神东矿区长壁采场矿压显现规律与支架选型

为解决神东矿区浅埋煤层开挖过程中的围岩稳定和支护设计难的问题,在分析该矿区榆家梁矿、补连塔矿、上湾矿和大柳塔矿采场矿压与岩移观测资料的基础上,采用线性回归方法研究了浅埋煤层长壁采场矿压显现规律和工作面支架临界支护强度.研究结果表明:初次来压步距、周期来压步距与工作面推进速度成正比关系,.与工作面长度成反比关系;动载系数与采高、推进速度及工作面长度成正比关系;沿工作面长度方向,支架载荷分布呈现二次抛物线规律;采高相同时,支架的临界支护强度与工作面长度成正比关系.采高、工作面长度和推进速度是影响浅埋煤层长壁采场矿压显现与支架工作阻力的三大因素.     

神东矿区综采工作面末采顶板控制技术

分析了神东矿区及相邻矿区综采工作面末采顶板事故发生原因,根据神东矿区实际开采条件,提出了神东矿区综采工作面顶板管控技术。结合顶板事故发生原因,提出了神东矿区综采工作面末采顶板控制对策。末采生产管控工作中让压开采至关重要,而且必须提高工作面末采推进速度和合理控制末采采高,减小老顶周期来压期间工作面矿压显现剧烈程度。     

考虑煤岩材料非均匀性的特大采高工作面周期来压分析

考虑煤岩材料的非均匀特性对特大采高工作面矿压显现规律的影响,采用理论分析、数值模拟和现场实测相结合的研究方法,研究神东矿区某８m 特大采高工作面周期来压规律.提出煤岩微结构密度参数,理论推导工作面非均质顶板周期垮落步距计算公式;建立非均质煤岩体工作面推进数值计算模型,结合现场实测结果验证理论模型和数值计算结果的合理性.结果表明:考虑煤岩材料非均匀特性,周期垮落步距随煤岩微结构密度参数增大呈近似线性减小;周期来压过程,８m 采高工作面垮落步距约为１５m,与现场矿压监测结果较为吻合.研究成果对于掌握神东矿区８m 特大采高综采工作面周期来压规律和保障特大采高综采工作面的 安全开采具有重要参考意义.     

神达栖凤煤业综放面顶板运动特征与采场矿压规律分析

综放面顶板运动与采场矿压显现规律相对复杂。文章以神达栖凤煤业51408工作面为工程背景,理论计算了工作面直接顶和基本顶初次来压、周期来压步距及所需的支架强度,现场矿压实测发现,煤层倾角导致工作面下部矿压显现相对严重,其初次和周期来压强度最大,动载系数最大,而工作面跨度较大导致工作面中部顶板岩层提前破断,周期来压步距较小。     

神东矿区综采工作面矿压显现规律研究

针对神东矿区浅埋深、高强度开采特点,综合大柳塔、补连塔等9个煤矿48个综采工作面的来压特征,研究分析了神东矿区综采面正常及特殊开采条件下的矿压显现规律:正常开采条件下,5-2煤的初次来压步距及周期来压步距比上覆1-2煤、2-2煤明显偏大;随着埋深越大,面宽越小,周期来压步距越长,来压持续长度越小,矿压显现越缓和;工作面高速推进会使周期来压的持续长度显著增加,而对其它周期来压特征影响较小。     

综采工作面末采巨厚层坚硬顶板控制技术

根据神东矿区石圪台煤矿31煤三盘区综采面末采贯通上覆超厚层单一坚硬顶板矿压显现强烈现象,提出了综采面末采贯通采用主辅通道双巷回撤工艺时的顶板控制技术。以石圪台煤矿31305综采工作面为工程实例,研究了综采面在末采贯通前对顶板进行高压水力压裂超前弱化治理,采取了增强主回撤通道支护及贯通前停采等压、控制推采速度等措施,实践表明：采取上述措施后,可以有效缩短顶板来压步距,降低来压强度,使工作面贯通和设备回撤期间处在顶板无压阶段。确保了31305工作面的优质贯通,安全回撤,能够有效防止工作面末采压架事故的发生,实现矿井安全回采。     

基于弹性基础梁模型的来压步距确定

在分析采场基本顶上覆岩层破断运移规律的基础上,建立了基于弹性基础梁的顶板受力模型,得到了工作面初次来压步距和周期来压步距的计算公式。结果表明:当基本顶以上岩层的极限跨距小于基本顶的极限跨距时,工作面初次来压步距等于顶板初次跨落步距,周期来压步距与上位岩层密度、厚度和抗拉强度等参数有关;当基本顶上一层顶板的极限跨距大于基本顶的极限跨距时,工作面的初次来压步距将是基本顶前2次垮落步距之和,周期来压步距的确定还与支架工作阻力有关。     

