大采高仰采工作面防煤壁片帮措施研究

倾斜大采高工作面煤壁片帮问题一直是实现大采高仰采的核心问题。本文针对山煤河曲霍尔辛赫煤矿3#煤层3210工作面,对大采高仰采工作面煤壁片帮进行力学分析,并结合实验的方法对工作面煤壁的稳定性进行分析,提出针对性的大采高仰采面矿压控制技术方案。     

大采高仰采工作面煤壁片帮控制技术研究

文章以王庄煤业3505工作面片帮治理为背景,针对片帮机理进行了分析,得出了3505工作面片帮属于滑落式片帮,并针对性地提出了注浆加固治理片帮措施,阐述了注浆加固原理及相关设计,现场实践证明,注浆加固后,工作面煤壁片帮深度明显较小,煤壁注浆加固对于工作面治理片帮效果显著。     

大采高工作面煤壁片帮机理数值模拟

以赵固一矿15018工作面为工程背景,采用理论分析和数值模拟的方法对12011工作面的煤壁片帮深度机理进行研究和分析,对在支承压力作用下的煤壁片帮形式进行了压杆理论模型分析,得到了在不同采高和采深下煤壁片帮的变化情况,即随工作面采高和采深的增加煤壁片帮也会相应的增大。通过对在不同采高和采深煤壁的垂直位移、水平位移、煤壁塑性区的模拟,分析了大采高煤壁片帮的诱发机理,对于煤壁片帮较严重的大采高工作面的安全生产和支护设计都有一定的指导意义。     

大采高仰采充填工作面煤壁片帮治理研究

 针对陶一矿大采高仰采充填工作面煤壁出现片帮的情况,进行了原因分析及治理技术的研究。在此基础上提出了治理煤壁片帮的技术措施,如提高工作面推进速度、及时护帮、及时支护、提高支架的支护质量等措施。结果表明：通过采取这些措施,工作面煤壁片帮程度得到大幅度改善,片帮次数由原来的每天片帮35次左右减少到6～7次,片帮深度也明显减小,大大改善了工作面的作业环境,促进了超高水材料综采包式充填开采技术在陶一矿的试验与应用。     

大采高仰采面煤壁片帮机理及加固技术研究

针对经坊煤业3-602大采高仰采工作面煤壁片帮问题,分析了煤壁片帮机理,确定片帮形式为拉裂破坏和剪切破坏;分析了采高和仰采角度对工作面顶板结构的影响,并确定了两巷超前注浆、工作面煤壁注浆两种不同加固方案及其具体技术参数,大大提高了煤壁及顶板稳定性,保证了工作面的安全开采.     

大采高综采工作面采高合理性研究及煤壁片帮防治

为了确定某矿大采高综采工作面的采高,对该矿井3#煤层进行采高设计,通过数值模拟分析得出,随着割煤高度的增大,煤壁最大水平位移逐渐增大。因此,考虑到该矿井的具体条件,确定其工作面开采高度为6.8 m,工程实践效果良好。由于大采高综采工作面煤壁片帮是不可避免的,针对该矿井煤壁稳定性的提高和改善,提出了几种防治煤壁片帮的措施和建议。     

大采高综采工作面煤壁片帮数值模拟研究

以长平煤业Ⅲ4312综采工作面生产实际为背景,在"砌体梁"结构关键块理论的基础上,运用UDEC数值模拟软件模拟分析了不同老顶破断距对煤壁片帮的影响。并总结分析了影响因素与片帮程度指标间的关系曲线图及相关规律。     

大采高综采工作面煤壁片帮机理及防治技术研究

通过现场实测分析总结了片帮的主要特征,经过分析,得出了影响工作面煤壁片帮的2个主要因素是采高和支架工作阻力,并且模拟了在工作面采高和支架工作阻力下煤壁的片帮情况。最终,提出了防治工作面煤壁片帮的2种措施:高分子化学材料加固和补打木锚杆加固。     

