矿压显现规律及支架载荷的离散元分析

采场顶板岩层控制的好坏直接影响煤矿井下生产安全,目前顶板事故在全国煤矿事故中仍占有相当大的比重。近年来,随着煤矿开采深度的增加,地压越来越大,采场压力也急剧增大,由矿山压力引发的安全事故有递增趋势。采用通用离散元软件,对工作面开采进行数值模拟分析,并通过数值模拟得到工作面顶板的初次来压和周期来压步距、矿压显现规律以及支架的应力位移规律,可为现场生产实践提供较为准确的参考数据。     

近距离巨厚坚硬岩层破断结构及分区控制

为实现近距离巨厚坚硬岩层下厚煤层的安全高效开采,根据朱仙庄煤矿北翼采区煤岩赋存特征和工作面生产技术条件,建立了厚硬岩层下开采三维模型,分析了厚硬岩层厚度和直接顶充填系数对厚硬岩层稳定性的影响规律,采用理论分析研究不同回采分区条件下的支架-围岩相互作用特征。研究发现厚硬岩层厚度影响破断块体尺寸和力学结构形成,直接顶充填系数影响断裂块体下沉空间、破断位置和破断尺寸;根据矿压显现程度和顶板控制难易程度,把回采区域划分为顶板强烈来压区、顶板较强烈来压区和顶板来压不明显区,并提出厚硬岩层下煤层开采岩层分区控制的原则和方法。     

深井首采工作面周期来压步距分析

顺和煤矿2102工作面为永夏矿区首个深井开采工作面,为了了解工作面矿压规律,对首采工作面进行了现场矿压实测,并对工作面周期来压步距进行了分析。根据现场来压征兆并结合数据理论分析,确定了首采工作面顶板的周期来压步距及强度,摸清了顶板运动规律。研究为同类井田围岩条件下采煤工作面顶板控制及支护设计提供了理论依据。     

坚硬顶板回采工作面水力压裂控顶技术研究

为了解决坚硬顶板回采工作面开采时面临的顶板垮落困难、垮落步距大、矿压显现明显等问题,根据6508回采工作面地质、开采条件采用水力压裂技术对顶板进行压裂,并对压裂后的顶板垮落、来压情况以及初次来压步距等进行分析。结果表明:水力压裂后的采面初次来压步距平均在44.5m,较采用预裂爆破技术来压步距缩短8m,同时避免预裂爆破带来的安全隐患大、爆破动压明显等问题,具有施工安全、工作量小、施工速度快、顶板控制效果显著等优点,可以有效解决坚硬顶板工作面顶板难垮落问题,为矿井实现高效开采创造良好条件。     

爆破处理坚硬顶板机理与实践

煤矿坚硬顶板控制是井工开采中矿山压力分析与研究的重要方向之一,结合莒山煤矿底板、煤层软弱而顶板坚硬的复杂结构及力学特征,采用现场观测与理论分析相结合的方法,制定出有效的顶板控制方案,总结出一套适合于莒山煤矿生产条件的坚硬顶板控制技术,在高档普采条件下,成功实现了对长壁工作面坚硬顶板的有效控制。运用矿山压力板理论及分层开采来压规律对3#煤层上分层长壁工作面来压情况进行了预测分析,对坚硬顶板预爆破的步距、位置、时机等参数做出了理论设计并得到实际验证。     

水城矿区煤层群开采矿压显现规律及顶板控制技术

通过对水城矿区井下不同布置方式的巷道顶板离层情况进行实测,在分析实测数据的基础上,结合矿压理论和现场经验,总结出水城矿区煤层群开采矿压显现规律,并据此提出了煤层群开采的巷道顶板控制方法,为相似地质条件下煤炭资源的安全高效开采提供了依据,对煤层群开采的顶板控制具有一定的借鉴作用。     

中厚煤层综采首采工作面矿压显现规律

通过对孙疃矿10煤层首采1028工作面开采过程中工作面、运输巷及回风巷的矿压观测,分析了首采工作面煤层的矿压显现特征、顶板运移规律、液压支架的性能和对该煤层顶底板的适应性及控制效果,并利用工作面的现场观测数据,对初次来压和周期来压期间支架载荷特征、工作面顺槽超前支承压力分布规律等进行了分析,为后期开采合理地安排回采工序、选择采煤参数、支护方式和顶板管理方法提供科学依据。     

