采场支承压力对煤与瓦斯突出的影响

作者从瓦斯流动及煤与瓦斯突出的事例研究中发现:采场支承压力对煤与瓦斯突出具有一定的控制作用;煤与瓦斯突出点沿走向的分布与顶板初次来压、周期来压步距有着内在的联系;进而提出了可根据顶板来压规律预报回采工作面煤与瓦斯突出。     

周期来压对瓦斯涌出的影响

本文论述了顶板周期来压对瓦斯涌出影响的特点和机理，说明了进一步研究回采工作面支承压力、顶板周期来压与回采工作面瓦斯涌出的关系有着十分重要的意义。     

顶板周期来压与采场瓦斯涌出的关系研究

通过现场监测研究了顶板周期来压与采场瓦斯涌出变化之间的关系, 并对工作面超前支承压力变化和采空区老顶垮落对瓦斯流动的影响进行了分析。结果表明, 支承压力变化影响煤壁瓦斯的涌出, 采空区内瓦斯的分布与距工作面距离有关, 周期来压时采场瓦斯涌出量的增大是工作面超前支承压力变化和采空区老顶垮落共同作用的结果。     

采动围岩活动与回采工作面瓦斯涌出关系

结合淮北矿业股份有限公司袁店一井煤矿1021工作面实际条件,对该矿支架支护阻力、超前支承压力及工作面巷道瓦斯浓度进行即时监测,由数据分析得到工作面回采时采场周期性的支承压力变化与瓦斯涌出关系,周期性的顶板垮落对瓦斯涌出的影响。     

坚硬顶板弱化条件下首采工作面矿压显现规律

以某煤矿11#煤组首采工作面为研究对象,分析了综采工作面在实施顶板弱化处理后矿山压力显现特征、顶板活动规律和工作面超前支承压力分布规律,并对初次来压期间和周期来压期间支架载荷特征进行了较为系统的分析,为该矿后续工作面回采及相近条件下煤层的回采提供了经验。     

大采高工作面矿压特征实测分析

通过监测山西某矿高瓦斯突出区域大采高工作面支架受力状态分布、顶板来压强度及支承压力动态变化等状况,为大采高岩层运动破断对工作面瓦斯涌出影响提供依据,对大采高工作面支架阻力、单体柱支护阻力及煤体支承压力的变化进行实时监测。结果表明:大采高工作面超前支承压力的应力集中系数更高,支承压力峰值距工作面距离更近,来压期间靠近工作面端面处的煤体受挤压及破碎程度更高且随着工作面继续推进支承压力值又趋于平衡。     

千米深井大采高采场围岩应力分布规律数值分析

煤矿深部开采的应力集中异常突出,以唐口煤矿1305工作面为例,利用FLAC3D有限差分软件对千米深井大采高采场围岩应力分布规律进行数值分析。模拟结果表明:1305工作面回采时,在采空区四周煤体内形成对称的"双肺"状支承压力影响区;随着工作面推进,采场支承压力峰值及采空区上覆岩层破坏高度逐渐增大,工作面见方后,采空区顶板破坏高度与超前支承压力峰值变化趋于稳定,支承压力最大峰值约为72MPa,应力集中系数k为3.0;工作面煤壁前方与采空区两侧煤体内支承压力峰值随工作面推进向深部转移,且支承压力影响范围逐渐增大,压力峰值与工作面煤壁之间的距离基本保持在8~15m范围内。     

大采高工作面采动围岩活动与瓦斯涌出关系

为了研究大采高工作面采动围岩活动与瓦斯涌出的规律,现场实测斜沟煤矿18205工作面的液压支架支护阻力、超前支承压力及瓦斯涌出量,分析回采时支架支护阻力、超前支承压力的变化情况,根据现场实测工作面瓦斯涌出量,确定采动活动与瓦斯涌出的关系。结果证明:18205工作面矿压显现增大时,瓦斯涌出量显著升高;在周期来压时煤岩体卸压增流,工作面瓦斯涌出量明显升高。在周期来压期间覆岩裂隙通道受到挤压和冲击作用,高浓度的瓦斯流涌向工作空间,导致高位钻孔瓦斯抽采量明显增加,其与来压步距基本一致,且高位钻孔能有效拦截采空区及邻近层瓦斯,有效保障了工作面安全回采。     

