综放工作面顶板运移规律的采厚效应

采用现场观测与相似模拟相结合的方法,对相同割煤高度、不同煤层厚度一次采全厚综放工作面的顶板运移规律进行了分析,结果表明:煤层厚度越大,围岩活动范围在综放工作面的横向与纵向越广,支承压力分布范围越大、峰值点前移,支承压力集中系数随采厚的增加而减小;当煤层厚度较小时,综放工作面来压强度比较缓和,但随煤层厚度的增大矿压显现逐渐增强,即综放开采一次采出的煤层厚度应有上限值。基于《煤矿安全规程》相关条款及综放支架工作阻力对采厚的影响,提出了综放开采上限值的确定方法。     

综放开采合理割煤高度确定

为确定综放开采合理的割煤高度,采用理论分析和FLAC3D数值模拟的方法,研究了不同割煤高度对煤壁片帮深度、顶板位移、工作面超前支承压力的影响。研究结果表明:片帮深度与割煤高度成正比,采高越大,片帮程度越剧烈。顶板水平位移和垂直位移在采高小于4.5 m时,随采高增大缓慢增加;采高大于4.5m时,随采高增大增幅显著增大,即割煤高度4.5 m可以有效控制顶板。支承压力峰值随采高增大而增大;不同模型采高,超前支承压力影响范围均为煤壁前方90 m左右。割煤高度4.5 m时,煤层采出率为82.12%~85.08%,达到国内综放开采采出率的较好生产水平。因此,建议综放开采合理的割煤高度为4.5 m。     

浅埋两硬煤层综放面支承压力分布规律研究

为研究浅埋两硬煤层综放面支承压力的分布特征,用钻孔应力计对安家岭矿4102工作面回采巷道两侧煤体内的应力进行了实测。研究表明:浅埋两硬煤层综放面超前支承压力、后方支承压力及侧向支承压力的影响范围较大,超前支承压力峰值位置到煤壁以及侧方支承压力峰值点到煤柱侧帮的距离都较小(3~4m),这是与普通煤层综放面超前支承压力峰值点前移及侧方支承压力峰值远离巷帮的规律不同之处,侧方支承压力峰值出现在工作面后方,在工作面采动影响稳定后,煤柱侧巷帮煤体内会出现明显的破碎垮落区、塑性区和弹性区。     

厚煤层综放开采技术的动压控制机理

鉴于冲击地压对深部厚煤层工作面安全高效生产具有严重的影响性,采用RFPA2D数值模拟软件研究综放工作面采场周围支承压力的分布规律,分析综放开采对于有冲击危险性厚煤层的动压控制机理。研究表明,对于具有冲击危险性的厚煤层采用综放开采是有利于冲击地压防治的[1],在采用放顶煤开采方法时形成的"高位结构"改变了支承压力在煤层上的分布形态,支承压力的范围明显扩大,从而达到对采场周围动压显现的控制目的。     

厚煤层综放开采技术、采场矿压与支承压力分布规律研究

综放开采技术是煤矿企业实现高产高效的煤炭生产工艺。只有掌握和解决好综放开采过程中面临的一些关键技术和主要环节,包括:综放采场矿山压力,煤层顶板条件和结构,顶煤介质属性的变化、工作面煤体内支承压力分布规律、顶煤运移和破坏规律,顶板管理,架型选择,煤层的采高比等控制技术,才能确保煤炭生产企业的安全生产,从而有效提高综放开采的煤炭回采率。     

工作面支承压力采厚效应解析

在建立的支承压力分布黏弹性损伤模型基础上,对工作面煤壁前方及侧向实体煤的支承压力分布进行了解析.研究结果表明,支承压力分布与一次开采煤层厚度相关,其峰值大小与一次采厚成反比,峰值距煤壁的距离与一次采厚成正比,即随一次采厚的增加,支承压力分布范围增大,而峰值强度降低;侧向支承压力分布与时间具有一定的相关性.     

