某矿采空区下近距离特厚煤层综放工作面矿压显现规律研究

为了研究采空区下近距离特厚煤层综放开采矿压显现规律,以中煤塔山矿30501工作面为研究背景,采用现场实测的手段,对工作面推进过程中初采和回采期间基本顶周期来压步距、来压动载系数、支架初撑力、支架工作阻力进行分析。结果表明,工作面初采期间,初次来压步距呈现中下部较小、上部较大的特点,周期来压步距特点与初次来压大致相同,工作面上部略大;初次来压动载系数平均为1. 19,周期来压动载系数平均为1. 22;工作面正常回采期间,周期来压步距为6～44. 6 m,平均为17. 8 m,周期来压期间,矿压显现不强烈。矿压观测结果验证了工作支架选型合理,支架能够满足综放开采工作面顶板控制要求。     

厚煤层综放工作面开采矿压显现规律

为了研究石港煤矿综放面采动引起的岩层移动规律,以石港煤矿15101综放工作面为例,采用矿用数字压力计分机、矿用压力数据采集器监测支架工作状况,推断厚煤层综放开采覆岩运动和压力显现特征,结果表明:15101综放工作面基本顶初次垮落步距平均为31.8 m时,呈上部大下部小的趋势,周期来压步距平均为8.0 m,动载系数平均为1.73,具有明显的规律,为顶板来压期间瓦斯治理提供重要的依据。     

特厚煤层放顶煤开采矿压显现规律研究

采用现场矿压观测和计算机数值模拟对唐山矿特厚煤层综放工作面矿压显现规律进行了分析研究。矿压观测表明,工作面来压周期性较明显,呈现高频率、低强度的特征,平均周期来压步距为8.1m。整个工作面全长范围内,老顶来压具有明显的不一致性,即中部来压强度大,上部和下部来压强度小,上部高于下部。计算机数值模拟结果与现场矿压观测结果基本一致。     

朔南矿区特厚煤层超长综放工作面矿压显现规律研究

特厚煤层超长工作面综放开采引起的矿压显现规律与传统的岩层移动特征有明显的差异。为研究超长工作面矿压显现规律,以麻家梁矿14201首采工作面为工程背景,采用固支梁和悬臂梁理论、3DEC数值模拟以及现场观测的方法对顶板的破断失稳特征开展研究。结果表明:理论计算基本顶的初次来压步距为62.5 m,周期来压步距为25.54 m;数值模拟初次来压步距约为60～70 m,周期来压步距约为25 m,与理论计算结果基本一致;同时根据现场监测液压支架工作阻力数据,进一步验证了研究结果。     

2303综放工作面矿压显现规律研究

为了降低煤炭开采引起的矿压对矿井生产影响,以三元中能煤矿2303综放工作面为工程背景,采用现场实测方法对厚煤层综放开采工作面矿压显现规律进行分析,选用估算法对综放支架支撑强度进行校核。研究结果表明:2303综放工作面初次来压、周期来压步距分别为39.7、20.57 m,来压期间液压支架工作阻力增加系数分别为1.45、1.32,来压期间采面中部支架工作阻力明显高于上、下端头支架工作阻力;采面超前支承压力影响范围约为36.5 m,建议超前40 m对回采巷道进行支护;估算法计算得到的支架工作阻力为3795 kN,选用ZF5400/17/32型液压支架可以满足开采需要。     

厚煤层综放回采率对坚硬顶板破断步距影响机制

针对新疆潘津煤矿2301厚煤层综放工作面回采率影响坚硬顶板破断步距问题,利用现场实测和理论分析方法,通过分析顶煤作用下坚硬顶板结构形态,研究了综放开采回采率对坚硬顶板破断步距影响机制。结果表明:坚硬顶板厚煤层综放期间,顶煤对上覆基本顶关键层产生挤压作用,厚煤层回采率增大时基本顶关键层所受下方支撑力将明显减小,使工作面呈现顶板破断步距减小的特征;厚煤层厚度与坚硬顶板厚度之比n越大、强度之比m越小时,厚煤层回采率对坚硬顶板破断步距影响越明显。     

特厚煤层综放面初采水压预裂弱化顶板现场试验研究

针对坚硬顶板下特厚煤层综放工作面在初采阶段顶煤、顶板难以自行垮落造成的采空区悬顶面积大、漏风严重,以及悬顶突然大面积垮落带来的冲击力对设备和人员造成危害和初采期顶煤回收困难等问题,提出了初采水压预裂弱化顶板的技术方案,通过理论分析、数值计算和现场矿压监测等方法,对比实施水压预裂和未水压预裂综放工作面初次来压数据,分析了初采水压预裂对特厚煤层综放面坚硬顶板及时垮落的影响。结果表明,深孔水压预裂使61601综放面的老顶初次来压步距从61m缩短为50m,增加了煤炭回收率,改善了特厚煤层综放工作面初采期间的安全生产条件。     

