坚硬顶板遗留煤层下综放工作面冲击地压发生机理

为研究坚硬顶板遗留煤层条件下综放工作面冲击地压发生机理,以宽沟煤矿坚硬顶板遗留煤层下I010203工作面易发生高能量事件的临空巷道为工程背景,通过理论分析、现场监测、数值模拟和工程验证相结合的方法,分析了B4、B2煤层开采过程中覆岩结构特征及演化过程,模拟了不同结构形态下煤岩体应力分布规律,并通过钻孔实测、微震监测和PASAT M探测多种方法进行了验证.研究表明:B4与B2煤层开采后,低位覆岩结构I以侧向悬臂的形式加载临空巷道,悬顶长度为18.5～37.5 m,造成临空巷道煤岩体形成应力升高区;随着开采范围增大,覆岩活动空间向上发展,微震事件向上聚集,采空空间逐渐增大,当B4与B2煤层采空区导通后,波及高位覆岩结构II,r2岩层运动下沉造成实体侧煤体应力升高区范围扩大、转移,应力集中系数再增大,最终r 2岩层破断失稳,结构I与结构II积聚的弹性能瞬间释放,动静载共同作用达到冲击地压发生的临界条件,造成临空巷道冲击显现.     

大同矿区坚硬顶板与坚硬煤层条件下综放开采

大同矿区坚硬顶板、坚硬煤层(以下称“两硬”)的条件严重制约厚煤层的高产高效开采技术的应用，尤其是采出率难以提高。经过10多年的科技攻关，对顶煤弱化、顶板控制及装备等技术的试验，得出了一种在两硬条件下矿井高产高效及高采出率的综放开采技术，取得较好的经济效益。     

坚硬煤层大放高综放面顶煤顶板活动特征

根据现场观测资料分析总结了坚硬煤层大放高综放面对顶煤预先弱化后顶煤顶板的活动规律和顶煤冒放结构特征。研究发现 ,顶煤预先弱化使顶煤顶板活动范围扩大 ,顶板破断步距减小 ,顶煤垮落角增大 ,顶煤的冒落块度大大减小、冒落形态发生了很大变化而近似呈柱状     

坚硬顶板孤岛工作面冲击地压的安全防治

针对孤岛工作面具有近60m的中砂岩坚硬顶板,采取预掘中间巷超前卸压、矿压动态监测、钻屑法预测、煤层超前注水、增加墩柱等安全措施,安全采出近12万t煤炭资源.     

忻州窑矿坚硬顶板综放工作面顶板控制方法

通过忻州窑煤矿综采放面坚硬顶板预爆破处理５个方案的现场实施和效果评估,提出了试验条件下最优的顶板预爆破处理技术参数,同时出说明了顶板预处理技术的可行性。     

坚硬煤层大放高综放面顶煤顶板活动特征

根据现场观测资料分析总结了坚硬煤层大放高综放面对顶煤预先弱化后顶煤板的活动规律和顶煤冒放结构特征。研究发现，顶煤预先弱化使顶煤顶板活动范围扩大，顶板破断步距减小，顶煤垮落角增大，顶煤的冒落块度大大减小、冒落形态发生了很大变化而近似呈柱状。     

煤层顶板冲击倾向分类的研究

强烈的冲击地压主要是由于顶板参与所致。本文从不同高度比的煤岩复合模型压缩试验入手,研究顶板岩石对煤层冲击的影响,从而论证了厚层砂岩顶板条件下煤层有剧烈破坏的趋势,煤层冲击危险强烈。通过不同顶板岩样的实验室试验和大量冲击地压实例,讨论了顶板对冲击地压的作用。应用悬臂梁理论。推导了顶板弯曲能量计算公式。在室内试验结果与现场实际对照分析的基础上。提出了适合我国矿井情况的顶板岩石冲击倾向指标,即弯曲能量指数U_(WQ),给出了冲击倾向评判标准。同时,考察了波兰学者提出的岩石弹性能量指数P_(ES),指出了该指标的不足之处。     

浅埋深煤层坚硬顶板型冲击地压防治技术

分析了浅埋深煤层坚硬顶板条件下尾巷冲击地压的成因,提出采用顶板弱化爆破技术进行冲击地压解危的防治思路,设计了断顶爆破方案,并用电磁辐射手段对解危效果进行了检验。通过优化断顶爆破中的炮孔深度、间距和装药量能够达到较好的解危效果;爆破试验段的监测对比显示,煤体电磁辐射强度明显减弱,减幅约为68.2%,爆破后卸压效果明显。     

坚硬顶板断裂振动型冲击地压预测技术研究

根据坚硬顶板断裂振动型冲击地压的发生机理，提出了冲击地压预测预报技术，经现场试验形成了“支架载荷-声发射联合观测，巷道收敛变形，煤体应力检测，煤体钻屑检测”的冲击地压综合预测预报系统，并取得良好的安全效果。     