特厚综放大结构顶板强矿压区域治理技术研究

煤炭开采过程中,由于强矿压的作用会引起各种复杂的动力现象，影响采矿作业的正常进行，威胁煤矿的安全生产，探索新的技术途径控制特厚煤层开采中强矿压难题势在必行。以大同塔山煤矿为工程研究对象，运用三维计算机模拟、实验室研究和工业性试验研究，分析多煤层开采时，解放层山4#煤层采动后对3-5#煤层开采的影响，研究利用解放层开采区域治理大结构顶板强矿压技术，并分析该技术的适用条件和作用，获得基于解放层开采区域的特厚综放大结构强矿压顶板运动规律、矿压显现规律及控制措施等，为特厚煤层综放大结构顶板强矿压开采支护方式选择、巷道布置形式、支架选型以及支架控制技术参数的确定提供依据，为类似条件下的煤层开采开创了新的技术途径。     

综采面坚硬顶板活动规律观测与控制

为了确保坚硬顶板综采面的安全生产,基于黑龙江某矿煤层的地质与开采条件,对工作面支架工作阻力随工作面推进的变化进行观测,得到综采工作面顶板矿压活动规律。数据分析显示:坚硬顶板来压强烈;工作面下部基本顶来压步距大于工作面中、上部的来压步距,工作面上、中部来压步距相差不大,工作面中部周期来压较工作面上、下部频繁,但整个顶板来压强度比较均匀;工作面液压支架支护强度一般可以达到控制顶板的要求,但初撑力往往偏低。最后针对顶板矿压活动规律和支架运行特性,提出矿压显现时工作面顶板的防控措施。     

近距离煤层下层煤首采面矿压显现规律研究

文章以谢桥煤矿近距离煤层下层煤13116首采工作面为例,通过对近距离煤层开采过程中,工作面及上下顺槽的矿压观测,分析了近距离下部煤层的矿压显现特征、顶板运移规律、液压支架的性能和对该煤层顶底板的适应性及控制效果.并利用工作面的现场观测数据,进行数据拟合,对初次来压和周期来压期间支架载荷特征、工作面顺槽超前支承压力分布规律等进行了较为系统的分析,为后期开采上部8#煤层积累了经验.     

弱粘结厚煤层综放开采及矿压显现特征研究

针对淮矿西部公司唐家会煤矿6#煤的F61103工作面工程地质及技术条件,对弱粘结复合顶板巨厚煤层综放面合理的放煤工艺和放煤步距、放顶煤开采工艺参数、弱粘结复合顶板矿压宏观显现特征及矿压控制技术措施等开展研究。分析了采放比、放煤步距、放煤方式、顶板岩性对控制顶煤损失的影响,得出了工作面在初采初放期间初次来压步距及周期来压步距,得到并分析了工作面液压支架受力分布图,直观地说明了支架受力与工作面顶板来压之间的相互关系。提出了提高支架初撑力、调整放煤工序、加强矿压监测、均衡放煤部位等矿压控制技术措施,为类似条件煤层安全开采提供借鉴。     

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.     

坚硬厚层顶板爆破弱化条件下矿压显现特征分析

以新集二矿210108综采工作面为研究对象,制定了坚硬厚层顶板爆破弱化条件下的现场矿压观测方案。弱化顶板的效果由矿压观测数据进行考量,弱化后顶板结构破坏,两巷超前压力通过单体支柱压力值反应。通过对实测数据及矿压日报的整理分析,对采场矿压显现特征、顶板活动规律和超前支承压力分布规律进行了研究,并对初次来压和周期来压期间支架载荷变化及爆破前后周期来压情况进行了对比分析。确定了弱化条件下坚硬顶板来压位置及强度,支架整体能够满足生产需要,并提出了合理的两巷安全支护距离,以指导现场安全开采。     

极近距离煤层开采顶板来压规律实测研究

结合某矿的具体条件,通过现场观测方法,分析研究了极近距离煤层开采条件下工作面顶板的来压显现规律,包括覆岩的冒落特征、老顶来压步距、来压强度及其影响程度和煤岩稳定性等,为极近距离煤层开采采场顶板管理和巷道围岩控制提供了依据。     

