残煤复采工作面围岩稳定性研究

以某煤矿921复采工作面为研究对象,采用理论分析、数值模拟、现场实测等方法,探讨了复采工作面围岩破坏机理。结果表明:工作面与老巷间煤柱宽度为1.9 m时,煤柱失载,造成工作面悬顶距增大,工作面围岩破碎。利用平面离散元UDEC软件模拟不同采高下围岩破碎特征,分析得到了工作面合理采高,当采高为2 m时,相对于采高为2.4 m和3 m,工作面压力较小,煤柱破坏程度低,通过对工作面顶板和煤壁位移的分析,得出煤柱宽度大于16 m时,3种采高下工作面围岩位移相差不大且绝对值较小,煤柱小于16 m时,工作面围岩位移开始增大,2 m采高下工作面围岩位移相对较小。     

大采高综采工作面支架—围岩系统稳定性探讨

文章分析了影响大采高综采面支架—围岩系统稳定性的各主要因素，着重探讨了对大采高综采面产量和效益影响极大的高架三维稳定性问题。     

大采高壁式钻采工作面围岩稳定性数值分析与监测研究

以晋煤集团赵庄2号井钻采工作面为例,采用有限差分数值模拟和现场监测相结合的方法,对使用钻采法采煤工艺的大采高壁式钻采工作面的矿压显现特征进行了研究。模拟计算结果表明,围岩竖向应力的分布呈现双峰型;在工作面前方的应力升高区,超前支承压力峰值范围平均为7.2m,影响范围为55m。回风平巷顶板下沉、两帮移近的现场监测值与模拟计算值吻合较好。综合模拟计算得出的超前支承压力影响范围,建议在工作面平巷超前55m的范围内,同时需注意顶板、两帮的活动变化,加强巷道支护。     

大采高工作面采场围岩控制技术研究

为掌握大采高综采工作面采场围岩控制规律和顶板支护技术,通过合理计算,选择力学性能和支护配套的液压支架,提出了工作面支护方案和控制技术,阐述端头及超前支护。总结了顶板支护的规律,分析了顶板及支架受力特点,大采高工艺成功的应用表明支架选型合理,支护强度满足生产需要。     

大采高工作面支架稳定性及控制技术

为解决长平矿大采高一次采全高工作面煤层软、倾角大、顶底板赋存不稳定、支架倾倒等难题,基于支架-围岩关系理论,通过理论分析、现场试验等方法分别从围岩、设备稳定性两方面入手,采用超前移架、煤壁注浆、调斜、人工靠架、控制底板等具体措施,有效保证了工作面在推进过程中支架的稳定性,实现了复杂条件下缓斜煤层大采高工作面的安全高效回采。     

大采高工作面采煤机稳定性及控制技术

以王家山矿403大采高工作面为工程背景,在分析采煤机使用条件及主要技术参数的基础上,通过有限元对采煤机稳定性及受力特征进行了研究,结果表明:在煤层水平、采煤机作业环境良好的条件下,重心位于机身中部靠上及靠前位置;确定采煤机稳定工作的极限仰角及俯角分别为17.23°和6.23°;煤层水平时采煤机导向滑靴及平滑靴所受应力较小且保持相对稳定,煤层出现倾角时构件所受应力大幅度增大,且在短时间内应力变化幅度较大,倾角的增大对采煤机结构可靠性及耐久性具有很大影响。在此基础上提出增大机身宽度、降低重心高度、控制进刀速度、降低俯仰角度、提高支架支护强度等采煤机稳定性控制技术。     

大采高工作面采高的合理确定研究

大采高工作面煤壁片帮是影响安全生产的关键问题之一,随着采高的增加,工作面煤壁前方片帮概率越来越大。通过运用FLAC3D软件模拟分析煤壁前方塑性区及顶板下沉量来选取合理的采高,选择合理的支架参数以增加煤壁顶的支护强度,减小支架和煤壁区域拉应力区的范围,降低煤壁片帮率,达到高产高效的目的。     

