平岗煤矿不等长工作面矿压显现规律研究

在煤矿实际生产中受地质构造影响工作面会呈现不等长,为了解不等长工作面顶板运动规律,在综采支架上安装连续记录智能化压力仪表记录液压支架立柱的压力变化。矿压观测数据经过理论分析可知,随着回采工作面长度不断加大,工作面液压支架立柱平均压力随着增大,而顶板周期来压步距呈逐渐减小的趋势。当工作面长度增大到一定长度后,工作面平均压力和周期来压步距将趋于一个稳定值,这为不等长工作面进行顶板控制设计提供依据。     

大采高加长综采工作面矿压显现实测研究

利用支架数据监测软件,记录02212综采工作面从初采到贯通阶段支架压力的动态数据,用Excel软件制成顶板压力分布示意图,通过压力的变化,确定老顶初次来压和周期来压步距,从而弄清2-2煤顶板来压规律,为大采高加长综采工作面顶板管理提供较为可靠的技术数据依据。     

三软条件下矿压规律及顶底板特征研究

郭村煤矿对1204工作面顶板活动规律进行了研究。研究表明:1204工作面周期来压规律不明显,工作面前方20m以内的回采巷道受超前支承压力影响,超前支承压力峰值区在工作面前0~8m,工作面初撑力普遍较小,工作面老顶属于I级顶板老顶来压不明显,直接顶为Ib类不稳定顶板。     

祁东煤矿南部采区首采面矿压显现规律实测研究

为了掌握祁东煤矿在厚泥岩顶板及长工作面条件下的矿压显现规律,对其南部采区首采面6163进行矿压观测及分析,主要包括工作面不同阶段的来压规律、超前支承压力分布规律等。根据现场实测分析得出工作面顶板呈现分区域破断,厚泥岩顶板的垮落对于矿压显现有缓和作用,工作面周期来压步距24.5 m,风巷超前影响范围51 m,机巷超前影响范围63 m。     

综采与综放工艺条件下采场矿压特征分析

基于相同顶板条件下,综采工艺与综放工艺的平均矿压显现特征差异,为给支架选型与顶板管理提供基础依据,以某矿217工作面为例,采用支架压力记录仪实时记录支架工作阻力,结合工作面矿压显现进行顶板来压特征分析。通过分析放煤阶段和不放煤阶段的支架阻力变化,研究综采与综放工艺的顶板来压特征之差异。研究结果表明：与综采工艺相比,综放工艺支架阻力显著增加,动载系数1.30～1.41,顶板来压强烈,基本顶周期来压步距从平均22 m减小到平均11 m,明显减小。在倾斜方向上,中部基本顶来压最强烈,其次是下部、上部,工作面周期来压较强烈。     

大采高工作面支架阻力确定及顶板运移规律的采厚效应分析

针对大采高工作面顶板运移规律及工作面支架阻力确定问题,以某矿15101工作面为工程背景,建立了采场力学模型,对支架的工作阻力进行了合理确定。采用理论分析和UDEC数值模拟,研究了大采高工作面顶板运移规律。研究结果表明:随着大采高采场的不断推进,顶板破断后,基本顶形成"砌体梁"结构;在不同采高下,随着采高的增加,工作面的初次来压步距也随着加大,顶板稳定性变差,顶板压力增加,超前支承压力增大且峰值前移,影响范围增加,矿压显现更加强烈;15101工作面的初次来压步距为35.12 m,工作面支架的额定工作阻力为9 100 k N。     

综放开采超前平巷中奇异矿压显现规律

针对兴隆庄煤矿一采区1303综放工作面超前平巷发生奇异压力的现象,采用关键层理论对在采动过程中的上覆岩层运动规律进行了详细的力学分析,研究了它们的运动特征、破断步距、断裂位置、断裂方式以及对工作面及其超前平巷的来压规律,对比分析了该工作面矿压实测数据与理论研究成果.结果表明,1#顶板岩层对工作面及超前平巷压力影响都很小,2#顶板岩层主要影响工作面矿压显现,而对超前平巷影响较小,3#顶板岩层对工作面压力影响较小而对超前平巷的矿压显现有较大的影响.放顶煤开采增大了3#顶板的运动空间,超前平巷的矿压显现具有周期性.1303综放工作面超前平巷发生的奇异压力现象是3#顶板和2#顶板岩层共同来压作用的结果.     

