西川煤矿厚煤层综放开采顶板破断特征及支护阻力确定

以西川煤矿1109综放工作面生产技术条件为工程背景,采用数值模拟、理论分析与现场实测相结合,研究了综放开采顶板破断特征及其影响因素以及工作面支护阻力的确定。研究表明,1109综放工作面上位直接顶的周期性破断导致工作面来压,影响其周期性破断的主要因素为上位直接顶岩层厚度以及覆岩压力;工作面支护阻力主要由上位直接顶周期垮落步距、支架控顶距、附加力作用位置以及下位直接顶对上位直接顶作用力距煤壁距离确定,并计算得出了1109工作面合理的支护阻力。现场实测表明:ZF6400/17/32型液压支架工作阻力满足顶板支护要求,能够有效支撑顶板,保证工作面安全生产。     

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。     

综放面煤层顶板与沿空留巷围岩结构关系研究

为了掌握综放工作面顶板与沿空留巷围岩结构的关系,对新安煤矿14211综放工作面支架在线监测数据进行整理分析,结合行业标准对工作面直接顶和基本顶进行了分类;对综放沿空留巷围岩结构进行了分析。结论表明14211工作面煤层顶板直接顶为2类中等稳定顶板,基本顶为III类来压强烈顶板,基本顶周期来压步距影响沿空留巷顶板大、小结构的形成,为沿空留巷的巷内和巷旁支护的选择提供依据。     

黄玉川煤矿综放工作面矿压规律观测与分析

通过对黄玉川煤矿216上01工作面矿压规律的观测与分析,精确记录了支架受力状态的全过程,揭示了该工作面的直接顶、基本顶的初次垮落步距和周期来压步距,以及工作面不同位置、不同时段的来压强度,为综放支架选型及科学合理地组织生产提供了依据,对工作面顶板管理提供了技术支持。     

下石节煤矿综放面顶板来压特征与支架适应性研究

以铜川矿务局下石节煤矿217综放面为试验工作面,通过顶板来压特征分析,得出了顶板周期来压步距、来压强度,并进行了直接顶分类和老顶分级;通过支架的初撑力、末阻力与运转特性分析,证明支架具有良好的适应性,为后续综放工作面的顶板管理、支架选型等提供了依据.     

基于微震监测的千米深井厚煤层综放面支架围岩关系研究

基于高精度微地震监测技术,并结合岩石力学理论进行分析,得到滕东生建煤矿3107工作面回采过程中覆岩运动规律,对千米深井厚煤层开采条件下小采宽综放工作面支架围岩关系进行了研究。结果表明,微震事件在低位岩层高密度分布,在高位岩层低密度分布;微震事件在空间和时间上的周期性分布规律与顶板岩层的周期运动过程相一致,高位岩层的断裂强迫低位岩层断裂;工作面支架围岩关系随着基本顶的周期性断裂运动存在2种情况:1)基本顶非周期来压期间,支架压力来源于厚度4.4 m的顶煤、厚度20 m的下位直接顶和部分厚度15 m的上位直接顶共同产生的静压;2)基本顶周期来压期间,支架压力来源于基本顶断裂产生的动压以及顶煤和直接顶产生的静压。动压对支架产生冲击载荷,这是工作面支架被压死的主要原因,通过提前减小顶煤放出率、减小支架控顶距等措施,可减弱动压对支架的冲击影响。     

兖矿开展破碎顶板下支架选型对设备影响研究

兖州矿业 (集团 )公司兴隆庄煤矿通过对四采区下部 3个综放工作面支架选型及实际应用进行综合分析 ,基本摸清了破碎顶板条件下综放支架选型对综放设备效能的影响 ,为综放工作面进行合理的支架选型提供了科学依据。此项研究总结了破碎顶板综放支架合理选型原则 :①支架支护强度应与围岩矿压特点相适应 ,将控顶区顶底板移近量控制在最小限度 ;对端面顶板的控顶力要大 ,最大程度保持端面顶板完整。②支架可靠性与煤层赋存条件相适应。其结构形式和支护特性要适应顶板特点 ;底座要适应底板比压 ,防止支架钻底 ;根据采放比确定合理支撑高度 ,防止…     