大采高工作面采场围岩结构力学分析及其工程应用

综合考虑顶底板岩层破断以及硬岩层与软岩层的耦合作用,构建采场围岩“椭圆应力拱”结构力学模型,研究“椭圆应力拱”周边切向应力与轴长、轴比、极角等参数之间的关系,分析“椭圆应力拱”、悬臂梁、铰接岩梁三者之间相互作用机制。研究认为：“椭圆应力拱”承载了采场围岩大部分载荷,前、后拱脚随工作面开采向前移动;采场围岩重新分布应力,在拱顶和拱底附近区域,形成拉应力,使岩层产生“主动破断”,并挤压其运动方向上的岩层;在远离拱顶和拱底区域,形成压应力,夹持尚未破断的岩层。在岩层自重载荷、“主动破断”岩层的挤压载荷,以及应力拱周边压应力的夹持作用下,岩层沿拱迹线“被动破断”;“椭圆应力拱”内尚未破断的硬岩层形成“悬臂梁”,硬岩层破断后形成“铰接岩梁”,软岩层破断后以载荷的形式作用于其下部的岩层上,工作面支架和煤壁承受了顶、底板“悬臂梁”或“铰接岩梁”传递来的岩层载荷,“悬臂梁”的被动破断及“铰接岩梁”失稳直接影响到工作面支架及煤壁的稳定性。基于此,编程计算工作面开采过程中“椭圆应力拱”的轴长、圆心坐标、拱脚位置等位置参数,确定大采高工作面顶、底板岩层裂隙发育深度,为大采高工作面防突水提供一些理论参考。     

大采高工作面过断层围岩控制技术

为解决福达煤矿15101大采高综采工作面过断层时顶板破碎,回采过程中多次发生冒顶事故的难题,通过分析过断层时大采高工作面顶板冒落的机理,提出了采用化学浆液注浆加固煤岩体的围岩控制技术,并设计了参数合理的破碎顶板注浆加固技术方案.现场应用后取得了显著的效果,不仅有效控制了工作面回采过程中围岩的稳定性,也为大采高工作面顺利通过类似复杂地质构造带提供了参考借鉴.     

复杂围岩环境大采高工作面“R-S-P”系统稳定性研究

文章以羊场湾煤矿大倾角大采高工作面为研究对象,结合大采高工作面赋存环境与地质特征,利用FLAC3D数值模拟软件对6.2m采高开采扰动后工作面上下端头应力场分布与演化规律、上—下运巷顶板覆岩及煤柱应力特征规律及煤柱宏观变形特征等进行模拟分析,结果表明:随着开采扰动区域内顶板覆岩的冒落,"顶板覆岩—支护—煤柱"即"R-S-P"系统的主要力学参数发生变化,应力重新分布且各具特征,工作面与煤柱超前应力峰值及应力降低区范围各不相同。     

大采高综放工作面煤壁稳定性分析

采用FLAC3D模拟分析了工作面长度、推进速度和俯(仰)斜开采角度对大采高综放工作面煤壁稳定性的影响。模拟结果表明,当工作面长度小于某一范围时,片帮深度和冒顶高度都会随着工作面长度的增加而增加;当工作面长度超过某一范围后,最大片帮深度和最大冒顶高度都不会随工作面长度的增加而增加。工作面推进速度越快,发生片帮和冒顶的概率越小。俯斜开采有利于减小片帮和冒顶,仰斜开采则相反。     

大采高工作面采动围岩支护协同运动规律

针对大采高工作面存在的端面冒顶问题,采用数值模拟对俯采、仰采及水平开采三种不同状态下的顶板稳定程度和变化规律进行研究。通过理论研究,分析支架在三种不同开采方式下的阻力分布情况,提出了通过前移液压支架合力作用点的方法,可以提高支架的支护效果,间接增强顶部岩体连续性,控制顶板的拉应力,从而控制顶板冒落。以ZY20000/34/70D型支架为例,分析结果表明：通过调节液压支架的阻力分布,水平开采时,使千斤顶垂直分力处于1000～2000 kN之间;仰采时,使垂直分力处于600～1200 kN之间;俯采时,使垂直分力处于320～640 kN之间运行,可以有效的提高大采高工作面顶板稳定性,保证大采高工作面的安全生产。     