近浅埋煤层大采高工作面矿压显现规律研究

为掌握榆神矿区近浅埋煤层大采高工作面矿压显现规律,选取区内某矿N1200大采高综采工作面为研究对象,开展了相似材料物理模型实验研究及现场实测分析。研究表明,N1200工作面初次来压步距为56 m,周期来压步距平均为15.8 m,支架平均工作阻力4 843 kN,动载系数最大1.95,支架工作阻力达到9 739 kN即可满足现场需求;由于受到上覆双关键层叠合破断的影响,工作面呈现大小周期来压现象,小周期来压时岩层垮落角以主关键层为界呈上大下小分布,大周期来压时动载系数及超前支承压力峰值均增大。     

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。     

大采高含断层综采面矿压规律与支架适应性研究

通过对乌兰木伦煤矿31402综采面矿压实测与支架工作阻力计算,就神东矿区浅埋煤层断裂构造发育的大采高综采面矿压规律与支架适应性问题进行了深入研究。结果表明,该工作面初次来压步距为42.5 m;当工作面过断层控制区域时,周期来压步距为5.7~26.8 m,分为大、小周期来压,前者来压步距平均20 m,后者8.5 m;当工作面无断层时,周期来压步距为9~11 m;研究表明,当前使用额定工作阻力为9 000 kN的支架已不能满足厚基岩下断层发育的大采高工作面要求,应重新选择工作阻力更大的液压支架。     

特厚近水平煤层8.5m采高支架选型及数值模拟研究

针对上湾塔矿1-2煤开采世界首个8.5 m采高工作面的工程背景,利用现场实测计算和ANSYS数值模拟的手段,对12401首采面的直接顶、基本顶初次与周期来压步距参数进行预测,由于特大采高工作面断块存在大回转空间的问题,着重进行冲击动载的研究,结合模拟数据对支架与围岩作用关系进行分析,得出了采高与顶底板移近量的回归公式,最后对8.5 m支架的支护强度、工作阻力参数进行确定,研究结果对神东矿区后续支架的选型和围岩控制提供了借鉴与参考。     

神东浅埋工作面矿压显现规律的多因素耦合分析

针对神东矿区浅埋工作面矿压显现特征,结合126例浅埋工作面矿压实测数据采用回归分析、概率统计手段,分别就工作面覆岩岩性、采高、埋深及工作面长度对工作面矿压最大值、载荷分布及来压步距影响进行单一及耦合分析,提出覆岩硬度系数法来数值化覆岩岩性并结合KSPB软件归类覆岩,结果表明:1覆岩岩性、采高、埋深及工作面长度与工作面矿压最大值分别呈线性、线性、负对数及正双对数函数相关,无关键层、单一关键层及多关键层下相关参数不同;2工作面斜长上矿压呈二次函数分布,载荷分布系数a与工作面长度呈负对数相关,无、单一及多关键层下相关参数不同,且覆岩岩性、采高、埋深对工作面矿压分布影响较小;3工作面初次、周期来压步距与覆岩硬度系数呈正指数相关,与采高、埋深及工作面长度呈概率分布相关,无关键层、单一关键层及多关键层下相关参数不同,覆岩硬度系数预测值与概率统计值的并集为工作面初次、周期来压步距预测值。对比分析及工程实践表明,经验回归公式结合概率统计分析在一定残差范围内可准确预测浅埋工作面矿压最大值、载荷分布规律及初次、周期来压步距。     

大采高工作面矿压显现特征及支架适应性研究

为研究大采高综采工作面上覆岩层的运动及矿压显现规律,以马兰矿18506工作面为工程背景,通过理论分析、数值模拟并结合现场矿压监测的方式,得出基本顶的初次来压步距及周期来压步距,并从液压支架的初撑力、工作阻力频率及循环末阻力来分析支架的适用性。结果表明:工作面基本顶的初次来压步距为35.1m,周期来压步距为11.7m,并根据工作面的矿压监测数据得知现有液压支架选型合理,能够为工作面的安全回采提供保障。     

柳塔矿不稳定厚硬煤层综放面矿压显现规律研究

为掌握神东矿区不稳定厚硬煤层综放工作面的矿压显现规律,采用数值模拟和现场实测方法,对柳塔煤矿首采综放面的矿山压力显现规律进行了研究.结果表明,工作面初次来压步距为58 m,周期来压步距9.43 m;ZFY10200/25/42型两柱掩护式放顶煤支架实际工作阻力仅达到额定工作阻力的64％.与其他厚硬煤层综放面相比,该工作面顶板来压强度小,工作面超前支撑压力影响范围小,支架动载系数小.     