坚硬煤层条件下提高综放面回收率

本文根据鲍店矿几年来推行综放开采的经验，提出了提高坚硬煤层综采工作面回怍率的技术途径，实践证明使煤炭回收率达到了８４％以上，取得了显著的经济效益。     

特厚坚硬煤层超大采高综放开采支架-围岩结构耦合关系

针对榆神矿区坚硬特厚煤层综放开采所面临的顶煤悬顶距长、冒放性差、采出率低和采放不协调等问题,探讨了机采割煤高度6. 0 m以上的超大采高综放开采可行性和必要性,分析超大采高综放开采支架-围岩耦合关系,在支架-围岩强度、刚度和稳定性耦合的基础上,提出超大采高综放开采支架-围岩结构耦合理论。从液压支架与围岩相互作用机理角度,阐释了支架-围岩支护系统"小结构"初次耦合主动支撑和"大结构"二次耦合被动承载概念和理论,分析了围岩"大、小结构"耦合对工作面围岩支护效果和适应性的影响,指出综采放顶煤液压支架结构设计除需满足"小结构"支护系统适应"大结构"周期性破断失稳形成的强动载矿压外,还需考虑液压支架结构(特别是放煤机构结构)对顶煤冒放运移规律和支架载荷演化过程的影响,通过支架结构与顶煤冒放结构耦合实现顶煤顺利放出,提高顶煤采出率。采用理论分析、相似模拟、数值模拟和现场调研等研究方法,分析了坚硬顶煤冒落和放出结构以及冒放过程的成拱机理,讨论了液压支架结构高度对矿山压力显现强度、顶煤冒放结构和资源采出率的影响,研究了放煤机构结构对顶煤成拱结构的影响,以及放煤机构结构对顶煤的二次破碎作用,提出了强力放煤机构结构改进和优化策略,并对破煤机理和效果进行探讨,以期为相似坚硬特厚煤层综放开采支架-围岩耦合提拱理论指导和借鉴。     

特厚硬煤下分层工作面两端头压架原因及预防

大柳塔煤矿活鸡兔井在1-2煤复合区回采过程中,下分层工作面两端头在过上分层联巷位置时矿压显现强烈、多次造成压架事故。为探究事故发生的原因并有针对性地制定预防措施,以12下206-1综放工作面为例,从顶板结构的角度出发,对特厚硬煤下分层综放面两端头矿压显现强烈的原因进行分析。在明确地质条件、开采方法、巷道布置和支护的基础上,结合下分层工作面矿压显现情况,通过顶板结构假设和压力计算,分析了压架原因并采取了相应的安全技术措施。实践表明,根据分析结果制定的现场预防压架措施取得了符合要求的控制效果。     

急倾斜特厚煤层水平分段开采老顶断裂力学模型

通过对急倾斜特厚煤层水平分段开采老顶破坏特点的分析, 建立了老顶沿倾斜方向悬臂梁断裂的力学模型,推导得出老顶岩层悬臂梁能量表达式,提出了爆破断顶矿压防治技术,并在甘肃华亭煤矿试验成功.     

放顶煤开采顶煤初次垮落动力学分析

运用ANSYS10.0的瞬态分析模块模拟了不同采放比顶煤初次垮落过程的应力状态变化,分析了顶煤初次放顶时煤体弹性能、瓦斯膨胀能等的变化情况.研究表明,在同等条件下,随采放比增加,顶煤初次垮落时发生瓦斯动力灾害的可能性增大.     

特厚煤层综放开采坚硬顶板破断对瓦斯涌出影响

针对具有坚硬顶板的特厚煤层综放工作面周期来压期间瓦斯异常涌出问题,基于坚硬顶板"O-X"破断机理,从能量的角度分析了坚硬顶板破断回转对采空区的冲击过程,得到破断块体轴向作用力与采空区垮落煤岩碎胀系数之间的关系。同时研究了顶煤放出率及垮落煤岩碎胀系数对坚硬顶板破断回转前后采空区体积变化的影响规律,建立了周期来压期间采空区瓦斯涌出增加量计算模型,并与现场实测进行对比。结果表明:特厚煤层综放工作面坚硬顶板破断回转压缩了采空区体积,使采空区高浓度瓦斯涌向工作面,导致周期来压期间瓦斯异常涌出现象。塔山煤矿8214工作面周期来压期间采空区瓦斯涌出增加量理论计算值为14.5 m~3/min,与现场实测增加量相比误差在1.79%～8.83%,两者结果较为相符,验证了模型的正确性。     

潘三矿12418综采面坚硬顶板深孔爆破技术实践

针对潘三矿12418综采工作面厚砂岩坚硬顶板条件,开展了深孔预裂爆破强制放顶技术研究。研究成果表明:强放措施实施后,工作面初次来压及周期来压步距显著减小,缓解了工作面回采期间的矿压显现;矿压观测成果显示工作面呈现明显的"大、小"周期来压现象,实施两顺槽超深孔预裂爆破可减轻工作面"大压"显现;选用的煤矿瓦斯抽采药柱从传爆性能、爆破效果及现场操作等均能较好的满足了超深孔爆破的要求;液压支架工作阻力由6400kN提高到10800kN,极大地满足了工作面安全高效生产需要。     

综放工作面瓦斯渗流规律的现场应用

综放面采空区瓦斯是工作面瓦斯涌出的重要来源之一,该文通过煤矿采空区瓦斯渗流规律的研究成果和最新进展,将其应用于某矿15101综放面瓦斯抽采上,现场实践表明,瓦斯抽采采用尾巷与回风巷结合的方式能够达到理想的抽采效果。     

急倾斜特厚煤层综放工作面超段高初次放顶的实践

介绍了采区概况及初次放顶的方案选择 ,并详细说明了实施放顶的步骤及放顶过程中相关措施 ,实际应用中效果良好。     

放顶煤工作面顶煤破碎机理研究

结合我国放顶煤开采的实践，对放顶煤工作面顶煤的破碎和移动规律及上覆岩层的活动规律进行了研究，指出了开采深度、煤层强度、支架支护强度及煤层厚度等是影响顶煤破碎和放顶煤效果的主要因素。同时指出了顶煤的破碎是顶煤与上覆岩层相互作用的结果，而支架仅起辅助破煤的作用。并在此提出了顶煤破碎分区。