条带间垮落区注浆充填覆岩移动规律研究

结合工程背景,采用相似材料模拟试验,对比研究了条带开采垮落区注浆充填与条带开采覆岩移动特征.结果表明:在已开采条带垮落区实施注浆充填能有效地减小覆岩垮落角和垮落高度,既可阻止主关键层破断,又可限制煤岩柱侧向垮落和变形,使相邻工作面垮落空间无法贯通,形成非充分开采;与条带开采相比,当充填量为30%时,条带开采垮落区注浆充填既可减小地面变形、又可提高煤炭采出率20%, "关键层-煤柱-注浆充填体"的共同作用可有效地控制开采沉陷.     

马堡煤业定向水力压裂顶板控制技术研究与应用

为确保15205综采工作面安全回采,采用定向水力压裂技术预制导向槽引导高压水对15205综采工作面顶板压裂,对坚硬顶板弱化,缩短来压步距,实现对顶板垮落的有效控制.在马堡煤业进行井下现场试验表明,15025工作面直接顶垮落步距在6.8～15 m,基本顶垮落步距在24～30 m.与15201工作面相比,直接顶和基本顶的垮...     

坚硬顶板厚煤层综放面两次初放的实践与认识

通过对505和507综放面初放期间的老顶分段垮落和整体垮落过程及影响程度的比较,验证了老顶大面积垮落时顺槽风速与冒落岩层厚度成正变关系,指出老顶初次大面积垮落前征兆并非都十分明显,要充分认识和合理选择控制老顶大面积垮落的方法和措施,避免老顶大面积垮落造成危害.     

山西霍尔辛赫煤矿3207大采高工作面顶板垮落规律研究

为了深入研究霍尔辛赫煤矿3207大采高工作面顶板垮落特征及其控制,理论计算了3207大采高工作面顶板各岩层载荷、初次垮落步距、周期垮落步距等参数,并利用FLAC^3D数值模拟分析了顶板各岩层垮落特征,从而得到了3207大采高工作面顶板的垮落规律。     

垮落区注浆充填压实特性的PFC^2D模拟试验

首次采用了颗粒流程序PFC^2D模拟垮落区充填中煤层采出、顶板垮落、充填的整个动态过程;为研究垮落区注浆充填压实特性,建立了122个PFC^2D模型进行了数值模拟试验,分别研究了垮落区的充填量,作用在充填体上的载荷Q,充填体的弹性模量和胶结特性等4个因素与垮落区充填压实特性的关系.结果表明,垮落区的充填量是影响垮落区充填体压实特性的首要因素,充填体的弹性模量和充填体上所加载荷大小对垮落区充填的压实特性影响显著,充填体的胶结特性对垮落区的压实特性影响有限.PFC^2D是研究垮落区注浆充填的有效手段.     

垮落区注浆充填压实特性的PFC~(2D)模拟试验

首次采用了颗粒流程序PFC2D模拟垮落区充填中煤层采出、顶板垮落、充填的整个动态过程;为研究垮落区注浆充填压实特性,建立了122个PFC2D模型进行了数值模拟试验,分别研究了垮落区的充填量,作用在充填体上的载荷Q,充填体的弹性模量和胶结特性等4个因素与垮落区充填压实特性的关系.结果表明,垮落区的充填量是影响垮落区充填体压实特性的首要因素,充填体的弹性模量和充填体上所加载荷大小对垮落区充填的压实特性影响显著,充填体的胶结特性对垮落区的压实特性影响有限.PFC2D是研究垮落区注浆充填的有效手段.     

国外难垮落顶板控制技术综述

难垮落顶板控制是采矿学研究的重要组成部分,在综合国外难垮落顶板控制技术的基础上,文章针对难垮落顶板控制技术,对前苏联、波兰和印度三个国家进行了归纳、总结和概述,希望对国内存在难垮落顶板的矿区提供参考和借鉴。     

垮落法残采区上行综采技术条件判定理论及方法

针对垮落法残采区上方遗弃煤层综采问题,分析了现有上行开采可行性判定方法的不足,从层间岩层结构的角度,提出垮落法残采区上行综采存在层间岩层控制层的思想,并给出了控制层的具体判别方法。充分考虑上下煤层开采对控制层的影响,根据上行综采底板岩层不同区域受影响程度及其变形形态的不同,划分了上部煤层直接底板变形盆地中央区与四周区,并分别给出了中央区与四周区上行综采可行性的判定公式,形成了垮落法残采区上行综采可行性判定理论及方法。用本文提出的方法判定白家庄煤矿垮落法残采区6号煤层上行综采可行,经工业试验检验,矿压显现不明显,开采情况正常。     