长初次来压步距下三角式扇形卸压初采技术研究

为解决中硬岩层采场初次来压步距长、矿压显现剧烈的问题,采用理论研究与实践相结合的方法,以大恒煤业4-1煤层41107工作面为工程背景,研究了三角式扇形初采分段卸压的顶板控制方式及三角式扇形初采技术。结合现场具体条件,将开切眼与工作面上下两巷非垂直布置,初采时,一端固定,推采另一端,将常规矩形工作面各级整体基本顶转化为依次分段断裂基本顶,以消除矩形初采工作面基本顶整体初次断裂来压给生产带来的冲击性危害。结果表明:采用三角式扇形初采方式,初采期间41107工作面矿压显现不明显,且增加了工作面开切眼三角煤区段放顶煤循环产量,提高煤炭资源采出率的同时,实现了长初次来压步距条件下安全回采。     

松散表土薄基岩浅埋煤层矿压显现规律数值分析

为了分析松散表土薄基岩浅埋煤层首采工作面上覆岩层的运动规律,尤其是顶板初次来压和周期来压步距,运用UDEC软件对神木汇森凉水井煤矿首采面上覆岩层矿压显现规律进行了数值模拟,在此基础上进行了现场实测。结果表明,首采面初次来压步距的计算值为40.0 m,实测值32.8 m;周期来压步距的计算值为20 m,实测周期来压步距为16.5～22.0 m,平均为19.5 m;强制放顶距为20 m时能减小初次来压强度;强制放顶能有效地削弱和减小顶板初次来压的强度和规模,保证强制放顶效果的关键是提高强制放顶爆破作业的质量。     

大采高综采工作面矿压显现规律研究

为研究大采高综采工作面的矿压显现规律,以山西某矿3301大采高综采工作面为研究背景,对该工作面的周期来压步距与初次来压步距进行数值模拟和现场实测,结果表明:运用数值模拟和现场实测得出的该工作面的初次来压步距约为45 m,周期来压步距约为23 m,周期来压步距约为初次来压步距的1/2,数值模拟计算结果与现场实测结果一致,数值模拟计算方法可有效应用于大采高综采工作面周期来压步距与初次来压步距的计算中。     

某矿采空区下近距离特厚煤层综放工作面矿压显现规律研究

为了研究采空区下近距离特厚煤层综放开采矿压显现规律,以中煤塔山矿30501工作面为研究背景,采用现场实测的手段,对工作面推进过程中初采和回采期间基本顶周期来压步距、来压动载系数、支架初撑力、支架工作阻力进行分析。结果表明,工作面初采期间,初次来压步距呈现中下部较小、上部较大的特点,周期来压步距特点与初次来压大致相同,工作面上部略大;初次来压动载系数平均为1. 19,周期来压动载系数平均为1. 22;工作面正常回采期间,周期来压步距为6～44. 6 m,平均为17. 8 m,周期来压期间,矿压显现不强烈。矿压观测结果验证了工作支架选型合理,支架能够满足综放开采工作面顶板控制要求。     

水力压裂对末采矿压显现规律的影响研究

为研究水力压裂对工作面末采矿压显现规律的影响,以隆德煤矿213综采工作面为背景,采用FLAC^3D建立其末采数值模型,考虑水力压裂前后岩体的力学变化特征,对比分析了有无水力压裂对末采悬顶长度以及矿压的影响,在此基础上设计了213综采工作面水力压裂方案,实测了工作面矿压以及回撤巷道变形。数值计算结果表明,无水力压裂条件下,213综采工作面顶板岩体在末采贯通阶段周期来压步距约为10～15 m,采空区上方岩体悬顶长度约为13 m;而水力压裂条件下周期来压步距则减小为5～10 m,悬顶长度减少为5 m。现场开展末采水力压裂施工后,工作面剩余可采长度为4～6 m发生周期来压,卸压区平均支架工作阻力减小9.7%;回撤巷道顶底板移近速度在工作面剩余可采长度低于26 m时由缓慢变形阶段的2.5～5.7 mm/d增加至快速变形阶段的13.0～66.9 mm/d。水力压裂在末采阶段的实施,有效控制了工作面的悬顶长度,成功实现了工作面的安全开采,切实保证了末采撤架工作的顺利完成。     

浅埋煤层长壁综采工作面矿压显现规律实测分析

为掌握浅埋煤层大采高工作面开采矿压显现特征,针对鄂尔多斯地区某矿222205工作面矿压观测为项目背景,分析工作面矿压显现规律与煤体内应力分布特征。研究表明:工作面初次来压步距为13.75m,周期来压步距为在8.5m~17.5m之间。该工作面初次来压期间工作面动载现象明显;支架日常工作阻力基本呈正态分布,支架受力状态较为理想。煤体内支承压力分布受采动影响较显著。