特厚煤层综放工作面侧向支承压力分布研究

为解决塔山矿区段煤柱造成资源浪费严重、巷道矿压显现强烈等问题,采用相似模拟的方法对特厚煤层综放工作面回采后侧向支承压力分布特征进行研究,为塔山矿沿空掘巷煤柱留宽度优化设计提供理论依据。结果表明:塔山矿8206工作面煤体侧向支承压力影响范围为60~70 m,其应力降低区范围为11 m,应力峰值为41 MPa,位于煤壁内30 m处,应力集中系数为3.3;侧向支承压力影响范围为60~70 m。相似模拟结果与极限平衡理论计算结果、现场微震监测结果一致,从而得出当煤柱宽度小于6 m时巷道处在应力降低区内,即区间煤柱宽度为6 m。     

特厚煤层综放面侧向支承压力分布的采厚效应

为解决同煤塔山矿区段宽煤柱造成的资源严重浪费、回采巷道矿压显现强烈等问题,采用极限平衡理论分析并运用CDEM数值模拟软件,对特厚煤层综放面侧向支承压力分布与釆厚间的关系及8206工作面侧向支承压力分布进行研究,为沿空掘巷小煤柱留设宽度提供理论依据。     

特厚煤层大型综放面超前支承压力实测研究

为了研究特厚煤层大型综放工作面超前支承压力的分布特征,以某矿大型综采放顶煤B907工作面为例,通过超前支承压力与超前巷道变形的现场观测,分析了超前支承压力的显现特征,并采用数值模拟进行了验证。结果表明:B907大型综放面因9#煤层厚度大、煤质较硬、埋藏较浅等原因,造成超前支承压力分布特征与一般地质条件下综采面不同,其超前支承压力影响范围达80.5 m,塑性区宽度7.2 m,应力集中系数1.48,巷道采动影响强烈区为工作面前方0~23 m。得出B907综放面平巷超前支护距离20~25 m是合理的。     

采空区侧向支承压力演化及微震活动全过程实测研究

为获取工作面回采过程中采空区侧向支承压力演化及微震活动全过程特征,利用双巷布置工作面外圈巷道布置煤层应力及微震监测装置,通过连续6个月监测分析发现：工作面回采后,采空区侧向53 m范围内煤层垂直应力不同程度调整,直至工作面后方300 m趋于稳定;采空区侧向煤层垂直应力走向上呈现出5个阶段性特征,在倾向上呈现5个区间性特征,基于实测数据得出了各阶段、各区间内煤层垂直应力及弹塑性演化规律。采空区周围微震分布呈现反“C”型,采空区边缘微震活动持续时间显著大于中部。背斜构造区采空区边缘顶板岩块更易铰接成稳定结构,出现滞后型动载荷。采空区侧向覆岩结构构成及活动性与前方差异明显,并导致了两个方向上的支承压力特征差异。将研究结论应用于煤柱宽度的优化、临空巷道掘进时机的确定、留巷动力灾害危险区域划定等。     

深井特厚煤层综放工作面支承压力分布特征的实测研究

为研究深井特厚煤层综放工作面支承压力分布特征,采用冲击地压实时监测预警系统对新巨龙矿井1301工作面走向及侧向巷帮煤体垂直应力进行了实测。研究表明：深井特厚煤层综放工作面走向支承压力峰值位置到煤壁的距离及巷帮煤体侧向支承压力峰值位置到巷帮的距离比一般工作面大;巷帮煤体侧向支承压力峰值出现在采空区后方;回采期间巷帮煤体垂直应力的变化沿走向可分为应力稳定区、应力升高区、应力峰值区、应力降低区、二次升高区和应力蠕变区。     

特厚煤层综放工作面端部结构及侧向支承压力演化机理

为揭示特厚煤层综放工作面侧向支承压力演化机理,以塔山矿8206工作面为工程背景,通过相似材料试验、数值模拟及理论力学分析,建立采空区端部覆岩运动模型,对采空区稳定前后端部结构特征及侧向支承压力演化规律进行研究。结果表明：采空区稳定前低位关键层以悬臂梁结构存在,高位关键层形成砌体梁结构,侧向支承压力峰值达41.6 MPa,影响范围68 m;采空区稳定后,低位关键层悬臂梁结构破断,实体煤侧断裂贯通形成三角形滑移区,侧向支承压力峰值降低至32.09 MPa,但影响范围增加至99 m;悬臂梁破断后块体的稳定性主要取决于破断块体的高长比、破断角以及摩擦面之间的摩擦因数;三角形滑移区破断稳定后部分载荷转移至采空区是侧向支承压力降低的根本原因,但受稳定前高侧向支承压力的影响,煤体塑性区范围扩大,致使稳定后侧向支承压力影响范围增大。     

