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。     

综放工作面厚硬顶板破断特征与支架工作阻力确定

针对综放工作面厚硬顶板初次来压步距难以确定的问题,以东周窑煤矿8301工作面为工程背景,建立厚硬基本顶的固支梁模型,运用能量法求得分布于基本顶中的水平应力,进而得到基本顶初次来压步距解析式,采用数值模拟对顶板破断特征和工作面支架工作阻力进行分析,并对不同推进距离下工作面不同位置支架工作阻力进行了现场监测。研究结果表明:相比一般综放工作面,坚硬顶板条件下工作面初次来压步距和支架工作阻力明显增加,顶板破断后对工作面形成冲击较大,矿压显现剧烈;8301工作面初次来压步距为58 m,周期来压步距为15~20 m,动载系数为1.5~1.8;基于能量法求得支架额定工作阻力为13 000 kN,而来压期间支架工作阻力为11 000 kN,是额定工作面阻力的84.6%,能够满足厚硬顶板条件下煤矿安全高效开采的要求。     

弱黏结顶板厚煤层综放开采覆岩移动及 矿压控制研究

弱黏结厚煤层综放开采过程中,覆岩变形垮落及矿压显现特征对其安全高效开采具有重要的影响。在构建弱黏结顶板综放工作面散体拱结构模型的基础上,分析了综放工作面覆岩结构动态演化机制,给出了弱黏结顶板综放工作面支架工作阻力计算方法;并运用相似模拟和数值模拟等方法分析了弱黏结顶板厚煤层综放开采采场围岩变形破坏及应力分布演化特征,提出了覆岩散体拱结构的拉伸-压缩复合失稳、剪切失稳等失稳模式。工程实践表明,优化采放工艺能改善顶板受力环境,有效控制顶板变形破坏过程,降低矿压显现对工作面开采的影响。     

复杂地质条件下松软厚煤层综放工作面矿压显现规律实测与分析

采用理论分析方法,通过对复杂地质条件下松软厚煤层综放工作面顶煤、直接顶移动规律、支承压力分布及其显现特征进行分析,及对余吾煤业综放工作面支架工作阻力的现场实测分析,得出复杂地质条件下松软厚煤层综放工作面的矿压显现规律,从而为该地质条件下综放工作面矿压控制的确定提供理论依据。     

大倾角轻型支架综采放顶煤矿山压力显现规律研究

通过对鹤煤二矿二1煤层3604综放工作面支架工作阻力、工作面顶板破碎度、巷道变形以及顶煤运移的观测,掌握了支架工作阻力、工作面端面区域顶板破碎及冒落状况、工作面巷道的变形情况、顶煤及顶板运移规律.同时也确定了工作面周期来压步距、来压强度以及支架工作阻力的变化规律,为合理评价该支架在大倾角煤层条件下的适应性和确定合理支护方式提供了科学依据.     

大采高综放工作面支架适应性评价

针对酸刺沟煤矿6上105-2大采高综放面初采期间顶板来压强烈、支架损坏严重等问题,采取了调高安全阀开启压力和采空区留条形间隔煤垛等措施。基于此,对工作面支架工作阻力和矿压显现进行实时观测,通过理论计算及实测分析,得到了工作面顶板结构模型和实测矿压规律;并从支架工作阻力、控顶效果、支护效果及支架工作位态等4个方面验证了支架具有良好适应性,能够满足顶板控制要求。     

新疆龟兹矿业综放工作面支架工作阻力的确定与实践

综放开采工作面支架合理工作阻力的确定是综放开采顶板控制与工作面安全高效开采的核心问题。基于矿井拟采取综放开采区的地质采矿条件,根据国内综放工作面支架工作阻力计算公式,确定了支架所需的合理工作阻力,并与已有支架的工作阻力进行对比分析,结果表明,对确保煤矿综放安全高效生产具有重要的现实意义,可为类似条件下矿井支架选型提供参考。     

