基于微震和应力监测的支承压力分布探测与应用

为研究纳林河二号矿井综采工作面支承压力分布特征,采用微震和应力在线监测技术对纳林河二号矿井31102工作面辅运顺槽煤体垂直应力进行了现场实测。研究表明,辅运顺槽超前影响距离约150 m,超前60 m左右进入剧烈影响区,工作面滞后影响距离约350 m,其中150～300 m为动压影响剧烈区;辅运顺槽一侧侧向压力峰值位于距离采空区18 m左右的煤柱内;超前工作面60 m至滞后工作面300 m范围内辅运顺槽应加强支护。现场应用实践表明该支护距离满足现场强矿压防治需要。     

应力监测系统监测采面超前支撑压力实践

在7192工作面轨道顺槽和运输顺槽的实体煤侧距离工作面煤壁20m以外,布置8台KSE-Ⅱ-1型钻孔应力计,随着工作面的推进观测距工作面一定距离时钻孔应力计的读数,用以分析测量工作面超前支承压力与采动的影响范围.     

采空侧压影响下巷道围岩变形规律研究

以某矿7306工作面侧向支承压力影响顺槽稳定性为背景,在关键层理论的基础上建立了力学模型,并通过数值模拟软件对工作面走向不同推进度围岩变形与工作面不同推采度巷道及煤柱变形破坏进行分析,通过总结得到了采空侧压和超前支承压力增加幅度大是造成400m处轨道顺槽围岩变形量大主因;埋深加大是造成600m处轨道顺槽围岩变形量大主因。     

回采巷道超前支护段应力分布及变形特征研究

根据寸草塔31204综放工作面回采巷道的地质及生产技术条件建立了FLAC3D数值计算模型,得到两顺槽在采掘影响下的围岩应力分布、顶板垂直位移和塑性区发育特征,得出超前支承压力与侧向支承压力的叠加效果决定了回采巷道超前支护强度与支护范围.其中,运输顺槽(实体煤巷道)的超前支护强度、支护距离均小于辅运顺槽(沿空侧巷道).     

某矿1604综放工作面合理长度模拟分析

为确定某矿1604综放面合理长度,结合FLAC3D软件,建立了工作面长度为150,200,250,300,350,400 m的6种数值模型,分析了工作面超前支承压力、工作面中部支承压力以及端头附近超前支承压力的分布特征。结果表明:工作面长度大于250 m后,前方支承压力变化趋于缓和;建议工作面长度保持在250～400 m,有利于提高顶煤的回收率,同时两顺槽超前支护距离应控制在0～20 m,工作面液压支架应及时补液,确保支架的工作面阻力。     

近距离煤层群同采工作面合理错距研究

为确定极近距离煤层群同采工作面的合理错距,运用理论分析、数值模拟相结合的方法得出两工作面错距在40～45 m时,下位工作面既能避开上工作面超前支承压力的影响又能有效维护顶板的完整性。并通过对下位煤层工作面超前支承压力的观测分析进行了验证。     

深部采煤工作面支承应力分布规律的采厚效应研究北大核心

采用理论分析、数值模拟和现场观测相结合的方法,对高家堡煤矿41103工作面深井煤层开采厚度变化过程中支承应力的分布规律进行了研究,结果表明:煤层由厚变薄条件下煤体的超前支承应力峰值位于工作面前方13 m左右,受采掘活动影响的超前距离为58 m;采厚变化区域应力变化速率加快,超前支承应力峰值增大,由38.7 MPa增加到46.2 MPa;工作面侧向支承应力峰值位于工作面前方12 m处的巷帮深部5～11 m内,应力集中系数达到2.4,需在超前支护的基础上在工作面前方12 m区域内加强支护。     

霍尔辛赫3207大采高工作面上覆岩层运移数值模拟分析

为了解决霍尔辛赫煤矿松软破碎顶板厚煤层开采存在的问题,以确保3207大采高工作面的顺利安全回采,基于采煤工作面上覆岩层运移规律,结合霍尔辛赫3207大采高工作面现场实际情况,利用FLAC3D软件对3207工作面超前支承压力、工作面滞后应力状态及推进速度对煤壁片帮的影响进行了数值模拟分析,得到了3207工作面上覆岩层运移规律。研究结果表明:3207工作面超前支承压力峰值位置距离工作面6~7 m,滞后支承压力峰值位于工作面煤壁后方10~14 m;3207工作面推进速度越慢,煤壁拉应力破坏区和剪应力破坏区就越大,发生片帮的概率增大。     

浅埋煤层超前支承压力分布规律研究

山西某矿区浅埋煤层回采过程中,对工作面超前支承压力影响范围和程度难以准确估计。为了确定浅埋煤层超前支承压力分布规律和影响范围,为工作面超前支护范围与强度提供依据,采用现场实测方法,在工作面顺槽布置应力监测仪器,对浅埋煤层回采工作面超前支承压力进行跟踪监测,并研究超前支承压力与工作面推进距离关系。研究表明:沿工作面走向且超前工作面8 m范围内为采动影响剧烈区,8~24 m区域为采动影响明显区,24 m以外区域为采动影响轻微区;煤柱内的超前支承压力强烈影响范围小于9 m。     

