敏东一矿放顶煤支架动态承载特征及数值分析

利用KJ216-F压力监测分站系统,监测敏东一矿I01163上01生产工作面放顶煤支架前后支柱工作阻力。借助FLAC3D数值模拟软件模拟工作面采场实际情况,对放顶煤支架动态承载特征进行深入研究。结果表明:对于近水平放顶煤工作面,放煤支架前后柱工作阻力差值在工作面不同位置呈现不同数值,此现象与工作面不同位置支承压力引起的顶煤破碎程度不同有关。不同顶煤条件下,放煤支架前后阻力差值随着顶煤硬度的改变而发生变化,顶煤硬度越小,支架前后柱阻力越小且分布越均匀,顶煤硬度适中,支架前后柱阻力差值较大,支架上方呈现出典型的顶煤破碎分区,并且可以通过支架前后柱阻力差值来预测支架上方顶煤破碎区域分布情况。     

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。     

滑移支架放顶煤工作面煤岩控制特点

本文结合我国使用滑移顶梁液压支架放顶煤开采的实践,采用有限元电算模拟和理论分析方法,对滑移支架放顶煤工作面顶煤的破碎和放出规律及其影响因素进行了研究。分析表明,顶煤的破碎是顶煤与上覆岩层相互作用的结果,支架仅起辅助破煤作用,而开采深度、工作面长度、煤层强度及结构等是影响顶煤破碎和放出效果的主要因素。在此基础上,对广西稔子坪煤矿滑移支架放顶煤开采中存在的问题进行了浅析,并提出了改进意见。     

放顶煤工作面顶煤破碎机理研究现状与展望

针对放顶煤工作面顶煤破碎问题,分析了煤层埋深、煤层厚度、煤体中的节理和裂隙等煤层赋存状况,支承压力、顶板活动、支架支承应力以及开挖卸荷等外界压力作用对顶煤的破碎影响。在分析顶煤破碎机理研究现状的基础上,提出了应加强顶煤节理裂隙原位精准探测技术,实现顶煤可视化;应深入研究支架对顶煤的破碎机理;提出了从能量角度考虑顶煤充分破碎必要条件的思路,为提高顶煤破碎程度及煤炭采出率奠定理论基础。     

顶煤助放与破碎机构设计

针对放顶煤综采工作面顶煤回收率问题，提出了在放顶煤液压支架上安装、利用高压乳化液作为动力的“顶煤助放与破碎机构”的设计构想，并以此来实现在放顶煤综采中主动、可控制地回收顶煤，从而达到提高顶煤回收率之目的。     

放顶煤开采顶煤变形与破碎特征

以放顶煤开采现场实测为基础,着重探讨了顶煤的变形特征、顶煤变形与支承压力的关系;对比分析了“卸载降架－拉架－支撑”和“带压移架”不同移架方式对顶煤破碎效果的影响,结果表明,支架的反复支撑对煤具有明显的破碎作用。     

浅谈综放工作面端面冒落与架型之间的关系

分析了端面顶煤冒落的机理及四连杆支撑掩护式放顶煤支架与顶煤之间的作用关系；叙述了一种新型放顶煤支架及其控制面冒落的实用效果。     

支架水平力对保持端面顶煤完整的作用

本文分析了端面顶煤冒落的机理，分析了四连杆支撑掩护式放顶煤支架与顶煤之间的作用关系；叙述了一种新型放顶煤支架及其控制端面冒落的实用效果。     

支架水平力对保持端面顶煤完整的作用

本文分析了端面顶煤冒落的机理，分析了四连杆支撑掩护式放顶煤支架与顶煤之间的作用关系；叙述了一种新型放顶煤支架及其控制端面冒落的实用效果。     

王家岭煤矿12309工作面顶煤破碎特征及运移规律研究

为掌握12309工作面顶煤破碎特征及运移规律,采用理论分析+现场观测分析进行顶煤破碎特征的分析,根据顶煤破坏规律分析得出顶煤受力特征,基于现场测试得出顶煤破碎块度及冒落特征;通过数值模拟进行顶煤运移规律的分析,并在工作面回采期间进行顶煤活动规律的监测。结果表明,顶煤冒落块度基本在40 cm×30 cm×30 cm内,顶煤一般在支架顶梁后方及时垮落;顶煤放出7次后即进入稳定周期,顶煤的运移主要出现在超前工作面10～30 m内,工作面走向上顶煤运移可划分为4个区域。     