考虑应变软化的大采高工作面煤壁片帮机理研究

采用现场观测与数值模拟手段,利用C++修改并重新编译FLAC3D中的应变软化模型,对大采高工作面煤壁黏聚力分布、片帮深度与形态进行分析。结果表明:应变软化模型考虑了煤体峰后力学行为,并引入破裂区的概念,可以较好地预测大采高工作面煤壁片帮深度与形态;应变软化从煤壁弹塑性交界处开始发生,由深至浅,黏聚力逐渐减小,黏聚力梯度也逐渐减小,即强度参数退化速率逐渐由快变慢;模拟过程中,煤壁应力峰值深度和液压支架受力也较为合理。     

大采高综采工作面煤壁稳定性及控制研究

为研究大采高工作面煤壁片帮问题及其控制方法,以甘肃某煤矿大采高综采工作面条件为研究背景,采用数值模拟和力学分析相结合的研究方法,开展大采高煤壁应力、位移分布特征和煤壁片帮控制研究。由数值模拟结果可知煤壁应力集中系数为2.14,煤壁最大位移位于煤壁上部区域,距离底板3.5～4.2 m,确定煤壁片帮高度2.1 m,约0.33倍的采高。通过建立煤壁梯形滑块力学模型,分析煤壁失稳极限平衡时的受力状态,计算得到煤壁护帮强度不小于0.365 MPa。研究成果可为该矿井及相似条件矿井控制煤壁片帮提供理论指导。     

三软煤层工作面煤壁片帮防治技术研究

三软煤层工作面煤壁片帮问题已成为制约采面安全生产和高产高效的主要因素之一。通过介绍三软煤层工作面和煤壁片帮状况,结合煤壁片帮的原因进行分析,对三软煤层工作面煤壁片帮的常规治理措施进行论述,并对从根本上治理煤壁片帮的技术途径和方法进行了探讨,可为三软煤层工作面煤壁防治工作提供借鉴。     

软煤层大采高综采面片帮冒顶分析

根据神华神东煤炭集团布尔台煤矿42102综采工作面具体条件,从煤层地质构造、矿山压力、工作面支护等方面分析了诱发片帮、冒顶的因素,通过现场采取一系列针对措施,有效的控制了煤壁片帮、冒顶,减少了工作面处理大块煤的时间,保证了工作面快速推进。     

孤岛仰采工作面煤壁片帮分析与治理

梧桐庄矿182309工作面是孤岛仰采工作面,仰采角度大,矿压显现明显,煤壁极易片帮。针对以上问题,以梧桐庄矿182309工作面为工程背景,采用FLAC3D和UDEC数值模拟软件模拟分析了工作面周围的应力分布情况和煤壁片帮情况。在此基础上,工作面采用了超前预注浆加固技术措施,有效地控制了煤壁片帮现象。     

浅埋大采高工作面煤壁片帮的柱条模型分析

采用UDEC软件模拟了浅埋煤层4,5,6,7 m采高煤壁变形与片帮过程,揭示了大采高煤壁片帮表现为受压"柱条"失稳特征。建立了煤壁片帮的柱条模型,通过柱条挠度分析得出了大采高工作面煤壁最容易发生片帮的部位在0.6倍的采高处。研究认为随着采高的增大,塑性区宽度增加,煤壁柱条增多,柱条水平位移增大,柱条稳定性降低。通过加强顶板支护、加快推进速度和合理的护帮,改善柱条的约束条件,可以有效提高煤壁稳定性,控制煤壁片帮。     