近距离煤层工作面矿压研究及顶板控制

文章提出了近距离煤层开采中存在的顶板、煤帮控制问题,对近距离煤层的9103工作面矿压的监测、顶板控制技术进行研究,总结了9103工作面的矿压规律及顶板控制措施。结果表明,采取措施后顶板、煤帮的稳定性得到了有效控制。     

两煤层工作面上下重叠布置矿山压力显现及控制

锦富煤业有限公司03和2号煤层工作面采用外错重叠布置工作面,利用顺槽超前支护、初次来压、同期来压等矿山压力观测数据,采用来压显现程度、来压步距、来压强度分析顶板来压特征,根据观测数据获得直接顶初次垮落步距、初次来压步距及周期来压步距,合理控制开采错距,确保工作面支护稳定,保证采煤工作面安全生产。     

邢东矿深部带压开采底板突水特征及控制技术

针对深部带压开采工作面区域注浆治理后底板突水仍频发的难题,以邯邢矿区邢东矿深部带压开采为工程背景,通过现场调研和理论分析已突水工作面突水过程和开采地质条件,获得了邢东矿深部带压开采底板突水特征和影响因素,确定了邢东矿深部带压开采底板突水主控因素;应用弹塑性力学理论从动静载角度分析了不同来压步距对底板破坏深度和宽度影响规律,进而采用数值模拟研究不同来压步距下底板应力场和塑性区演化规律。研究结果表明:工作面顶板剧烈来压突水是邢东矿深部带压开采底板突水主要特征,顶板难以及时垮落是其关键诱因;随来压步距增大,底板应力集中带和卸荷应力拱逐渐向底板深部岩体传播扩展,顶板垮落易产生强烈来压动载效应,底板采动破坏深度和宽度增大,诱发隐伏导水构造活化及深部岩体破坏,贯通底板隐伏构造带等导水通道诱发底板突水。为此,提出了顶板水力压裂卸压以及底板微震监测、采动应力监测、围岩变形监测和承压水水位监测等多参量监测的防治技术。现场监测表明,试验工作面顶板水力压裂后周期来压步距缩短为9.53 m,相比邻近未压裂工作面减小了61.42%,来压动载系数、应力集中系数和围岩变形速度均较小,奥灰水位相对稳定,未形成底板突水通道,底板突水得到有效控制。     

浅埋薄基岩厚煤层覆岩移动演化规律数值模拟研究

 本文应用RFPA2D岩石破断过程分析系统对神府煤田柠条塔煤矿浅埋薄基岩厚煤层N1201首采工作面开采过程中覆岩移动演化规律进行数值模拟分析。模拟研究了煤层采动后其上覆岩层破断发展过程,揭示了工作面推进过程中采场岩层的破断机理和来压特点以及煤层顶板支承压力的变化规律,并与井下现场实测来压步距进行对比分析,为今后开采神府矿区相似工作面的顶板管理及矿压控制提供了重要的参考价值。     

厚煤层综采放顶煤开采矿压显现规律研究

为了分析沁水煤田厚煤层综放开采的矿压规律,以王坡煤矿3309综放工作面为例,利用顶板压力在线监测系统,记录工作面回采过程中周期来压步距、液压支架立柱的工作阻力变化、前后立柱受力及安全阀开启情况,综合分析厚煤层综放工作面顶板周期来压规律,提出了周期来压前工作面的安全防护措施,为王坡煤矿及沁水煤田邻近矿井综放工作面开采的顶板压力控制提供了依据。     

同忻矿8106工作面坚硬顶板水压致裂技术研究实践

针对同忻矿8106工作面开采过程中坚硬顶板来压剧烈问题,提出了通过水压致裂对顶板强度进行弱化的方案。本文对水压致裂施工工艺流程进行了介绍,确定了水压致裂弱化顶板关键参数,在5106巷内进行了工业性试验,施工后顶板周期来压步距和强度都得到减小,巷道超前支护段内顶板基本无下沉,巷道变形量较小,支护效果良好,实现了工作面安全生产,该项研究对同等地质情况下坚硬顶板矿压控制有一定的参考借鉴意义。