坚硬顶板切顶卸压垮落规律研究

为了解决坚硬顶板垮落步距大而易引起大面积来压等问题,以邱集煤矿1102工作面为研究对象,开展切顶卸压对坚硬顶板垮落规律的研究。基于悬臂梁理论推导了切顶卸压后坚硬顶板垮落步距的计算公式,理论计算了邱集煤矿1102工作面坚硬顶板各岩层荷载和切顶卸压前后各岩层的垮落步距,对比分析了切顶卸压前后顶板的垮落特征,并利用现场实测数据验证了理论分析的准确性。结果表明:切顶卸压后,直接顶的垮落步距从26.66m减小到9.13m,减小了65.8%;基本顶的初次垮落步距从45.41m减小到25.64m,减小了43.5%;周期垮落步距从18.54m减小到12.82m,减小了39.9%。切顶卸压减小了直接顶和基本顶的垮落步距,实现了对坚硬顶板垮落步距的有效控制,保证工作面安全开采,对类似的地质条件下煤层开采和矿压控制具有借鉴意义。     

沟谷及坡角对浅埋特厚煤层顶板导水断裂发育规律影响研究

以不连沟煤矿F6201采区为工程背景,采用沟谷坡角60°的模型试验和数值分析相结合的方法,研究沟谷坡角对浅埋特厚煤层开采顶板覆岩运移及导水裂隙发育规律的影响。结果表明:顶板覆岩运移规律受主亚关键层控制:工作面推进112.5 m时,亚关键层1发生5次周期性垮落,垮落高度15 m,与大采高经验值(16.5±2.2)m相符;工作面推进120 m时,亚关键层2发生垮落,垮落高度37.5 m。此时,主关键层与亚关键层3同步发生垮落,整体垮落高度64.5 m;沟谷两侧导水裂隙发育高度分别为63、81 m;导水裂隙发育高度随沟谷坡角的增大而增大,以沟谷坡角≤30°和≥30°为界限划分为两区域,沟谷坡角60°的导水断裂带发育高度95 m,与试验垮落总高度102 m相吻合。     

综采工作面端头悬顶水力致裂试验研究

为了解决禾草沟煤矿综采工作面端头三角区悬顶突然垮落将采空区中的瓦斯挤出造成上隅角瓦斯超限的问题,采用顶板水力致裂方法对50115回风巷开展了试验研究,现场共进行连续50 m的水力致裂试验,水力致裂区间工作面顶板共发生4次周期来压,通过对端头顶板垮落情况进行全程观测,试验段端头顶板垮落及时充分,端头悬顶突然垮落导致挤出积聚瓦斯的问题得到了有效解决。     

定向水力压裂技术在石灰岩顶板中的应用

针对寺河煤矿二号井15#煤层石灰岩顶板坚硬不易垮落,易造成回采巷道变形剧烈,支护困难等问题,本文以XV1305工作面为研究对象,采用定向水力压裂技术对石灰岩顶板进行弱化处理,现场试验表明:定向水力压裂技术优势明显,顶板垮落充分,巷道围岩变形得到有效地控制。     

坚硬难冒顶板大面积垮落控制方法

通过对我国各地区坚硬难冒顶板统计研究,以各地煤矿实践经验为依据,提出了目前我国坚硬难冒顶板大面积垮落的集中控制方法,指出现阶段我国对坚硬难冒顶板大面积,垮落的主要方法是:提前爆落顶板控制法、充填式顶板控制法、煤柱式控制顶板法。并对各控制方法的工艺及优缺点进行了比较,对相似条件下坚硬难冒顶板大面积垮落的控制具有理论指导和参考价值。     

条带开采垮落区注浆充填技术的理论研究

阐述了条带开采垮落区注浆充填技术的总体思路和基本原理,结合工业试验方案,应用PFC颗粒流程序进行了数值模拟试验,模拟了条带煤层采出、顶板垮落、注浆充填、充填体压实及上覆岩层下沉的整个动态发展过程;通过数值试验,揭示了条带垮落区充填体、煤柱与围岩三者之间相互作用的减沉力学机理,重点分析了垮落区充填体的承载作用、传载作用和对煤柱的侧限作用.研究结果表明,在此工业试验区域内,与条带开采相比,当充填量为19.5万m³时,条带开采垮落区注浆充填既可减小地面变形,提高煤柱稳定性,又可多采出煤炭24万m³.     