浅埋深薄基岩综放工作面超前支承压力分布规律的埋深效应

采用数值模拟的方法,研究了煤层埋藏深度对浅埋深、薄基岩、厚松散层特厚煤层综放开采超前支承压力的影响,研究结果表明:随着煤层埋藏深度的增加,综放工作面超前支承压力峰值大小和峰值距煤壁的距离呈对数增加,而支承压力集中系数呈线性减小。煤层埋藏深度的增加有利于顶煤的破碎,进而间接提高了特厚煤层采用综放开采的采出率。     

近距离煤层大采高综放开采顶煤冒放性分析

针对近距离煤层大采高综放顶煤冒放性这一核心问题,理论分析了近距煤层上位煤层未采、上位煤层已采煤体的损伤力学特性,模拟了2种情况下顶煤体的支承压力分布规律、顶煤体裂隙发育及顶煤体破断特征。研究表明:顶煤体的冒放性可用顶煤体损伤程度表示,与顶煤体的原始裂隙和采动支承压力有关;与上位煤层未采相比,上位煤层开采一方面增加了下位煤层顶煤体的原始裂隙,另一方面加大了下位顶煤体所承受的支承压力,从而提高了顶煤体的冒放性。     

千米深井大采高采场围岩应力分布规律数值分析

煤矿深部开采的应力集中异常突出,以唐口煤矿1305工作面为例,利用FLAC3D有限差分软件对千米深井大采高采场围岩应力分布规律进行数值分析。模拟结果表明:1305工作面回采时,在采空区四周煤体内形成对称的"双肺"状支承压力影响区;随着工作面推进,采场支承压力峰值及采空区上覆岩层破坏高度逐渐增大,工作面见方后,采空区顶板破坏高度与超前支承压力峰值变化趋于稳定,支承压力最大峰值约为72MPa,应力集中系数k为3.0;工作面煤壁前方与采空区两侧煤体内支承压力峰值随工作面推进向深部转移,且支承压力影响范围逐渐增大,压力峰值与工作面煤壁之间的距离基本保持在8~15m范围内。     

综放面超前支承压力与影响因素关系分析

为了分析某矿2301S综放面超前支承压力分布规律,以确定巷道超前支护参数,建立了数值模拟模型,分别模拟了不同埋深、不同采高、不同煤层硬度条件下工作面超前支承压力分布规律。结果表明,埋深越大、采高越大,支承压力峰值及影响范围也越大,煤层硬度越大,矿压显现越剧烈,但支承压力峰值距煤壁距离及影响范围却减小。     

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。     

厚煤层综放开采设备选型及配套探讨研究

在分析影响综采放顶煤工艺设备配套及选型因素的前提下,对厚煤层采用综采放顶煤技术的主要设备进行选型分析,确定出选型要求和原则,特别总结出了三种不同煤层地质条件(急倾斜特厚煤层、缓倾斜中硬厚煤层、倾斜厚煤层)综放开采液压支架的选型原则;阐述了综放工作面主要设备配套要求,可为厚煤层综放开采设备选型及配套提供参考.     

采高对工作面及围岩应力壳的力学特征影响

以谢桥矿1151(3)综放工作面工程地质和开采技术条件为背景，应用实验室相似材料模拟和计算机数值模拟（FLAC3D），对不同煤层厚度采场围岩应力分布规律进行系统的分析和研究，获得了采场围岩宏观应力壳力学特点和变化规律，即随开采煤厚的增大，应力壳的几何高度增加，壳基应力降低，分布范围增大且离工作面煤壁越远；揭示了煤层厚度对该力学特征的影响和综放与综采工作面及围岩宏观应力壳力学特征的差异，也正是综放工作面矿压显现不同于综采工作面的根本所在. 表明合理调整开采厚度和采场结构可改善采场围岩宏观应力壳的动态平衡，对保护工作面、减小矿山压力影响和显现有积极作用.     

