特厚煤层综放工作面开切眼深孔预裂爆破技术研究

为了减小放顶煤工作面初采初放期间初次来压步距,增加煤炭资源回采率,确保初采初放期间工作面回采安全,对23111放顶煤工作面开切眼进行深孔预裂爆破试验,结果表明该技术将初次来压步距减小11.1m,初次放煤步距提前14m。     

坚硬顶板下综放工作面过空巷关键技术

针对工作面过空巷易出现矿压显现剧烈及空巷围岩大变形等问题,基于岩层运动中心建立的矿山压力理论为指导思想,以切顶短臂梁为理论基础,提出了综放工作面过空巷切顶卸压+恒阻大变形锚索支护技术。利用理论分析和数值模拟的方法分析了巷道围岩的稳定性、估算出周期来压步距及构建空巷理论力学模型,通过预裂爆破和等压小煤柱技术,使得超前支撑压力峰值处于空巷前方的煤壁深处,同时结合恒阻大变形锚索耦合支护技术控制巷道顶板的大变形。数值模拟结果显示,工作面周期来压步距约23.4 m,周期来压时超前支承压力位于煤壁前方12 m处。     

寺河二号井“两硬”工作面覆岩活动规律相似模拟试验研究

针对寺河矿二号井围岩地质条件,采用相似模拟试验手段,研究上覆岩层运移规律,分析采场支承压力变化特征,解决底板坚硬难控制问题。研究结果表明,基本顶初次来压步距达到38 m,周期来压步距16 m。采动裂隙场是控制覆岩稳定性的主要因素,采场支承压力变化呈现出分区特征,超前应力峰值出现在煤壁前方10 m处。     

青岗坪煤矿42104综放面矿压显现规律实验研究

针对青岗坪煤矿42104综放面的矿压显现规律进行了模拟实验研究。研究表明:老顶初次来压步距64~66m,周期来压平均步距27m;初次来压动载系数1.27,周期来压增载系数为1.36,总体来压显现程度为中等;初次来压前煤壁前方支承压力增幅较明显的区域为煤壁前方16.75m范围内,周期来压时煤壁前方支承压力增幅剧烈的区域为煤壁前方45.01m范围内,确定工作面超前支护的距离应达到煤壁前方45m范围内。     

厚硬砂岩直覆顶板卸压技术研究

直覆厚硬顶板进行预裂切顶成功与否是工作面安全开采的关键，以顾北矿13121上工作面为研究背景，结合理论分析直覆厚硬顶板初次破断及周期破断步距，提出顶板预裂切顶方案，利用FLAC3D软件对厚硬顶板切顶效果进行验证，对比切顶前后厚硬顶板位移规律及工作面超前支承应力的变化特征。结果显示：预裂切顶可以有效改善硬厚顶板直覆工作面工作环境，切顶后，工作面超前支承应力峰值降低28.39%，超前影响范围缩减了37%，顶板垮落压实步距缩短了43.53%，超前支承应力峰值位置向深部转移，预裂切顶对厚硬顶板直覆工作面矿压控制起到了积极作用，对工作面超前支护设计具有借鉴意义。     

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。     

水力压裂控制综放工作面初次垮顶试验研究

为了解决综放工作面基本顶初次垮落步距较大的问题,理论分析了综放工作面基本顶初次垮顶步距影响因素,并在漳村煤矿2306工作面采用水力压裂技术进行初采预裂现场试验,通过监测煤体钻孔应力、超前支撑段巷道变形、工作面支架活柱压力及工作阻力及对比分析压裂前后钻孔围岩结构,得出以下结论:压裂后,顶板围岩破碎度及裂隙发育明显扩大,压裂破坏了顶板围岩的完整性,有效弱化了顶板岩层;钻孔应力计监测得出,水压预裂效果良好,能够有效减小工作面超前支承应力;表面围岩监测发现巷道变形量很小,两帮及顶底板移近量无变化;支架活柱压力及支架工作阻力连续监测得出压裂后工作面基本顶初次垮落步距为15.6 m,比类似条件工作面爆破预裂效果提前6 m。水力压裂控制综放工作面初次垮顶技术具有工程量小,安全性高,施工速度快,控顶效果好等特点,能有效解决坚硬顶板综放工作面基本顶初次垮落步距较大、支架压力大的问题。     