大采高工作面煤壁片帮机理与控制措施

工作面采高增大后,推进中在剧烈载荷作用下,煤壁的稳定性较差。针对大采高工作面煤壁片帮现象严重的问题,以山西斜沟煤矿大采高工作面地质条件为背景,结合工作面煤壁的受力模式,对煤壁的两种片帮方式进行了分析,从而得到工作面煤壁的片帮特征。根据现场片帮情况的统计,煤壁片帮主要的两个位置分别为煤壁的最高点与煤壁高度为3.5 m位置处,该结果验证了理论分析的准确性。通过数值模拟方法,分析了工作面不同采高、煤壁支护强度、推进速度下的煤壁片帮情况,并有针对性地提出了煤壁控制措施。根据现场工作面推进中的煤壁宏观监测情况,在采取该煤壁控制措施后,煤壁片帮情况有了较大的改善,工作面稳定性有了很大提升,表明该煤壁控制措施具有着较好的应用效果。     

大采高工作面过断层构造煤壁片帮机理及控制

高强度采动影响下,煤壁片帮问题在大采高工作面日趋突出,针对断层构造处高帮煤壁稳定性恶化且难以支护的问题,采用数值模拟、理论分析、室内及现场试验等综合研究方法,分析了断层构造处大采高工作面煤壁破坏机理、稳定性影响因素及控制措施。断层构造处工作面前方煤体塑性破坏区的扩大增加了揭露前煤体损伤程度,为片帮事故发生奠定了基础;建立高帮煤壁稳定性分析力学模型,分别得到剪切、拉裂型片帮发生判据;得到煤体破坏起裂角βsm,βtm（非恒值）确定公式及影响因素;煤体黏聚力、内摩擦角及采高对两种片帮形式的影响程度均为：黏聚力>采高>内摩擦角;断层构造处片帮事故发生频率、危害程度急剧增大原因为：采高过大、煤体物理力学性能降低、顶板载荷增大;最后以王庄8101工作面过F286断层为工程背景,提出了重型设备“低割煤高度、高初撑力、高护帮高度”结合煤壁注浆的综合过断层措施,有效改善了煤壁控制效果,提高了开机率。     

浅埋大采高综采工作面煤壁片帮可控因素离散元数值计算分析

以三交河煤矿504工作面地质条件为工程背景,利用离散元数值分析软件探究工作面煤壁片帮可控因素之间的关系,包括端面距离、支架工作阻力和水平支护力;通过现场实测验证表明:504工作面所选用的ZY7600/26/55双柱掩护式支架的结构和参数满足安全生产需要.     

大采高综采工作面矿压显现规律数值模拟研究

大采高工作面矿压显现特点是设备选型的重要依据。以三元煤矿2301大采高综采工作面为工程背景,通过理论分析、数值模拟相结合的方法,研究了2301大采高综采工作面顶板运移规律及矿压显现特点。理论计算和数值模拟表明,大采高综采工作面基本顶破断时可形成明显的砌体梁结构;上覆岩层中6 m厚的砂岩对其他岩层的运动起主导作用,为工作面关键层。研究也得到了工作面超前支承压力影响的范围及峰值点位置。研究结果对于三元煤矿大采高综采工作面的安全高效生产具有较高的理论意义和实践价值。     

大采高煤壁片帮防治柔性加固机理与应用

针对大采高工作面煤壁片帮严重影响生产的实际,提出了煤壁片帮防治柔性加固技术。分析了煤壁变形特征和柔性加固机理,设计了柔性材料拉拔实验和柔性材料加固煤样强度实验,研究了不同直径棕绳煤样的变形和强度特征;构建了“棕绳-浆液-煤体”的本构模型,揭示了棕绳与煤壁协调变形机理。研究发现：煤壁具有逐渐暴露、无支护、大变形的特征,柔性支护材料棕绳具有延伸性好、抗拉强度和抗剪强度较高等特点,棕绳能够适应煤壁的大变形特征;“棕绳+注浆”这种新的煤壁柔性加固技术可以实现全长锚固,破坏的煤体在棕绳拉力作用下不滑落,煤壁稳定性得到提高。煤壁柔性加固技术效果显著,成本大幅降低,为煤壁片帮防治提供了新思路。