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。     

增加采面长度 提高经济效益

通过对新兴矿实际生产条件分析,认为合理增加采面长度,可提高经济效益,但应注意以下几点:采煤工作面长度的增加,必须根据设备的性能而定,不能盲目地增加,否则会因设备超负荷而影响正常生产。只有顶、底板都平整的工作面,才可适当增加工作面长度。由于工作面刮板输送机运距长,负荷增大,易出现机械故障,必须加强对工作面刮板输送机的维修和管理。对顶板破碎的煤层,工作面不宜布置过长。     

团柏煤矿近距离煤层底板破裂深度与工作面长度的关系

为确定团柏煤矿11#煤层工作面长度对底板的破坏深度,利用F-RFPA2D模拟软件,并结合11#煤层工况条件,建立了模拟模型,设计了工作面长度分别为60,80,100,120,140,160 m 6个模拟方案进行数值分析。结果表明:当工作面长度小于140 m时,底板岩层破坏深度受到影响;当工作长度为60~100 m时,工作面长度每增加20 m,底板岩层破坏深度增加约2 m;当工作面长度达到140 m时,底板岩层破坏深度基本不受影响,直接破坏深度基本保持在13 m左右;此后,底板岩层破坏深度不再随着工作面开采长度的增加而扩大。     

浅埋深大采高工作面长度变化对采场矿压规律的影响#br# #br#

针对浅埋深工作面矿压显现规律和影响因素的复杂性等问题,通过理论分析、现场监测和数值模拟的方法,对浅埋深工作面矿压特征与工作面长度变化规律进行研究。结果表明：采煤工作面应力拱高度随着工作面长度增加而增加,且工作面长度超过240m后,应力拱的高度趋于恒定值|随着采面长度的递增,其前方支承压力的影响范围会变大,其峰值位置也将愈加靠近采面煤壁,峰值呈现先增加后恒定的趋势|随着采面推进距离的递增,其前方支承压力的影响范围也逐步前移,其值也逐渐增加|工作面推进50m时,支承压力峰值与采面长度正相关,与至工作面中线距离负相关|采面长度越大,来压步距整体减小,井下采煤工作面顶板活动频率有增加趋势|工作面来压时,工作面支架载荷沿着工作面方向呈现为拱形分布,且工作面中点为其对称轴。     

浅埋深大采高工作面长度变化对采场矿压规律的影响

针对浅埋深工作面矿压显现规律和影响因素的复杂性等问题,通过理论分析、现场监测和数值模拟的方法,对浅埋深工作面矿压特征与工作面长度变化规律进行研究。结果表明:采煤工作面应力拱高度随着工作面长度增加而增加,且工作面长度超过240m后,应力拱的高度趋于恒定值;随着采面长度的递增,其前方支承压力的影响范围会变大,其峰值位置也将愈加靠近采面煤壁,峰值呈现先增加后恒定的趋势;随着采面推进距离的递增,其前方支承压力的影响范围也逐步前移,其值也逐渐增加;工作面推进50m时,支承压力峰值与采面长度正相关,与至工作面中线距离负相关;采面长度越大,来压步距整体减小,井下采煤工作面顶板活动频率有增加趋势;工作面来压时,工作面支架载荷沿着工作面方向呈现为拱形分布,且工作面中点为其对称轴。     

工作面临界压力梯度与采空区自燃氧化带宽度研究

?为了研究采空区自燃氧化带与工作面通风压差的关系,建立了工作面长度分别为60,90 m的采空区物理模型;利用FLUENT计算了6个不同工作面压差下的采空区渗流流动,得到共计12个工况下的渗流流场。数值计算结果表明:随着工作面压差增大,自燃氧化带向采空区深部移动,且该带范围变宽;随着工作面长度增加,自燃氧化带向采空区深部移动,且该带范围变宽;长度为60,90 m的工作面,临界工作面压差分别为25,35 Pa,得到了沿工作面长度方面的临界压力梯度约0.400 0 Pa/m。工作面临界压力梯度可作为工作面通风设计及采空区煤炭自燃防治的参考依据。     