综放开采冒落带特征探测研究

本文以鲍店煤矿1310综放工作面为研究对象,采用钻孔基点位移、钻探等综合方法,对中硬覆岩厚煤层综放开采冒落带特征进行了探测,获得了综放开采条件下冒落带发育特征,研究成果对于提高资源回收率及矿井安全生产具有重要意义.     

Similar material simulation research on movement law of roof over-lying strata in stope of fully mechanized caving face with large mining height

Similar material simulation test was carried out in a geological model of W_9–15101 fully mechanized caving face with large mining height in the Liuhuanggou Colliery, in Xinjiang Uigur Autonomous Region. The roof overlying strata movement law in the stope of a fully mechanized caving face with large mining height was studied and show that the roof overlying strata in the stope of a fully mechanized caving face with large mining height can be formed into a stable arch structure; the fracture rock beam is formed resembling a “bond beam”, but it has essentially the structure of “multi-span beams” under the big structure of the stable arch. The roof overlying strata movement law in the stope of a fully mechanized caving face with large mining height is similar to that of the common, fully mechanized caving stope, which is determined by the deformation and instability of the structure of “multi-span beams”. But because of the differences between the mining heights, the peak pressure in the stope of a fully mechanized caving face with large mining height is smaller while the affected area of abutment pressure is wider in the front of the working face; this is the obvious difference in abutment pressure between the stope of a fully mechanized caving face with large mining height and that of the common.     

薄基岩综放采场直接顶结构力学模型分析

为深入研究薄基岩综放采场矿压显现规律,以山西潞安矿业集团司马煤矿薄基岩区厚煤层开采为研究背景,采用数值模拟、理论分析、现场实测等方法对薄基岩综放采场直接顶结构特征进行了研究,建立了薄基岩综放采场直接顶结构力学模型,分析了直接顶“半拱”式平衡结构的形成机理和破断规律。结果表明：根据司马矿薄基岩区直接顶厚度和岩层性质不同,将直接顶划分为Ⅰ型和Ⅱ型两种类型;采高6.5 m,直接顶厚度大于15 m时,容易形成“半拱”式平衡结构,采场矿压呈现出来压步距短、静压大、动压小、动载系数小等特征,“半拱”结构有规律的破断失稳是薄基岩综放工作面矿压显现的根源,该结论解释了司马煤矿薄基岩综放采场的矿压显现规律。     

近距离煤层下层综放工作面压架机制研究

以大佛寺煤矿40109综放工作面在近距离煤层重复采动过程中出现的压架事故为研究对象,利用顶板灾害监测预警系统掌握40109工作面在回采过程中周期来压规律,结合40109工作面工程地质条件分析以及顶板涌水情况可知,上煤层回采扰动、下层厚煤层开采以及矿井水侵蚀造成的40109老顶破断-失稳是压架事故发生的主要原因。后期通过加强对40109综放工作面顶板的合理管理,有效预防了压架事故的发生,保证了该工作面的安全快速回采。     

易自燃煤层综放开采采准巷道支护技术研究

采准巷道支护问题一直是矿井研究的课题之一。结合耿村煤矿易自燃煤层的开采条件，提出了控制、减小采区上山巷道变形的具体措施；研究指出易自燃煤层综放开采回采平巷变形破坏的主要原因是：上方小煤矿开采后造成底部回采平巷积水，国岩软化后巷内基本支架钻底，支架工作阻力低。认为应将全煤回采平巷布置在煤层底板煤矸互叠层上方，并采用加强支护措施，以保证巷道的正常使用。研究成果已在耿村煤矿综放开采中得到了推广实施，取得了预期效果。     

坚硬特厚煤层顶分层综采工作面支承压力分布特征研究

结合陕西彬长矿区大佛寺煤矿具体工程地质条件,采用数值分析和现场实测的方法分析了坚硬特厚煤层顶分层大采高综采工作面支承压力分布规律。结果表明,坚硬特厚煤层顶分层综采工作面支承压力分布特征与一般工作面相比存在较大差异,可为工作面围岩控制、回采巷道合理布置及煤柱尺寸确定提供依据。