采场前支承压力分布特征及应力峰值位置综合研究

根据顾北煤矿12323工作面实际情况,运用FLAC3D软件建立工作面开采数值模拟模型,研究了工作面前支承压力分布形态及应力峰值的位置。结果表明,数值模拟应力峰值的位置与理论计算、现场实测的位置基本一致;应力峰值位置在工作面前方16 m左右,支承压力的影响范围在工作面前方60 m左右,可为超前支护距离的确定提供依据。     

辛置煤矿2-104综放工作面顶煤运移规律及矿压特征研究

为充分了解2-104工作面顶煤的运移规律及矿压特征,通过对顶煤的破坏机理进行分析,并在工作面回采期间对各类矿压数据进行监测。结果表明:工作面超前支承压力及支架初撑力对顶煤运移的影响较大,工作面合理的支架支护强度为6860～7500kN;工作面周期来压步距平均为18.4m,运输顺槽在超前工作面0～35m的范围内围岩变形较为剧烈,超前支承压力的最大值为16.3MPa,位于煤壁前方12m左右。     

东曲煤矿工作面超前支承压力分布规律研究

基于回采工作面超前支承压力对冲击地压、煤与瓦斯突出等现象有直接影响,结合东曲煤矿14305工作面的开采条件,通过理论计算及采用UDEC2D4.0数值模拟,对该工作面超前支承压力的分布规律进行研究,同时对现场实测超前支承压力数据进行统计分析,得出了超前支承压力的分布规律。14305工作面超前支承压力的影响范围约为35 m,超前支承压力峰值约为16 MPa,并距工作面8~10 m,应力集中系数约为2.2,可为东曲煤矿煤柱宽度、工作面支护参数设计提供技术支持。     

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。     

巨厚砾岩特厚煤层工作面回采扰动影响范围分析

针对巨厚砾岩下特厚煤层工作面冲击地压防治技术难题，以河南义马矿区耿村煤矿13230回采工作面为例。通过数值模拟和现场实测数据分析，探索了工作面超前扰动影响范围。数值模拟得到，工作面超前支承压力影响范围为305 m。微地震监测数据揭示的13230工作面回采超前扰动影响范围平均为275 m。煤层钻孔应力数据揭示的13230工作面回采超前扰动影响范围平均为265.4 m。综合数值模拟结果和现场实测数据的分析结果得出，在13230工作面回采过程中超前工作面300 m范围内实施卸压措施，提高了冲击地压防治效率，保障了工作面的安全回采。     

大采高短壁工作面超前支承压力分布规律研究

为了掌握晋煤集团赵庄二号井大采高短壁工作面超前支承压力分布规律,以首个大采高工作面1305工作面为工程背景,运用FLAC3D数值模拟和现场实测的研究手段对超前支承压力分布规律进行分析。研究表明:工作面前方塑性区域范围为6.7~12.5m,平均8.9m。工作面超前支承压力影响范围为20~50m。超前支承压力峰值介于24.16~28.48MPa,平均26.44MPa。研究结果为确定合理的护巷煤柱参数及超前支护设计提供参考依据。     

极近距离煤层工作面同采合理错距研究

通过分析灵石煤矿极近距离9#煤层和10#煤层的090105工作面与100105工作面围岩特性,建立工作面同采数值模拟模型,模拟工作面错距为10 m、15 m、25 m、30 m及40 m时冒落带、裂隙带高度以及超前支承压力的影响。结果表明,工作面同采错距为25~30 m时采场扰动影响最小。     

基于超前应力影响下的煤巷围岩强化控制措施

利用理论计算的方法对3603工作面超前支承压力分布进行了计算,对运输顺槽超前支承压力影响范围进行了分区,确定了"顺槽围岩超前段分区强化支护原则",设计了支护强化技术参数,现场实测表明,巷道表面位移均处于安全范围之内。     

超前支承压力对巷道顶板和两帮影响的差异化研究

工作面回采过程中形成的超前支承压力对巷道上、下端头会造成重大的安全影响,超前支承压力的分布范围决定了端头的超前支护距离,但是超前支护距离的确定一般是根据经验选定。经验值在实际应用过程中会存在诸多问题,其中超前支承压力对巷道顶板和两帮的影响就存在较为明显的差异。为系统性研究超前支承压力对巷道顶板和两帮影响的差异,以布尔台煤矿42202工作面为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场工程实践的研究方法,研究差异产生的机理,为回采过程中巷道稳定和安全生产提供帮助。     

特厚煤层综放采场支承压力分布的数值模拟

针对特厚煤层综放采场邻空巷道超前支护段巷道大变形问题,通过FLAC3D数值模拟软件模拟郭家河煤矿1305工作面回采过程,得到综放采场支承压力的分布特征,分析邻空巷道大变形的原因。结果表明:随着工作面推进,特厚煤层综放工作面超前支承压力峰值及影响范围逐渐增大,峰值点位于工作面前方10~25 m,峰值应力集中系数在1.2~3.2之间,支承压力影响范围超过100 m,影响集中区域为工作面前方60 m;采空区的存在使得工作面侧向支承压力影响范围增大4倍以上,应力集中系数增大0.7~1.3,随着工作面邻近,侧向支承压力增长速度变快,应力峰值深入实体煤的距离增大;邻空巷道强矿压显现是双向高支承压力叠加作用的效果。     

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。