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。     

采场覆岩破坏规律研究

为了研究采场覆岩破坏规律,以平朔井工三矿39107工作面地质情况及开采条件为基础,依据相似定律制作相似模型,得出地表最大垮落位置在距开切眼100 m处,达到充分采动等,岩层下沉量最大值8.2 m,开切眼位置处地表下沉量约为3.6 m;岩层最大垮落位置在距开切眼105 m处,地表沉陷值最大值7m左右,开切眼位置处地表发生台阶式下沉,下沉量2～3 m,地表沉陷后形成的地表裂隙宽度为0.1～1.2 m;开挖处应力值降低,工作面前方由于超前支承压力的作用应力值升高,超前支承压力峰值距工作面在8～12 m之间,平均10 m;超前影响范围为14～17 m,平均15.5 m;工作面垮落带高度为32～40 m,裂隙带发育较高,最终裂隙导通地表,使地表形成了台阶下沉;工作面直接顶初次来压为16 m,基本顶初次来压为40 m,基本顶周期来压为12～18 m,平均为15 m.     

1303(上)综采面矿压显现特征实测分析

以胡底煤矿1303(上)综采面为工程实例,现场实测工作面支架工作阻力及煤壁前方支承压力等;观测结果表明,综采面支架来压较为同步,基本顶的初次来压步距为22.5～28.8 m,周期来压步距为6.2～14.4 m;工作面动载系数:下部平均为2.18,中部平均为1.85,上部平均为1.71;超前支承压力范围在4～73 m,峰...     

“两硬”工作面矿压显现规律实测研究

针对新义煤矿13306薄煤层综采工作面的地质条件,采用用超前支柱监测、煤体应力监测等技术手段,研究分析了该工作面采场支承压力分布规律特征,并结合该工作面矿压现场监测数据,对13306薄煤层工作面矿压显现规律进行了分析研究。研究结果表明,13306薄煤层工作面基本顶初次来压步距为26.8 m,周期来压步距平均为17.8 m,动载系数普遍较小;超前支承压力峰值位置位于煤壁前方1~8 m处,来压强度较低,对类似条件工作面的安全高效回采提供了参考和指导。     

“两硬”围岩薄煤层工作面矿压显现规律实测研究

针对某矿13306薄煤层综采工作面的地质条件,采用超前单体支柱监测、煤体应力监测等技术,分析了该工作面采场支承压力分布规律特征,并结合该工作面矿压现场监测数据,对13306薄煤层工作面矿压显现规律进行了研究。研究结果表明,13306薄煤层工作面基本顶初次来压步距为26.8 m,周期来压步距平均为17.8 m,动载系数普遍较小;超前支承压力峰值位置位于煤壁前方1~8 m处,来压强度较低,为类似条件工作面的安全高效回采提供了参考和指导。     

大采高工作面超前支承压力分布规律研究

根据支承压力理论与相似模拟实验对石圪台矿2-2煤层开采工作面的支承压力影响范围和支承压力峰值点位置进行预测与研究。研究表明:工作面超前支承应力峰值点距煤壁约3 m,超前支承应力影响范围约为25 m;顶板初次来压步距为32.0 m,周期来压步距为10.5 m,与现场实测数据较吻合。     

大倾角综采工作面矿压显现规律研究

为了确保大倾角煤层工作面的安全生产以及预防回采过程中顶板事故的发生,通过数值计算软件UDEC对长沟峪煤矿4槽煤层进行数值模拟分析,研究大倾角煤层综采工作面的矿压显现规律,以及工作面前方支承压力分布规律。结果表明:工作面老顶初次来压步距为34 m,周期来压步距为14 m。支承压力的影响范围为工作面煤壁前方4~11 m,支承压力的应力峰值区为工作面前方5~8 m。     

潞宁煤矿综采工作面厚硬顶板水力压裂技术研究

为解决潞宁煤矿24102工作面厚硬基本顶难以垮落的问题,采用数值模拟手段分析工作面初采阶段顶板运移规律,通过对基本顶预裂可减小基本顶初次来压步距和强度,根据工作面实际条件设计水力压裂钻孔布置参数,对切槽、封孔工艺进行设计优化。应用后工作面回采初期,基本顶初次来压步距为25～28 m,支架载荷小于额定工作阻力,巷道变形在合理范围内,保障了初采阶段的安全生产。     