切顶卸压预裂技术在特厚煤层综放工作面的 应用

为了提高特厚煤层综放工作面两端头顶煤资源及初采初放期间煤炭资源采出率、降低初采初放期间初次来压对工作面的冲击以及减小临近工作工作面采掘期间的矿压显现,采用断裂损伤理论,分析了切顶卸压后顶板岩梁的断裂垮落步距和综放工作面初次来压强度的变化,得出综放工作面的支撑压力区域发生前移,增强了煤层的冒放性和初采初放期间的煤炭资源回收率。以山西同煤集团同忻煤矿综放工作面为研究背景,对综放工作面在初采前及两巷端头应用切顶卸压预裂技术,对比分析了有无实施切顶卸压预裂综放工作面在推进过程中初次来压步距和初次放煤步距的差异。研究结果表明,实施切顶卸压预裂技术后,综放工作面初次来压步距较未预裂时缩短了11.1 m,初次放煤步距较未预裂时提前了16 m;并且利用钻孔窥视技术,得出了采空区三角区悬滞的顶煤沿着预裂爆破导通的裂隙发生断裂垮落,有效解决两巷采空区悬顶过大的问题。     

屯兰矿俯斜综放工作面矿压显现研究

屯兰煤矿8502工作面是综放俯斜开采工作面,开采过程中矿压显现。为保证安全生产,为开采过程中支架工作阻力及设备选型打下基础,拟采用UDEC数值模拟的方法对俯斜综放工作面的矿压显现进行研究。研究结果显示,工作面采用俯斜开采工艺时,工作面的初次来压大约是44 MPa,周期来压大约是40 MPa;工作面采用俯斜开采工艺时,直接顶随采随冒,基本顶初次来压步距约35 m,周期来压步距为15 m。     

特厚煤层大采高综放工作面矿压及顶板破断特征

针对大采高综放工作面覆岩活动空间大、开采扰动强烈的特点,以不连沟煤矿特厚煤层大采高综放开采为背景,采用现场实测和理论分析等方法对大采高综放采场矿压及顶板运移破断特征进行分析,建立了大采高综放采场周期来压岩层破断的力学模型,得出了液压支架工作阻力的计算方法。结果表明:大采高综放工作面来压时安全阀开启频繁、顶板快速下沉,额定工作阻力13 800 kN的液压支架不能满足顶板控制的需要;开采空间的增大、直接顶厚度增大,低位基本顶转化为直接顶成为悬臂结构、高位基本顶形成砌体梁,二者形成"上位砌体梁-下位倒台阶组合悬臂结构";工作面来压强烈、动载明显、持续时间短的矿压现象是由于高位砌体梁结构滑落失稳造成的,据其力学特征确定了液压支架的工作阻力。     

王家山煤矿大倾角厚煤层综放采场矿压规律研究

结合王家山煤矿44407大倾角厚煤层长壁综放工作面的煤层地质、巷道布置和采煤工艺等具体条件,通过相似材料模拟实验、有限元数值计算方法,以及全面系统的采场矿压观测研究,初步得出了大倾角厚煤层长壁综放工作面的顶煤初次垮落、大面积垮落、直接顶初次垮落步距、基本顶初次垮落步距、周期垮落步距和来压强度及相关的矿压显现特征等规律,对该综放采场的矿压显现特点进行了研究,为支架选型提供科学依据.     

特厚煤层综放开采覆岩结构及矿压显现特征分析

为确定特厚煤层综放开采顶板的结构特征与矿压显现特征,以大同煤矿集团增子坊煤矿5300综放工作面为基础,对采场顶板的结构与矿压显现规律进行了研究。结果表明,采场基本顶粗砂岩岩层为顶板的关键岩层,对顶板的运动起主导性作用,通过对工作面回采200 m内支架工作阻力的监测得出,工作面的初次来压步距约为31. 6 m,周期来压步距平均约为25. 4 m,来压动载系数平均为1. 39,矿压显现强度较大,但来压时的载荷未超过液压支架的最大工作阻力,因此可确保工作面的正常回采。     

柳塔矿不稳定厚硬煤层综放面矿压显现规律研究

为掌握神东矿区不稳定厚硬煤层综放工作面的矿压显现规律,采用数值模拟和现场实测方法,对柳塔煤矿首采综放面的矿山压力显现规律进行了研究.结果表明,工作面初次来压步距为58 m,周期来压步距9.43 m;ZFY10200/25/42型两柱掩护式放顶煤支架实际工作阻力仅达到额定工作阻力的64％.与其他厚硬煤层综放面相比,该工作面顶板来压强度小,工作面超前支撑压力影响范围小,支架动载系数小.     