基于统计分析法的工作面来压预测研究

为解决酸刺沟105-2工作面末采期间压力大不利于回撤问题,对该工作面进行了矿压监测,并基于统计分析法对工作面来压进行预测研究。结果表明:该工作面周期来压可划分为3个阶段:压力缓和阶段、压力升高阶段和大面积来压阶段。安全阀开启率、工作面平均工作阻力及加权工作阻力曲线变化趋势基本一致,属于顶板压力显现强度正相关的参数,可通过工作面支架工作阻力状态评价顶板压力显现程度,并根据相关参数的拟合公式对后续来压参数进行预测。     

顶板来压识别与预测的复合小波神经网络方法

回采工作面支护阻力实测是我国矿压常规观测的主要内容，实测压力曲线记录了矿压的变化。结合单体支柱工作面矿压观测数据，应用复合小波神经网络方法对回采工作面基本顶来压进行了识别和预测，可有效地实时预测顶板来压特征来压步距与来压强度。     

数值模拟确定巷道变形规律的研究

矿井生产过程中,顶板周期性来压对矿井生产的危害特别大。通过模拟在综采过场中一次采全高的生产过程。通过对巷道顶板竖直方向上的压力及其位移分析,得出随工作面推进过程中,随着工作面的周期性来压,巷道的破碎情况。结合理论计算,为矿井生产,提供理论指导。     

不规则采场应力分布特征的面长效应

为了研究煤层开采过程中采场覆岩破坏与超前应力之间的关系,采用FLAC3D软件对不同面长条件下采场前方支承压力与水平应力的分布特征和动态演化过程进行数值模拟,并从理论层面分析了不等长工作面力学效应与岩层活动存在的规律。结果表明:工作面推进长度直接影响采场前方的应力分布,当工作面推进到"见方"期或推进距离是工作面斜长的整数倍位置时,应力急剧增大;采场覆岩的变形与破坏是水平应力和支承压力共同作用的结果;不规则工作面推进过程中,在对接面前后20~30 m的范围内应力过度集中,数值波动较大;等长工作面在顶板管理与围岩控制效果方面较不等长工作面有着明显优势。工程实例验证了结论的可靠性。     

桑树坪二号井综放工作面顶板来压规律分析

针对桑树坪二号井综放工作面在现场实际中,相同几何尺寸、回采工艺的采煤工作面出现来压步距不同现象,为提高井下人员的工作安全,指导工作面顶板支护,开展了顶板压力作用显现规律探究。结合矿压在线监测设备,选取了矿井不同采区相同切眼长度的两个工作面,跟踪收集了不同年份3个月相近时间段的连续数据,分析顶板来压规律及影响因素。结果表明,煤层上覆岩层岩性不同,导致工作面初次来压步距及周期来压步距均出现不同,顶板硬岩厚度越厚,来压步距越大,且来压显现越明显;同时,针对来压期间顶板管理工作,提出了防范措施,为矿井安全生产提供了重要保障。     

浅埋煤层房柱式采空区下长壁开采矿压显现特征

以鄂尔多斯地区浅埋煤层房柱式采空区下煤层长壁开采为主要研究对象,通过理论分析、现场矿压实测等方法,得出房柱式采空区上部覆岩在一定的采高范围内存在叠合梁结构,并且上位基本顶结构为固定梁,下位基本顶结构为悬臂梁,房柱式采空区煤柱及以下顶板构成直接顶;在上位固定梁的回转力矩作用下,下位悬臂梁周期性折断,其动载荷通过房采区煤柱传递给采场支护结构。上位悬臂梁与下位悬臂梁失稳的不同周期性,会引起工作面周期来压的不等距和来压强度的不等强性,是长壁采场支架失稳的主要原因。     

条带煤柱膏体充填开采覆岩结构模型及运动规律

以岱庄煤矿2351膏体充填工作面为例,研究了条带煤柱膏体充填开采覆岩时空结构模型及运动规律。结果表明：随着工作面的推进,覆岩由“C”型空间结构逐渐转化成不等高支撑的铰接岩梁;工作面的直接顶板即为基本顶,初次来压步距33.6 m,前4次周期来压步距分别为18.3、8.8、13.7、9.0 m;覆岩重力主要作用在工作面前方煤壁和充填膏体上,顶板超前应力和影响范围较小,主要影响范围小于15 m;2351工作面在现行工艺技术条件下,最大合理控顶距为8.8 m,充填支架合理工作阻力为27 MPa、合理初撑力为21 MPa。     