基于覆岩破坏层次化效应的浅埋煤层下分层综放面支架工作阻力确定研究

基于神东活鸡兔井浅埋厚煤层下分层综放开采实际,采用理论分析基于覆岩破坏层次化效应的综放工作面支架工作阻力确定的相关公式参数,确定式中系数在浅埋深下分层综放时的合理取值范围为整层综放开采时的2倍,并进行支架选型。通过现场实测矿压显现规律表明,修正后的基于覆岩破坏层次化效应的下分层综放面支架工作阻力确定公式在浅埋深下分层综放支架工作阻力的确定中是适用的。     

数值模拟方法确定综放工作面支架工作阻力

以支架与顶板相互作用关系为理论依据,通过数值模拟方法分析了综放工作面顶煤下沉量及顶煤压缩量与支架支护强度的关系,在此基础上根据顶板条件的不同对综放工作面支架工作阻力进行确定。     

大同矿区特厚煤层综放采场矿压显现规律研究

为研究大同石炭系特厚煤层综放工作面矿压显现规律,通过对大同塔山矿石炭系特厚煤层综放工作面的支架阻力监测,以及采用微地震监测系统及地面钻孔电视对工作面顶板的运移规律进行观测,得出了特厚煤层综放开采过程中的顶板来压显现规律,同时,分析了推进速度、支架状况及地质构造对顶板控制的影响,基本掌握了回采工作面顶板矿压规律,为石炭系特厚煤层中综放开采的成功应用提供了科学依据.     

高韧性煤层综放开采矿压显现规律

为了研究高韧性煤层综采放顶煤工作面的矿压显现规律,采用ZDYJ-ⅡB红外式综采支架压力监测仪,对宁夏磁窑堡二矿C142高韧性煤层综放工作面矿压进行了监测．研究表明,高韧性煤层综放工作面初次来压和周期来压明显,压力峰值高位稳定,高于其它综放工作面,动载系数小,工作面前柱工作阻力明显小于后柱,为11．9％．指出ZFS6800／18／35型液压支架实际工作阻力仍有部分超过设计工作阻力,高阻力支护是控制高韧性综放工作面顶板的主要措施．该研究为类似工作面生产管理、支架选型提供了依据．     

波状厚煤层综放开采矿压显现规律分析

通过对郭家河煤矿1301综放面进行现场矿压观测,分析研究该综放面顶板覆岩运动特征,掌握其矿压显现规律,对麟北煤田综放面矿压显现规律研究和确定合理支架工作阻力具有一定的借鉴作用。     

大倾角厚煤层综放工作面矿压显现规律

为了预防大倾角条件下综放工作面在回采的过程中顶板事故与支架压死等问题的发生,采用数值模拟与矿山压力现场监测相结合的方法,对1604综放工作面进行矿压显现规律研究,得出了工作面超支承应力的峰值为8.1 MPa,峰值距工作面12.2 m,应力影响工作面前方范围为4.7³1.8 m,应力集中系数1.81。确定了直接顶与基本顶初次垮落步距的范围,工作面基本顶周期来压步距11.8 m,来压动载系数1.58;来压期间工作面支架最大工作阻力为4 278.8 kN,为额定工作阻力的62.9%,支架有足够的富余量、可靠性较好。     

综放工作面多夹矸岩层支架工作阻力的合理确定

针对8301工作面特殊地质开采条件,提出采用多夹矸顶板载荷估算方法,通过与宏观损伤力学法、反分析数值模拟法、实测统计法3种传统综放工作面支架工作阻力确定方法的计算原理和结果对比,结合现场实测得出:多夹矸顶板载荷估算方法能够合理确定复杂地质条件下综放工作面支架工作阻力;ZF13000/25/38型支撑掩护式支架能满足8301工作面顶板控制的需要。     