特厚煤层综放开采载荷传递及内、外应力场形成机制

以芦子沟矿特厚煤层(25m)综放工作面开采为研究背景,阐述了特厚煤层综放开采巷道沿空侧覆岩载荷传递机制,构建了侧向支承压力计算模型及计算公式。特厚煤层综放开采侧向支承压力中存在内、外应力场,相较中厚及厚煤层分层开采,特厚煤层综放开采内、外应力场呈现出新特点,内应力场范围和应力幅值相应增大,内应力场中也将出现高应力集中区,基于此提出了特厚煤层综放开采侧向支承压力的分区特征,为特厚煤层综放开采沿空侧巷道布置方式的选择及煤柱宽度的确定提供了依据。在芦子沟矿3107特厚煤层(25m)综放工作面开展区段煤柱留设的工程实践,现场应用效果良好。     

综放工作面侧向支承压力分布研究

布尔台煤矿42#煤层采用综放开采技术,工作面区段间留设25~30 m的宽煤柱,造成资源浪费。为节约煤炭资源,消除由于煤柱引起的灾害,决定采用沿空留巷方式。为掌握采空区侧向支承压力分布对沿空巷道的影响,通过理论分析建立沿空巷道围岩结构力学模型,确定了沿空巷道位置处的应力值。     

特厚煤层综放开采地表沉陷规律实测研究

为研究近浅埋深、中厚基岩、特厚煤层综放开采地表沉陷规律,在东坡煤矿914工作面地表建立地表移动观测站进行了观测。经对测得的数据分析,得到一套完整的地表沉陷预计参数和角量参数,分析了该地质采矿条件下角量参数与动态变形特征。结果表明:东坡煤矿下沉系数、水平移动系数、主要影响角正切、开采影响传播角分别为0.74、0.25、2.95、86.5°;在特厚煤层综放开采条件下,地表移动的初始期较短,活跃期内地表下沉速度大,移动剧烈,地表下沉量占总下沉量的比例大。在近浅埋深、中厚基岩条件下,特厚煤层综放开采地表沉陷规律具有其特殊性。     

特厚煤层综放开采停采煤柱优化的研究

综放工作面停采煤柱的宽度影响着煤炭资源回收及盘区大巷的稳定性,以塔山煤矿8110综放工作面为工程背景,通过超前支承压力极限平衡理论计算,FLAC~(3D)数值模拟分析,结合现场实测的分析,对综放工作面停采煤柱的宽度进行优化,在保证盘区大巷稳定的前提下,提高煤炭资源回收率。     

采空区积水下急倾斜厚煤层水平分层综放开采安全性分析

第四系沙砾含水层及采空区积水是梅河矿区急倾斜特厚煤层残采区综放安全复采的主要威胁,也是亟待解决的重要问题。以三井5109区为研究区域,在对采空区积水瞬变电磁探测和对急倾斜特厚煤层水平分层覆岩破坏高度预计的基础上,对F4断层留设了足够的隔水煤柱,并针对岩层移动规律,求算出工作面采动影响波及到的采空区积水区的范围,评价结果认为：在回采前要确保采空区积水降至+172 m标高以下方能保证安全开采。     

厚煤层小煤矿采空区充填综放复采关键技术

为了使综放工作面遇小煤矿采空区不搬家倒面,提高煤炭采出率,对工作面前方小煤矿采空区实施有限充填加固,使综放工作面能直接回采通过该采空区,为此,提出了人工项板承载关键层理论,并设计计算出其厚度不小于5m;试验选用了抗压强度为5．59-7．43MPa发泡水泥和抗压强度1．93-3．95MPa的瑞米充填材料作为人工顶板材料,其力学性能可满足要求;采用分层注浆充填方法,使充填材料与实体煤得以充分胶结,形成整体。试验结果表明：采用该技术,回采工作面用25d复采完126in长的小煤矿采空区,多采出煤炭近100万t,成功地实现了工作面在厚煤层小煤矿采空区直接推过的安全高效复采。     