超高水材料长壁工作面充填开采顶板控制技术

为研究充填工作面长度对岩层控制效果的影响,指导长壁工作面充填开采实践和为围岩变形控制提供依据,基于超高水材料的基本性能试验,利用差分法薄板理论建立了超高水材料长壁工作面充填开采顶板活动力学模型,得到关键层的预计变形量,分析充填工作面长度对关键层变形及破坏的影响,提出了长壁工作面充填开采顶板控制理念。研究结果表明:采空区顶板下沉最大挠度值随着工作面长度的增加而增加;要维持关键层不发生断裂,必须保证工作面长度和控顶长度在一定范围内。对比冀中能源陶一煤矿充1~5工作面(工作面长度50~60 m)和充6工作面(工作面长度120 m)充填开采实际情况,提出并应用地面充填系统构建、充填液面提高、隔离带设置、工作面锚网索支护4种长壁工作面顶板控制技术,有效地抑制了顶板变形,同时保证了良好的充填效果。     

基于FLAC~(3D)的导水断裂带演化规律研究

以某矿9#煤层首采面为研究背景,建立了FLAC~(3D)力学模型,分别对不同的工作面长度和采高与煤层顶板导水断裂带发育高度的关系进行了研究。研究结果表明:不同采高情况下,工作面长度小于250 m的时候,导水断裂带高度都随工作面长度的增加呈线性增大关系,工作面长度在250~300 m之间时,导水断裂带高度增加迅速,当工作面长度达到300 m之后,导水断裂带高度的增加变缓,并都在工作面长度达到350 m的时候达到最大值,且随着工作面长度的增加不再变化;随着采高的增加,导水断裂带高度呈线性增大趋势。     

坚硬厚层顶板综放工作面矿压显现影响因素分析

针对不同因素对坚硬厚层顶板综放工作面矿压显现的影响规律,在采用理论分析对综放工作面来压机理进行分析的基础上,以兖州矿区坚硬顶板地质条件为研究背景,采用数值模拟的研究方法,对深井综放工作面开采过程中,不同煤层埋深、不同工作面长度、工作面不同推进距离对工作面矿压显现的影响规律进行模拟分析。得出以下结论:工作面煤壁超前最大支撑压力及其影响范围均随煤层埋深增加而增加,随工作面长度增加最大支撑压力呈幂函数增加,影响范围以200 m为界呈线性增加,随工作面推进距离的逐步增加最大支撑压力呈线性增加,工作面初次垮落在工作面推进至25 m时,超前支撑应力影响范围为22.5 m。     

大采高综采工作面煤壁片帮机理分析

为了研究综采工作面的矿压显现规律,在现场实测基础上,运用数值模拟的方法,对不同采高、不同工作面长度条件下工作面煤壁前方塑性破坏区的分布规律进行了模拟研究。结果表明:随着采高和工作面长度的增加,工作面煤壁前方出现塑性破坏的范围越来越大;当工作面长度为220 m时,随着采高的增加,工作面煤壁前方出现塑性破坏的范围呈现扩大的趋势;当采高为4.5m时,随着工作面长度的增加,工作面煤壁前方出现塑性破坏的范围也呈现扩大的趋势。     

美国煤矿长壁工作面近年发展趋势

1 工作面能力迅速提高 1.1 工作面参数明显增大美国长壁工作面长度由1980年的495ft(150.9m)增加至1990年的707ft(215.6m),增加42.8％,工作面最大长度已达308m。同样,工作面走向长度也由1980年的最大7000ft(2135m)增加至1990年的13000ft(3965m)。在1980年,工作面走向长度为5000ft(1525m)以上的工作面只有24个,至1990年已达50个。工作面参数的增加使生产辅助工时大大减少,明显地减少了工作面搬家次数,使采煤设备的利用率得以提高,巷道掘进率得以降     

深井工作面侧向支承压力分布影响因素研究

根据高家堡煤矿一盘区的地质条件,在理论分析工作面侧向岩梁断裂结构力学模型的基础上,通过数值模拟方法,主要研究了工作面煤层开采厚度、工作面长度及相邻区段工作面非等长布置对侧向煤体支承压力分布特征的影响因素。研究结果表明:随着采厚的增加,侧向支承压力峰值向煤体深部移动,峰值强度降低;随着工作面长度的增加,岩梁在工作面两侧的断裂时间提前,支承压力明显影响区域增大,其影响程度随工作面长度的继续增加而减弱;相邻区段工作面非等长布置情况下,煤柱内支承压力基本呈非对称形态发展。研究结果对并掌握侧向煤体支承压力分布规律,确定合理区段煤柱宽度及顺槽掘进的合理滞后时间或滞后距离等具有重要意义。     