倾斜长壁工作面下行开采液压支架工作阻力研究

为确定倾斜长壁工作面下行开采时液压支架额定工作阻力，以3112倾斜长壁综采放顶煤工作面为研究背景，通过工程地质调查、理论分析、数值模拟等研究手段，对工作面老顶等级、初次来压和周期来压步距进行了研究、确定了支架支护强度和额定工作阻力，研究结果表明：运用理论计算与数值模拟得出工作面老顶为Ⅳb级顶板、来压非常强烈，初次来压和周期来压步距分别为48.7 m和18.1 m,与已有矿压数据较一致，支架支护强度为0.6 MPa、额定工作阻力为3 780 kN,理论计算与数值模拟相结合的方法可用于确定倾斜长壁工作面下行开采时液压支架额定工作阻力。     

综采与综放工艺条件下采场矿压特征分析

基于相同顶板条件下,综采工艺与综放工艺的平均矿压显现特征差异,为给支架选型与顶板管理提供基础依据,以某矿217工作面为例,采用支架压力记录仪实时记录支架工作阻力,结合工作面矿压显现进行顶板来压特征分析。通过分析放煤阶段和不放煤阶段的支架阻力变化,研究综采与综放工艺的顶板来压特征之差异。研究结果表明：与综采工艺相比,综放工艺支架阻力显著增加,动载系数1.30～1.41,顶板来压强烈,基本顶周期来压步距从平均22 m减小到平均11 m,明显减小。在倾斜方向上,中部基本顶来压最强烈,其次是下部、上部,工作面周期来压较强烈。     

基于覆岩破坏层次化效应的综放工作面支架工作阻力确定研究

分析了微震监测结果与工作面矿压显现之间的相互关系,认为覆岩的破断存在层次化分布,提出了"近-远场层次化效应模型",分析认为近场岩层对确定综放支架工作阻力至关重要,给出了基于覆岩破坏层次化效应的综放工作面支架工作阻力确定的相关公式及参数确定方法。     

大采高综采工作面支架合理工作阻力研究

针对大采高综采工作面矿压显现剧烈现象,对神东矿区上湾矿大采高12106综放工作面支架工作情况进行了分析研究。12106工作面共布置151台支架,通过对支架工作阻力监测数据分析,得出工作面顶板周期来压步距平均值为21.1 m,来压时工作面支架循环末阻力均值为13 914 kN,支架初撑力均值为11 819 kN,未达到额定初撑力;采用"四一法则"对已采工作面的合理工作阻力进行核定,通过现场实测数据结合理论计算,得出12106工作面支架的合理工作阻力为18 000 kN。     

酸刺沟煤矿综放工作面矿压显现异常及控制技术

针对酸刺沟煤矿6上煤层大采高综放工作面矿压显现强烈,对工作面矿压显现进行了实时在线监测与分析。结果表明:工作面周期来压步距为20.2 m,来压动载系数平均1.35,高压力区集中在20—130号支架,98%的支架日最大工作阻力达到或超过15 000 kN的额定工作阻力,工作面推采初期出现压架事故。采取了提高安全阀开启阀值、加快推进速度、来压期间减少放煤和在高压力区深空卸压爆破等措施控制顶板,减小压力显现强度,监测显示安全阀开启率降低至12.4%,支架工作阻力基本符合正态比例分布,提高了工作面安全生产水平。     

保德矿8~#厚煤层综放工作面合理支护强度研究

基于保德煤矿8~#厚煤层顶板岩性及组成情况,对8~#煤层顶板进行类型划分与评价,通过对81304综放面矿压规律的实测分析,从矿压显现强度、支架接顶状态和煤壁片帮等方面综合考虑,建议将原架型由2柱式综放支架改为4柱式放煤支架,并提高支架工作阻力和支护强度。采用理论计算和工作面实测分析相结合的方法,对该矿综放工作面液压支架合理支护强度进行分析,确定采场支架合理支护强度为1.35 MPa。