综放工作面初采期顶煤深孔爆破弱化试验研究

为解决兴隆庄煤矿3306工作面初采阶段顶煤整体性强、冒放性差、顶煤放出难的问题,在工作面回采前实施顶煤深孔预裂爆破、开切眼顶煤与顶板截断爆破试验。深孔预裂爆破提高了顶煤裂隙发育程度,降低了顶煤破碎块度,顶煤冒放性得到增强;开切眼中的顶煤、顶板截断爆破在顶板岩层中形成裂隙自由面,促使顶板提前弯曲、断裂,缩短初次来压步距。通过上述方法,初采阶段顶煤放出率由45%提高到75%,直接顶和基本顶初垮步距分别减小40.4%和36.6%,实现了顶煤的强制冒放和初次来压前的充分放出,有效提高了综放工作面初采阶段的顶煤采出率。     

“两硬”围岩薄煤层工作面矿压显现规律实测研究

针对寺河煤矿二号井IX4311"两硬"围岩(坚硬顶板和坚硬底板)薄煤层综采工作面的地质条件,采用超前支柱监测、煤体应力监测等技术,研究分析了该工作面采场支承压力分布规律特征,并结合该工作面矿压现场监测数据,对IX4311薄煤层工作面矿压显现规律进行了分析研究。研究结果表明,寺河煤矿二号井IX4311薄煤层工作面基本顶初次来压步距为26.8 m,周期来压步距平均为17.8 m,动载系数普遍较小;超前支承压力峰值位置位于煤壁前方1~8 m处,来压强度较低,对类似条件工作面的安全高效回采提供了参考和指导。     

放顶煤工作面矿压显现规律数值模拟分析

为进一步了解晋能控股装备制造集团某矿放顶煤工作面采煤作业矿压显现对顶板及工作面的力学作用及造成的顶板及工作面的变形情况,采用数值计算软件FLAC3D来对放顶煤工作面进行了分析,创建了数值计算模型,确定了数值计算参数,模拟分析结果表明:在进行放煤作业时,该防顶煤工作面煤壁前方的超前支承压力范围会变大,支承压力峰值会出现提前现象;在工作面不断推进的过程中,煤壁前方的应力集中系数也会变大,支承压力峰值会出现前移现象;放顶煤工作面煤壁的上部位移、中部位移以及下部位移会出现不同步现象,具体主要为中部位移及上部位移较大、下部位移较小,煤壁片帮现象易出现在煤体的中上部位置,应加强支护煤体的中上部;该放顶煤工作面初次来压步距为32m。     

顶底板双软型薄煤层工作面矿压显现规律分析

针对顶底板双软型薄煤层综采过程中围岩控制难度大的问题,建立了顶底板双软型薄煤层围岩变形力学模型,并结合现场实际条件,采用FLAC3D数值模拟分析顶底板双软型薄煤层开采过程中围岩塑性区、围岩垂直应力、煤壁前方支承压力的变化规律,得出薄煤层综采时的围岩破坏机理。赵官煤矿1705E工作面实测矿压结果表明:直接顶初次垮落步距为18.2 m;基本顶初次垮落步距为37.8 m,周期来压步距平均为16.0 m;煤壁支承压力在煤壁前方13 m左右明显增大,影响范围为0~25 m;巷道两帮最大移近量为300 mm;巷道顶、底板最大变形量分别为900、500 mm,围岩变形实测数据与数值模拟结果相吻合。     

超长工作面综放开采矿压显现规律研究

在超长工作面综放开采过程中,由于工作面长度增加使采场倾向各部的矿压显现规律存在差异,以平朔井工一矿19106工作面为工程背景,利用弹塑性理论和数值模拟对超长工作面综放开采矿压显现规律进行研究。结果表明:理论计算工作面超前支承压力峰值为18.7 MPa,峰值距煤壁距离为16 m;模拟结果工作面倾向上部、中部、下部超前支承压力峰值强度分别为18.32、18.64、17.81 MPa,与理论计算结果基本一致,其影响范围分别为70~95 m、75~100 m、67~93 m;同时根据采场基本顶塑性区破坏范围及形式和现场实测数据,确定了顶板初次来压步距范围及工作面周期来压步距。