特厚煤层卸压综放开采技术原理的实验研究

我国西部地区发现存有大量20 m以上特厚煤层,大部分无法实现露天开采,国内外均没有成熟的理论与技术可以借鉴,为了实现20 m以上特厚煤层的安全高效开采,创造性地提出了特厚煤层卸压综放开采技术。采用60∶1的大比例相似模拟试验方法,研究20 m以上特厚煤层卸压综放开采顶煤垮落破碎的块体分布特征、顶煤位移场分布特征、支架阻力及其对顶煤垮落破碎的影响等。结果表明:当卸压工作面推进75 cm时,500 cm~3以内的顶煤块体较密集,块体比例约为94%,块体数量约为860个;当卸压工作面推进135 cm时,体积为500 cm~3以内的顶煤块体所占累计比例约为96%,块体数量约为1 700个,与卸压工作面推进75 cm时相比,块体比例增加了2%,块体数量增加了840个;当综放工作面推进17 cm时,累计体积达到500 cm~3时几乎包含全部顶煤块体,块体比例约为99.9%,块体数量约为4 810个,与卸压工作面推进135 cm时相比,块体比例增加了3.9%,块体数量增加了3 110个,二次破碎效果显著,能保证顶煤的顺利放出。卸压开采阶段上位顶煤位移中位顶煤位移下位顶煤位移。二次综放阶段下位顶煤位移最大,垮落破碎程度最好。由于支架的支撑作用,下位顶煤中产生多条明显的竖直裂隙,受支架影响的顶煤厚度约为10 cm,支架的反复支撑作用明显促进了顶煤的破碎效果。     

托顶煤动压巷道顶煤顶板变形机理和加固技术研究

晋能王家岭煤业回采面均采用“两进一回”布置,其中上一工作面辅运顺槽复用作为下一工作面回风顺槽,为托顶煤强烈动压巷道,巷道维护困难,需对其变形特征和变形机理开展研究并提出相应加固设计。通过对动压巷道顶板离层、顶帮变形和支护构件受力的监测,结合顶板岩层窥视,掌握了王家岭煤业托顶煤动压巷道的变形特点,顶板离层主要发生在顶煤范围内。采用数值模拟,研究了顶煤厚度、动压影响程度和不同支护设计等因素对顶煤顶板变形的影响,分析了托顶煤动压巷道顶煤顶板变形机理,认为顶煤厚度和顶煤支护情况直接决定托顶煤变形情况,在巷道支护设计时应充分考虑顶煤顶板支护强度和刚度。根据变形特点和变形机理,结合高预应力锚杆支护技术,提出动压巷道加固设计并在井下实施。实践表明,加固效果良好。     

近距离煤层下层综放工作面压架机制研究

以大佛寺煤矿40109综放工作面在近距离煤层重复采动过程中出现的压架事故为研究对象,利用顶板灾害监测预警系统掌握40109工作面在回采过程中周期来压规律,结合40109工作面工程地质条件分析以及顶板涌水情况可知,上煤层回采扰动、下层厚煤层开采以及矿井水侵蚀造成的40109老顶破断-失稳是压架事故发生的主要原因。后期通过加强对40109综放工作面顶板的合理管理,有效预防了压架事故的发生,保证了该工作面的安全快速回采。     