厚煤层综采工作面大采高支架选型及应用

针对庄旺煤矿煤层厚度较大和回采率低的现状,对回采工作面的液压支架进行了选型,并分析了工作面长度对支承应力的影响。结果表明:所选支架能够满足生产需求并提高顶煤回收率,且随着工作面长度的加大,工作面前方支承压力峰值增加,增加工作面长度有利于支承压力对顶煤的破碎,采用大采高放煤工艺,回采率最高达到为83%。     

综采工作面长度数学模型分析

本文针对综采工作面开采的特点,建立了综采工作面长度数学模型,通过对数学模型的分析,揭示了随着综采工作面长度的变化,工作面产量、吨煤成本、工作面搬家次数和费用、采准巷道的掘进维护费用的变化规律以及不同的采煤机开机率下,吨煤成本随工作面长度增加的变化规律。     

长壁工作面覆岩采动裂隙网络演化特征

以淮南张集矿1122(1)工作面为原型,制作了相似材料模型。结合分形几何理论研究了覆岩采动裂隙的分布及发育特征,并分析了覆岩采动裂隙长度与数量的分维与工作面推进长度之间的关系。研究发现：采动裂隙总数随着工作面推进长度增大而增大,且在主关键层弯曲前,裂隙总数逐渐增多;主关键层弯曲后,导致采空区中部部分裂隙闭合,而新生裂隙则不断增加。     

不同长度切眼综采工作面矿压显现对比分析

随着综采工作面切眼长度的增加,导致巷道中的支承压力分布状况与原有长壁工作面存在较大差别,而支承压力分布往往决定着巷道围岩的稳定性,通过在巷道中部选择测试点用十字测点法进行矿压观测,对比分析黄陵一矿623和621两个不同切眼长度的综采工作面,为后期采用261 m长切眼工作面提供参考。     

增加采面长度 提高经济效益

介绍了合理确定采煤工作面长度的方法 ,实践证明增加工作面长度后可缓解接续、降低掘进率、提高设备利用率。     

采区设计优化与应用

旗山煤矿通过优化采区设计,增加了采区的走向长度和综合机械化采煤工作面的连续推进长度,提高了效率和资源回收率；同时,解决了由于工作面走向长度增加带来的区段平巷长距离运输和“三软”煤层区段平巷维护困难,以及由于开采深度和工作面走向的增加带来的风流线路长、阻力大,工作面的温度增高、局部通风机长距离供风困难等问题,对同类矿井有很好的借鉴作用.     

沙吉海矿高强度开采软弱覆岩"两带"高度三维模拟研究

为研究沙吉海煤矿高强度开采软弱覆岩"两带"高度,以该矿某高强度开采软弱覆岩工作面为原型建立了三维离散元数值模型,该模型考虑了最大、最小水平主应力及其与工作面推进方向夹角,并基于现场钻孔实测数据对数值模型及岩性参数的合理性进行了校核,分析了不同采厚、工作面倾向长度、走向长度与推进速度对沙吉海矿高强度开采软弱覆岩"两带"最大高度的影响.研究结果表明:该矿高强度开采软弱覆岩"两带"最大高度随采厚的增加而增加,但与工作面的倾向长度、推进速度没有明显关系;高强度开采软弱覆岩工作面达到"两带"最大高度时所需的工作面推进距离与采厚成正相关关系,与倾向长度、推进速度成负相关关系.     

不同工作面长度对采场覆岩的影响分析

针对某采煤工作面的覆岩结构特点,在收集相关资料的基础上,运用FLAC3D软件对该工作面矿压显现规律进行了研究,分析在相同采高、不同工作面长度的条件下顶板上覆岩层的应力、位移及塑性区分布规律。随着工作面长度和推进距离的增加,工作面覆岩支承压力峰值逐渐变大,至工作面中线距离越远,支承压力峰值越低。整个应力壳壳体高度以及高应力区的分布范围变大,扁平率升高。工作面长度增加,顶板下沉量增大,工作面上覆岩层越易破坏。