薄基岩浅埋旺采工作面覆岩运移特征研究

 为了掌握薄基岩浅埋旺格维利法回采工作面覆岩运移特征,以神东公司榆家梁煤矿42216旺采工作面为研究对象,通过理论计算和现场监测等技术手段,得到适合神东矿区自身特点的线性支架压力监测、顶板下沉和片帮观测和地表移动监测方案,提出薄基岩浅埋旺采工作面的极限悬顶面积的计算方法,结果表明,旺采工作面在开始回采时,顶板压力显现不明显,随着悬顶面积的增大,顶板压力极不稳定,压力时大时小,当直接顶经强制放顶或自然垮落后,顶板压力逐渐趋于稳定,随着短壁工作面向前推进,顶板压力呈现周期性特点;旺采工作面地表塌陷具有突然性、台阶状的特点。     

高承压野青工作面矿压显现与水压力变化关系研究

九龙矿15449S综采工作面位于矿井北五采区,该区域开采条件复杂,该采面与普通采煤工作面采动应力的主要差别是顶板,因坚硬顶板不易破断,周期来压强烈,且处于高承压水上,采动应力变化规律不明显。工作面在开采过程中来压时间间隔最小3 d,最大36 d;来压步距间隔最小2.85 m,最大17.4 m。来压时间和步距都很不规律,难以准确预测。针对这一问题,通过分析15449S工作面回采期间工作面山伏青观测孔水位及矿压之间的关系,找出矿压与水压之间的变化规律,为今后野青工作面顶板来压预警和安全回采提供了经验。     

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。     

大倾角大采高综采面倾向长度尺度效应分析

以大倾角大采高综采为背景,通过理论分析、相似模拟和现场实测,对大倾角大采高综采基于工作面倾向长度尺寸效应导致的围岩灾变机理进行了分析,研究认为大倾角煤层直接顶和基本顶运动的不协调性使得控顶难度加大,工作面直接顶沿倾向可分为充填稳定段、易溃屈段和滑移段结构,相应矿压显现特征则呈现典型的“弱-强-弱”分布,即溃屈段为矿压显现最强烈区域,也是影响矿压显现的主控因素,对于特定赋存条件大倾角煤层,其工作面长度存在“临界尺寸”,工作面支护强度的确定除满足直接顶岩层岩法向方向的自重和部分基本顶载荷外,还需满足上部直接顶滑移产生的附加载荷,其中阻止溃屈段顶板的离层是支护强度确定的主要依据。     

高瓦斯综放工作面顶板深孔预裂爆破技术应用

余吾煤业S2206高瓦斯综放工作面基本顶岩层厚度大、致密坚硬,初采时易形成大面积悬顶,突然大面积垮落时,易造成工作面矿压显现剧烈、瓦斯骤然升高等问题,基于此,提出对S2206工作面进行初采前顶板弱化,并通过开切眼深孔预裂爆破,预先破坏开切眼顶板的完整性,缩小了顶板初次垮落步距,杜绝了这种顶板大面积来压隐患,同时提前回收了顶煤,实现了S2206工作面安全、高效生产。     

采前加固锚索断裂原因分析及防范措施

针对潘三矿1632(3)工作面运输巷发生的一起锚索断裂导致死亡事故,结合工作面开采布局、巷道支护方案和工作面回采前加强支护措施,总结并分析了断锚处巷道矿压显现特征。通过分析相邻工作面回采后侧向支承压力的影响范围,两帮支护对巷道围岩稳定的作用及巷道顶板的运动对锚索的破坏机理,找出了锚索断裂的原因:该工作面运输巷布置位置设计不合理,巷道布置于上一工作面回采引起的侧向应力集中区;两帮未能采取有效的支护措施,尤其是支护刚度严重不足,在工作面超前支承压力的影响下,帮部锚杆未能发挥应有的效能,增加了巷道顶板跨度,加剧了顶板离层;顶板运动形成对锚索的拉力及剪切力共同作用致使其破断。最后,提出了防范回采工作面巷道顶板锚索破断的保障措施:开采布局保障、设计底线保障、技术保障和组织保障,为类似工程条件下回采巷道的开采设计、使用和维护提供了参考。