综放开采顶煤介质状态演化的特征识别

以综放开采过程中顶煤介质状态转化机理为切入点,进行室内煤岩力学的声学特性实验研究和现场声波测试,建立单轴压缩下煤样的声学特性和压力的变化关系。结果表明,煤岩在荷载逐渐施加的开始阶段,超声波波速基本没有变化,当所加荷载达到一定值后,超声波声速出现急剧减小的突变现象;现场声波测试过程中,当工作面距测点距离L≥12 m,声波较为稳定,随着工作面的回采,当L≤12 m,声波出现了急剧跌落的突变现象。依据煤岩在不同介质状态下的声波速度,提出了顶煤破裂度概念,并建立了反映顶煤介质状态的5个破坏阶段的模型,为顶煤介质状态识别、放煤工艺、矿压控制和支护结构设计提供了依据。     

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。     

缩小防水煤柱综放工作面矿压特征

任楼煤矿 72 1 2工作面是皖北矿务局任楼矿区第一个放顶煤工作面 ,同时又是巨厚松散含水层下缩小防水煤柱工作面。工作面煤层厚度平均 4 .7m,倾角 1 7°,通过对该面矿压、上风巷支承压力、顶煤、顶底板及巷道两帮位移观测结果 ,分析了巨厚松散含水层下缩小防水煤柱综放工作面矿压特征     

特厚煤层大采高综放面组合悬臂梁运动特征及支架阻力研究

针对直接顶岩层结构对大采高综放采场矿压显现影响较大的特点,基于关键层理论与岩块铰接条件,分析直接顶岩层运动特征及液压支架工作阻力合理确定方法,以准格尔地区某矿大采高综放工作面为例计算分析。研究表明,特厚煤层综放采场直接顶关键层及其上位直接顶形成组合悬臂梁结构,随工作面推进破断回转,与其后方的已破断岩层接触、分离滑落,其重量由后方已破断岩层与液压支架共同承担,其悬臂破断回转、与已断岩层接触、分离滑落的过程直接影响着工作面矿压显现。正常回采阶段液压支架仅承受顶煤及下位直接顶的荷载;来压阶段应保证承受顶煤、下位直接顶及组合悬臂梁破断所施加的荷载,才能防止支架压死、活柱急剧下缩等现象;依据其力学特征确定了大采高综放工作面合理的液压支架工作阻力。     

孤岛综放面穿越顶分层煤柱区煤体应力变化规律

巨厚砾岩下孤岛综放面穿越顶分层煤柱区时,随着工作面向前推移,煤柱上的支承压力越来越大,煤体失稳破坏的危险性也逐步加大。根据钻孔应力测试原理,采用钻孔应力计测试了煤体的应力,分析了煤柱区煤体应力的变化规律,确定了煤柱区煤体的危险程度;在此基础上给出了工作面矿压和上下巷变形控制的措施。     

综放非对称开采顶煤岩运移数值分析

依据谢桥矿1151（3）综放面开采技术条件,采用FLAC^3D系统研究了非对称条件回采期间顶煤岩的应力、变形、破坏、位移情况,获得了回采期间顶煤的运移规律．结果表明：非对称开采条件顶煤岩力学特征随工作面位置不同而变化,支承压力峰值及其超前距离、位移、塑性破坏区范围工作面上部均大于工作面中、下部,且最大主应力在工作面上隅角附近．研究成果为工作面支架的合理选型、煤壁的有效控制、放煤工艺参数的合理确定及安全生产提供了理论依据．     

大阳煤矿3~#煤层综放开采可行性研究

分析了大阳煤矿的开采现状和问题,就该矿3＃煤层综放开采的可行性进行了煤层厚度、煤层硬度等6个方面的分析,认为该煤层进行综放开采是可行的,在工作面设备选型方面实现了小型化和轻型化,指出了改善顶煤冒放性、提高顶煤回采率和瓦斯防治是该矿进行综放开采的技术关键,并提出了相应的技术措施。