架能够满足生产需求。     

保德煤矿81504综放面支架工作阻力适应性分析

以煤层顶底板岩层力学参数为基础结合上覆岩层运移规律,研究工作面直接顶的岩层组成、顶板运动参数,构建合理的顶板结构模型。对顶板结构模型进行力学分析,定量的计算工作面支架的支护强度。已采81305工作面工程实践表明,工作面直接顶由3层岩层构成,直接顶总厚度为17.2 m,工作面老顶以粗粒砂岩为主,厚度6.7 m,工作面直接顶作用力为0.79 MPa。通过顶板结构模型法+动载系数法和已采工作面类比法,得出新开81504工作面支架合理支护强度为1.38 MPa,支架的合理工作阻力为12 500 kN。     

综放工作面合理支护强度的数值模拟分析

为解决唐庄煤矿工作阻力超限和支架严重损坏的问题,利用FLAC3D模拟软件建立数值模型对工作面支架的支护强度进行研究,根据"支架-围岩"的相互作用原理,通过模拟回采过程不同支护强度下顶板位移情况,分析控顶区顶煤下沉量与支架支护强度之间关系最终确定支架最佳支护强度0.91MPa,原有支架支护强度不足,需重新选型。依据模拟确定支护强度,通过"三机配套"原则更换支架后,经现场观测分析支架支护状态良好,工作阻力满足生产要求,表明FLAC3D模拟确定的支护强度满足该煤层综放工作面的顶板活动要求。     

寸草塔二矿近浅埋煤层掩护式液压支架适应性分析

通过对寸草塔二矿13107工作面矿压显现规律的观测及对工作面所选ZY7600-12/24型两柱掩护式液压支架对工作面顶板支护与控制效果的分析,应用综采工作面液压支架合理工作阻力确定方法、关键岩层控制理论、综采工作面支护强度回归公式计算等方法,对寸草塔二矿3-1煤层适宜的支架工作阻力参数进行了计算与分析,进而对该矿近浅埋煤层综采工作面掩护式液压支架的适应性进行了综合分析与研究。     

特厚煤层大采高综放工作面矿压及顶板破断特征

针对大采高综放工作面覆岩活动空间大、开采扰动强烈的特点,以不连沟煤矿特厚煤层大采高综放开采为背景,采用现场实测和理论分析等方法对大采高综放采场矿压及顶板运移破断特征进行分析,建立了大采高综放采场周期来压岩层破断的力学模型,得出了液压支架工作阻力的计算方法。结果表明:大采高综放工作面来压时安全阀开启频繁、顶板快速下沉,额定工作阻力13 800 kN的液压支架不能满足顶板控制的需要;开采空间的增大、直接顶厚度增大,低位基本顶转化为直接顶成为悬臂结构、高位基本顶形成砌体梁,二者形成"上位砌体梁-下位倒台阶组合悬臂结构";工作面来压强烈、动载明显、持续时间短的矿压现象是由于高位砌体梁结构滑落失稳造成的,据其力学特征确定了液压支架的工作阻力。     

复合顶板回采工作面液压支架适应性探讨

我国煤矿顶板大多为软硬不同的岩层复合而成,此类顶板易产生离层破坏,导致冒顶事故。以山西四侯矿复合顶板回采工作面为研究背景,采用理论分析、数值模拟、现场监测等方法研究了工作面液压支架应用技术。对比液压支架应力变化曲线可知,所选用的液压支架ZYG10000/25/52D和ZY10000/25/52D工作面顶板适应性较好,并对工作面支护现状进行评价,以便优化支护方案,同时也为下区段工作面支护方案设计提供理论依据。     

宝雨山矿炮采放顶煤工作面矿压显现规律研究

通过利用GSJ-1型矿压仪和DZ-WCI型单体液压支柱工作阻力检验仪等对宝雨山煤矿11103和11108放顶煤工作面进行了全面的矿压观测和研究.掌握了顶板运动规律、工作面矿压显现特征和顶板控制特征.通过对采煤工作面所使用的支护设备的可靠性和适应性进行评价,为工作面设备的改进与更新提供参考;确定采动影响范围及支承压力分布规律,为合理选择工作面支护方式提供依据.