炮采放顶煤工作面矿压显现特征研究

通过对国投登封教学三矿16081炮采放顶煤工作面矿压的观测与分析,揭示了16081工作面来压显现程度,来压步距、来压强度特征及回采巷道变形规律,确定了工作面回采期间超前支承压力影响范围、支承压力变化特征及峰值区。为优化目前的支护参数,提高支护效果及后续工作面与巷道的支护设计提供了参考依据。     

大采高工作面覆岩移动规律相似模拟研究

为了对厚煤层大采高工作面顶板进行科学管理,文章以左权阜生煤业1102工作面为背景,运用相似模拟试验,对工作面回采期间覆岩移动规律、顶板结构及超前支承压力分布特征进行了研究。研究结果表明:工作面来压期间,顶板覆岩呈现出明显的“斜台阶”结构,顶板垮落高度维持在60~65 m,支承压力峰值距离工作面煤壁约为20 m,并提出回采期间应加强支承压力影响范围的现场管理。     

采动覆岩裂隙发育及周期性瓦斯涌出规律研究

为获得采场覆岩裂隙发育与瓦斯涌出变化之间关系,基于淮南矿区某矿220112工作面瓦斯地质概况,综合数值模拟、理论分析及工程实践等方法,对采场应力分布、覆岩裂隙发育及瓦斯涌出周期规律进行了研究。结果表明,工作面覆岩裂隙带发育区位于顶板上方17.2～40 m内,布置在该范围的顶板大直径定向钻孔抽采效果较好,验证了理论计算及模拟结果的准确性;瓦斯涌出呈现周期性变化,2～3次顶板周期来压后工作面出现一次较大的瓦斯涌出现象,是正常回采期间瓦斯涌出量的1.5倍左右;根据工作面瓦斯涌出周期性规律,补充实施顶板走向抽采钻孔后,工作面回采期间瓦斯涌出总体平稳。     

采场全生命周期及其应力的时空演化特征分析

井工开采过程中采场应力的分布及演化规律对于回采巷道及工作面围岩的稳定性控制至关重要。本文将开切眼到停采的全部过程称之为采场全生命周期,且将采场应力分为工作面超前支承应力和工作面顶板应力两部分,基于材料力学建立了采场全生命周期内覆岩结构模型得到了不同阶段超前支承应力的力学函数;借助UDEC软件来分析采动过程中覆岩结构的时空演化过程和超前支承应力的动态演化特征,得到了工作面超前支承应力和工作面顶板应力的协调非同步演化特征,认为单个周期来压内超前支承应力峰值会在空间和时间上超前于工作面顶板应力峰值出现,且二者均表现出周期来压前大于来压后的规律,在采场全生命周期内在采动达到非充分采动和充分采动交界点阶段先后达到极值,因此依据采场应力的演变规律将采场全生命周期分为发生期(Ⅰ)、发育期(Ⅱ)、稳定期(Ⅲ)3个阶段:发生期(Ⅰ)对应的是开切眼至基本顶初次来压,采场应力保持稳定的缓慢增长;发育期(Ⅱ)对应的是周期来压至非充分采动与充分采动阶段的交界点,采场应力保持不同的增长速率;稳定期(Ⅲ)对应的是充分采动直到停采阶段,采场应力保持着较为稳定的波动;通过对采场全生命周期及其应力的演化特征分析及划区可以预先对回采过程中的高位应力区进行判定,及早采取相应的措施,为采场的安全提供保障。     

硬厚顶板工作面开采围岩运移数值模拟与分析

采用UDEC软件对硬厚顶板条件下潘北矿11313工作面开采时顶底板应力分布和覆岩运移规律进行数值模拟与分析,得出工作面在回采过程中,工作面初次来压步距为52m,周期来压步距为30m;切眼煤柱后方、工作面煤壁前方支承压力也逐渐增大,当推进到一定距离时,支承压力基本保持不变;采场围岩不同层位支承压力峰值位置表现为:底板7m小于底板3m小于顶板9m小于顶板33m。通过现场实测可知,其模拟结果与现场相符合。     