特厚煤层综采工作面矿压显现规律研究

为了研究特厚煤层综采工作面矿压显现规律,以小庄煤矿40201工作面为背景,采用数值模拟研究了开采工作面顶板破坏特征。通过现场监测分析了工作面沿倾向和走向液压支架工作阻力,同时与经验公式计算结果进行对比确定了支架工作阻力。结果表明：40201工作面初次来压步距在33.6～46m之间波动,周期来压步距平均21.0m,采动影响系数平均1.42|基于经验公式确定的工作面顶板荷载为0.94MPa,小于支架工作支护强度1.28MPa|40201工作面选用的ZF13000/21/40支架满足生产需求。     

大同矿区特厚煤层综采放顶煤技术

针对大同侏罗纪的坚硬顶板与坚硬煤层特殊条件,通过对预采顶分层处理坚硬顶板然后再综放开采下部煤层,在顶煤中布置工艺巷对顶煤和顶板实施弱化破碎控制技术等试验,研究了侏罗纪煤层硬煤冒放和顶板控制的理论技术,实现了"两硬"特厚煤层条件下的综采放顶煤的安全开采.同时,对于大同矿区石炭纪的煤层厚度大、结构复杂、受火成岩侵入等难题,采用高精度微地震监测系统和全景式数字钻孔电视等技术,初步掌握了顶煤与围岩的运移规律,开发了专有综放技术及装备.     

坚硬厚煤层综放工作面提高初采顶煤采出率试验

针对红会一矿1501综放工作面煤体坚硬、节理裂隙不发育，、煤层厚度大、工作面走向短的实际状况，在工作面架后实施爆破切槽，布置辅助切眼，并从其内布设扇形深孔进行爆破强制放落顶煤和切断顶板。试验表明，这种方法完全可行、效果明显。     

余吾煤业厚煤层低位放顶煤综放开采技术

通过对余吾煤业3号煤层赋存特征及现场实践经验进行分析,确定该矿 S2205 工作面采用综采放顶煤的采煤方法及其回采工艺并选定了配套设备,指出可采用支架反复支撑顶煤,增大其破损度;增大工作面倾斜长度,降低初采损失、末采损失和端头损失;采用单轮间隔放煤方式并确定该工作面合理的放煤步距为O.8 m等有效途径提高煤炭采出率.同时,采取了一系列安全保障技术措施,有效地治理了工作面瓦斯、防治了煤层自燃、显著降低了工作面煤尘,从而保证了工作面安全高效开采.     

厚煤层综放工作面旋转回采技术研究

 依据朱仙庄871综放工作面地质条件和旋转回采技术参数,利用数值模拟和现场钻孔电视的方法,对厚煤层综放工作面旋转回采技术进行了深入地研究,揭示了旋转段围岩力学特性。拐角处围岩应力集中较大,旋转拐角处煤体以及上覆一定范围内的顶板裂隙高度发育。     

采空区下综放工作面不规则开采技术研究

为了开采位于采空区下的工作面,设计规则布置和不规则布置2种工作面布置方式。以蒋庄煤矿3下606工作面为背景,采用规则布置工作面时,需要保留至少5 m的保安煤柱,在回采过程中需要合茬延长工作面3次、缩面2次,造成4块三角煤的丢失。不规则布置可以回收因躲避断层而丢失的煤炭,保证综采工作面的可开采储量,减少搬家次数。综合考虑经济效益、社会效益及特殊环境下的开采技术,最终选择不规则布置工作面方式,实现了资源回收率、经济效益及社会效益的提升。     

厚夹矸煤层分层综放与合层综放经济效益对比分析

 摘要：本文结合淮北芦岭煤矿,以技术经济为基础,基于了采煤直接成本与洗选成本的综合成本,对比分析了分层开采与合层综放开采之间的差异,同时考虑到开采效率不同的资金动态效益,得出了合层综放开采具有综合效益的优势,指出合层综放可作为芦岭矿合适区段的首选工艺。     

大同矿区特厚中硬煤层综放顶煤运移规律研究

针对塔山煤矿采高4.5 m、放煤高度10.5 m的特厚煤层,采用相似材料放煤试验和PFC3D软件对一刀一放开采时不同放煤方式(单轮顺序放煤、单轮间隔放煤、多轮间隔放煤、第一轮顺序第二轮间隔)的放煤过程进行了分析,获得特厚煤层大采高放顶煤开采的基本规律及最优的放煤方式,为大采高特厚中硬煤层放顶煤开采实践提供了指导。