厚煤层大采高综采面顶板破断规律及机理研究

以杭来湾煤矿首个大采高30201工作面为例,通过数值模拟、理论分析和现场实测的方法,分别对工作面开采过程中顶板破断规律进行研究。基本顶以“悬臂梁”、“砌体梁”的结构形式周期发生破断,造成工作面大、小周期来压显现。建立了工作面顶板力学模型,给出来压步距的计算方法。现场实测表明最大步距67.6 m是平均步距34.4 m的1.97倍,说明约2次小周期来压才有1次大周期来压。     

大采高综放工作面顶板活动规律研究

以潞安王庄煤矿6203大采高综放工作面为工程背景,采用现场实测的方法对大采高综放工作面的顶板活动规律进行了研究。研究结果表明:6203工作面来压步距的变化范围(以中部计)8~28 m,来压期间的动载系数在工作面上中下部分别为1.65、1.63和1.66。与同条件下的普通综放工作面(6205工作面)相比,工作面来压步距基本相同,采高增加后,对老顶的破断规律没有明显影响;大采高综放工作面来压期间动载系数提高了27.3%。为大采高综放支架设计和工作面顶板管理提供依据。     

大采高综采工作面矿压显现规律研究

为研究大采高综采工作面的矿压显现规律,以山西某矿3301大采高综采工作面为研究背景,对该工作面的周期来压步距与初次来压步距进行数值模拟和现场实测,结果表明:运用数值模拟和现场实测得出的该工作面的初次来压步距约为45 m,周期来压步距约为23 m,周期来压步距约为初次来压步距的1/2,数值模拟计算结果与现场实测结果一致,数值模拟计算方法可有效应用于大采高综采工作面周期来压步距与初次来压步距的计算中。     

西川煤矿厚煤层综放开采顶板破断特征及支护阻力确定

以西川煤矿1109综放工作面生产技术条件为工程背景,采用数值模拟、理论分析与现场实测相结合,研究了综放开采顶板破断特征及其影响因素以及工作面支护阻力的确定。研究表明,1109综放工作面上位直接顶的周期性破断导致工作面来压,影响其周期性破断的主要因素为上位直接顶岩层厚度以及覆岩压力;工作面支护阻力主要由上位直接顶周期垮落步距、支架控顶距、附加力作用位置以及下位直接顶对上位直接顶作用力距煤壁距离确定,并计算得出了1109工作面合理的支护阻力。现场实测表明:ZF6400/17/32型液压支架工作阻力满足顶板支护要求,能够有效支撑顶板,保证工作面安全生产。     

石港煤业15109综放工作面覆岩破断规律研究

综放开采过程中矿压显现现象剧烈,有必要对综采放顶煤工作面矿山压力显现规律进行研究。对此,以石港15109工作面为研究背景,通过相似模拟试验与现场实测相结合的方法,分析综放工作面矿压显现规律,研究结果表明:15109工作面初次来压步距64m,周期来压步距平均15m,周期来压过程中来压程度呈现强弱交替现象,分析原因是因为主压关键层交替破断导致,研究结果能够对综放工作面矿压规律做出理论指导。     

特厚煤层大采高综放工作面覆岩结构及支架工作阻力研究

为了掌握特厚煤层大采高综放工作面的覆岩结构及支架合理工作阻力,以同忻煤矿8107工作面为研究对象,采用理论分析、现场观测的方法对特厚煤层大采高综放工作面覆岩的破断和组合形式进行了研究,建立了覆岩力学模型,得出了同忻煤矿8107工作面支架工作阻力计算式。结果表明:正常开采期间,大采高综放工作面直接顶易形成具有整体性的倒台阶组合悬臂梁结构,悬臂梁结构的破断、回转是支架—围岩互馈过程中的主要压力来源;来压期间,高位砌体梁结构与低位悬臂梁结构耦合形成“砌体梁—悬臂梁”结构,砌体梁结构的滑落失稳引起悬臂梁结构的协同回转,是大采高综放工作面强冲击来压的原因;实测8107工作面正常回采以及来压时支架工作阻力分别为26 MPa(9750 kN)和40 MPa(15000kN),与理论计算结果较为吻合;8107工作面采用的ZF15000/27.5/42型四柱低位放顶煤支架能够满足生产需求。     

寸草塔二矿31202综放工作面矿压显现规律研究

采用理论分析、数值模拟、现场实测研究手段,分析了寸草塔二矿31202综放工作面顶板扰动后破断特征及初采、正常回采、末采期间工作面矿压规律。结果表明:31202综放工作面顶板符合"O-X"型破断规律;初采期间煤壁出现片帮,中间部位最严重;正常回采期间工作面直接顶随采随冒,基本顶周期来压步距9. 4 m,来压期间动载系数为1. 49,来压期间工作面支架最大工作阻力在11 000 kN以上,支架安全阀开启次数较多,工作面支架工作阻力偏低,需提高支架的可靠性;末采期间不放煤,按一次采全高组织生产,并针对不同开采时期提出具体的矿压治理措施。