冲击地压倾向煤层矿压显现规律数值模拟

为了解具有冲击地压倾向的采煤工作面及其回采巷道的矿压显现规律,确保安全生产,基于某矿地质与开采条件,应用FLAC3D模拟综采面顶板随工作面推进的变化情况,以及不同割煤速度对顶板和回采巷道矿压显现的影响。结果显示,冲击倾向煤层顶板来压始终强烈;工作面前方5～7m的回采巷道内煤帮易突出;工作面顶板压力与割煤速度成正比,回采巷道受力与割煤速度成反比。     

王坡矿3210孤岛工作面矿压分布规律探讨

为了得到王坡煤矿3210孤岛工作面回采过程中的矿压显现规律,通过对采场S型覆岩结构矿压规律进行分析,并建立工作面采空区顶板力学模型计算得到3210孤岛工作面回采过程中初次来压步距为32.4 m,周期来压步距为20 m。进一步使用3DEC数值模拟软件进行该孤岛工作面的回采作业分析其矿压规律,确定3210孤岛工作面回采过程中初次来压步距与周期来压步距分别为35 m、20 m,工作面煤壁前方约9~12 m范围内将出现24 MPa的峰值超前支承压力,超前支承压力的影响范围为50 m左右。研究结果可以为煤矿提前采取应对措施确保孤岛工作面的安全高效生产。     

用采场支承压力预测预报煤与瓦斯突出

本文从支承压力与煤与瓦斯突出的关系、采场前支承压力的分布及变化趋势及瓦斯突出的支承压力峰值指标等方面进行了预测瓦斯突出的论述，并介绍了鱼田堡煤矿的试用情况。     

顶板初次来压期间综采工作面采空区瓦斯涌出规律

在浓度压力差和通风负压的作用下,采空区的瓦斯涌向工作面,由于采场条件所限,要想严格区分瓦斯涌出量较为困难,通过对东庞煤矿2607工作面回采期间顶板初次来压前后瓦斯浓度变化的观察,定量分析了综采工作面与采空区瓦斯涌出量的比重变化,找出了瓦斯涌出量发生变化的原因,指出了其不利及有利因素,对回采工作面的瓦斯治理具有一定的指导意义。     

矿山压力对瓦斯涌出的影响

文章分析了回采的周期来压，支承压力及采动对瓦斯涌出的影响结果表明，周期来压时瓦斯有较大的影响，且有同步倾向，采后卸压可使瓦斯绝对量减小，相邻采面残余支承压力对瓦斯有超前释放作用。     

运河煤矿孤岛充填工作面应力分布及微震活动规律

孤岛充填工作面由于控制顶板上覆岩层下沉而使工作面超前支承压力变得复杂,同时顶板破断形式也不同于常规孤岛工作面。为了更好地控制孤岛充填工作面采场围岩,以运河煤矿C8301工作面为背景,研究超前支承压力变化趋势和煤柱变形情况,同时也分析了工作面回采过程中微震活动规律。研究得出：(1)孤岛充填工作面初次来压步距明显增加,工作面推进至120 m左右时发生初次来压;(2)孤岛充填工作面两侧煤柱总体变形量较小,可维持煤柱的相对稳定;(3)孤岛充填工作面回采过程中,有明显来压的特征,但是来压强度远小于正常孤岛工作面。该研究为矿井实现深部孤岛充填工作面安全开采提供了指导。     

高瓦斯矿区开采保护层优化方案分析

煤与瓦斯突出是煤矿生产过程中常发生的严重自然灾害之一,通过选择开采保护层,使得突出煤层变成非突出煤层,高瓦斯煤层变成低瓦斯煤层,从而达到防治瓦斯的目的。芦岭煤矿所处的淮北矿区瓦斯储存丰富、瓦斯压力大,该矿瓦斯地质条件复杂,直接制约着煤矿的安全生产。为了保证矿井的中长期接替和工作面的安全回采,对采10煤和采10煤顶板泥岩两个开采保护层方案进行安全、经济技术一体化方案论证对比,结果表明采10煤顶板泥岩方案更符合芦岭煤矿生产的要求。