回采工作面上隅角水力压裂切顶技术及其应用

针对部分回采工作面上隅角难以及时垮落的难题,提出一种控制上隅角及时垮落的新方法即定向水力压裂法对上隅角顶板进行预裂切顶,使上隅角能够及时垮落。研究表明,该方法通过在工作面上隅角上部岩层中分段定向多次水力压裂使顶板产生多组裂隙,在工作面回采动压及煤柱支承应力的双重作用下上隅角顶板发生破裂从而实现及时切落。试验结果表明,采用定向水力压裂切顶后上隅角顶板能够及时垮落,最大悬顶面积均小于10m~2;同时,周期来压时机头支架工作阻力最大可降低27.6%,周期来压步距平均降低24.8%,有效降低了工作面上隅角的管理难度。     

寺河矿综采工作面初采瓦斯不稳定涌出治理实践

综采工作面采用顶板垮落控制采空区是成本低、安全可靠的一种采空区处理方法,但是在工作面初采期间顶板未垮落时,支架后空间较大,积存瓦斯多,如果顶板大面积垮落,工作面瓦斯会瞬间增大,瓦斯涌出不稳定,引起工作面瓦斯超限或瓦斯事故。研究初采期间顶板初次来压距离,控制顶板逐步垮落,减少工作面瓦斯异常涌出,保障初采工作面瓦斯涌出稳定,防范工作面瓦斯超限或事故具有重要意义,弥补现阶段生产条件下综采工作面初采瓦斯治理不足。     

综采工作面初采顶板预裂爆破参数的优化

在以往综采工作面初采过程中,随着工作面推进,经常出现直接顶和基本顶一次大面积垮落的情况,垮落过程中将采空区内瓦斯大量挤出,容易造成瓦斯超限,矿压比较大,工作面生产存在安全隐患。结合煤层围岩赋存情况,对综采工作面初采前顶板预裂爆破参数进行了优化,使工作面初采期间直接顶、基本顶均匀且多次少量有控制垮落,缩短垮落步距,减少顶板垮落的冲击,保证了大采高综采工作面初采期间安全生产。     

大倾角煤层大采高工作面顶板垮落规律研究

为了深入研究大倾角厚煤层大采高工作面顶板垮落特征,理论计算了25213大倾角大采高工作面顶板各岩层载荷,并采用理论分析、相似材料模拟实验和FLAC3D数值模拟相结合的方法,研究了25213工作面顶板垮落规律,初步确定了25213工作面直接顶初次垮落步距24m左右,基本顶初次垮落步距57m左右,基本顶周期垮落步距24m左右,对工作面后期的安全回采和矿压控制具有重要的借鉴意义。     

3109综采面覆岩垮落、裂隙带模拟与结果分析

工作面开挖后,上覆岩层将发生破断及垮落.为获得3109综采工作面覆岩垮落、裂隙带高度,本文采用相似模拟方法试验了工作面开采过程中覆岩破断演化过程.结果表明:直接顶的初次破断是垮落带发育的主要原因,而老顶的第一次周期来压则造成垮落带再次发育,裂隙带高度在老顶初次破断前发育较为缓慢,而在老顶发生破断后快速增加,并最终逐渐趋于稳定,3109工作面垮落带发育高度约12.2 m,裂隙带高度约33.0 m.     

晋城矿区坚硬顶板工作面矿压显现规律研究

针对晋城矿区15#煤坚硬顶板,在开采过程中工作面矿压显现规律不清楚的难题,运用相似材料模拟试验和现场实测,研究分析坚硬顶板工作面的矿压显现规律,研究结果表明:直接顶初次垮落步距22.3²3.1 m,平均22.7 m,周期垮落步距不明显;基本顶初次垮落步距52.323.1 m,平均22.7 m,周期垮落步距不明显;基本顶初次垮落步距52.3⁵5.1 m,平均54.2 m,周期垮落步距17.155.1 m,平均54.2 m,周期垮落步距17.1¹9.4 m,平均18.2 m;工作面超前支承压力剧烈影响范围为3019.4 m,平均18.2 m;工作面超前支承压力剧烈影响范围为30³5 m。