大采高工作面初采期间巷道围岩变形特征

针对大采高工作面初采期间矿压显现剧烈的特点,以安徽省某矿1282(3)工作面为研究对象,采用数值模拟软件FLAC~(3D)对大采高工作面初采期间两巷围岩变形特征进行模拟计算,并且同时在1282(3)工作面运输巷和回风巷中布置测站,对工作面初采期间的巷道围岩移近量和移近速度进行现场实测。研究结果表明:大采高工作面1282(3)初采期间超前支承压力影响区域为工作面前方60 m左右,运输巷的围岩移近量与移近速度大于回风巷的围岩移近量与移近速度。     

大采高工作面破碎围岩注浆加固技术

大采高综采工作面煤壁片帮、顶板漏冒采用传统架设木垛的方法很难处理,也存在极大的安全隐患,煤壁及顶板注浆加固应是发展方向。文章采用现场实测结合FLAC3D数值模拟分析了煤壁片帮机理、煤壁注浆前后片帮破碎情况及支承应力的变化和注浆前后的效果,得出了注浆前后支承压力分布规律,为大采高综采工作面的安全开采提供了技术指导。     

大采高工作面破碎围岩注浆加固技术

大采高工作面煤壁片帮顶板漏冒采用传统在支架上架设木垛的方法很难处理,也存在极大的安全隐患,煤壁及顶板注浆加固是解决这种问题的一种很好的方法,文章结合现场实测和运用FLAC3D数值模拟分析软件分析了煤壁注浆前后煤壁片帮破碎情况及支承应力的变化,分析煤壁片帮机理和注浆前后的效果,得出了注浆前后支承压力分布规律,为大采高安全开采提供了技术指导。     

华亭煤矿综放工作面合理采高及放煤工艺分析

针对华亭煤矿250107-1综放工作面现阶段面临的煤壁片帮、冒顶及顶煤回收率低等问题,通过FLAC^3D数值分析与理论计算相结合的方法,综合分析采高、放煤步距及放煤方式对综放工作面煤壁稳定性与顶煤回收率的影响。结果表明:当采高为3.5 m,采放比为1∶2.66时,可以较好的利用煤体自身的承载能力,有效缓解煤壁片帮灾害;通过放煤步距与放煤方式的相互配合,当选取放煤步距为0.8 m且采用多轮间隔放煤方式时,华亭煤矿250107-1综放工作面可实现最优配置,顶煤回收率可以达到81.9%。     

大采高综采工作面支架—围岩系统监控

介绍了邢台东庞矿大采高综采面以顶板最大冒高、冒长/面长、初撑力、端面距为独立指标,对支架——围岩系统进行监控的方法。该法有效地降低了支架——围岩系统的事故率,大幅度地提高了工作面产量。     

大采高综采工作面围岩活动特征研究

以某矿大采高工作面地质条件为背景,运用FLAC3D与3DEC数值模拟软件,研究了不同采高、不同工作面长度下工作面煤壁前方破坏面积以及上覆岩层活动范围的变化情况,结果认为:随着采高加大、工作面长度加长,煤壁前方破坏面积明显加大,易于发生煤壁片帮冒顶;顶板断裂线前移;随着采高的增加,岩层间离层量不断增加,顶板失稳时容易产生冲击载荷,支架要有较大的可缩性。     

厚煤层大采高工作面巷道围岩控制技术研究

以三交河煤矿2-506工作面为研究对象,通过理论分析和现场实践,研究了大采高工作面巷道过断层和空巷的控制技术,提出了当大采高工作面过小断层时,在离断层面一定距离时就开始向上抬起一定的角度向前推进,保证当工作面推进到断层面时,工作面的底板正好处于断层下盘的底板;并且根据直接顶与老顶的下沉关系,推出了顶板下沉量与工作面的控顶距呈正相关关系。