高韧性较薄直接顶特厚煤层四柱综放支架适应性和优化研究

为得出特厚煤层四柱大采高综放支架适应性和合理结构参数,采用现场实测、理论计算和三维仿真动态优化设计的方法对酸刺沟特厚煤层综放开采支架结构和参数进行研究。结果表明:该矿ZF15000/26/42支架适应性较差;直接顶韧性较大不易垮落造成顶煤破碎和顶煤断裂线前移,加剧支架前后立柱受力不均衡程度;直接顶较薄充填不满采空区,基本顶有约6.39 m的下沉空间;支架有效控顶距减小和缩量不够是矿压显现强烈和支架压死的根本原因。采用提高安全阀开启压力和采空区充填率的方法,可减小工作面顶板下沉量至150mm。为提高煤炭采出率,针对顶板难冒、前柱受力较大等特点,优化支架结构和参数,设计立柱前强后弱、合力作用点前移、新型马鞍板柱窝等结构的ZF21000/25/45超强力放顶煤液压支架,经实践检验可满足顶板控制要求。     

综放工作面厚硬顶板破断特征与支架工作阻力确定

针对综放工作面厚硬顶板初次来压步距难以确定的问题,以东周窑煤矿8301工作面为工程背景,建立厚硬基本顶的固支梁模型,运用能量法求得分布于基本顶中的水平应力,进而得到基本顶初次来压步距解析式,采用数值模拟对顶板破断特征和工作面支架工作阻力进行分析,并对不同推进距离下工作面不同位置支架工作阻力进行了现场监测。研究结果表明:相比一般综放工作面,坚硬顶板条件下工作面初次来压步距和支架工作阻力明显增加,顶板破断后对工作面形成冲击较大,矿压显现剧烈;8301工作面初次来压步距为58 m,周期来压步距为15~20 m,动载系数为1.5~1.8;基于能量法求得支架额定工作阻力为13 000 kN,而来压期间支架工作阻力为11 000 kN,是额定工作面阻力的84.6%,能够满足厚硬顶板条件下煤矿安全高效开采的要求。     

超长综放面顶板来压特征

文章以N38综放面为工程背景,通过现场实测支架工作阻力和顶板破碎情况,对顶板来压进行特征分析,得出直接顶初次来压、基本顶初次来压、基本顶周期来压步距及强度,并进行了直接顶分类和基本顶分级;通过来压特征分析和顶板分级,可以为后续综放面的顶板管理和支架选型等提供依据。     

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。     

提高综放工作面端头煤层放出率的试验

为了提高综放工作面端头顶煤的放出率,进行了软厚直接顶(顶煤)条件下综放工作面端头区放煤的现场试验。实测研究了综放面端头区放煤条件下的矿压显现特征,优化了端头区放煤参数,并对放煤效果进行了实测分析。试验结果表明,软厚直接顶及顶煤具有较好的随动性和充填程度,利于端头放煤的安全高效实施。综放面端头区顶板压力很小,是工作面中部的6.54%。由于端头放煤后端头区顶板活动加剧,顶板压力增大了26.64%。综放面端头区放煤的顶板控制关键是"护"和"稳",改善端头支护系统的稳定性是端头区安全放煤的保障。根据综放面端头顶板的稳定性程度,合理确定了端头区的可放煤区域和双轮或三轮顺序不等量控制放煤工艺。     

彬长矿区坚硬特厚煤层综放面矿压显现特征

为了确保矿区坚硬特厚综放开采条件下安全生产,采用物理相似模拟和现场观测的方法,对综放工作面覆岩移动、矿压显现特征进行了分析研究,总结了坚硬特厚综放工作面矿压显现特征.研究结果表明,工作面来压过程中覆岩破坏范围大,支架载荷较大并具有一定的瞬时冲击性,矿压显现剧烈.可为坚硬特厚煤层综放工作面矿压显现规律的认识和顶板管理提供借鉴.     

综采覆岩破坏离散元数值模拟分析

采用离散元数值模拟的方法研究煤层综放开采覆岩破坏规律,对数值模型的计算结果分析得出:通过提高综采支架支护阻力,可抑制工作面控顶区附近顶板采动裂隙发育高度,使其不波及松散含水层,从而实现高承压松散含水层下,提高上限安全开采目的,为高承压松散含水体下缩小安全煤岩柱开采,合理解放和回收防水煤柱内所呆滞的煤炭资源提供了理论基础。     

大埋深综放工作面机尾段合茬工艺应用

煤矿受地质条件、埋藏深等影响,综放工作面多为不规则布置,为提高工作面的单产水平和资源回收率,在推采过程中需要进行工作面合茬。综放工作面支架、运输机等设备吨位重、尺寸大,给合茬工作增加难度。通过合理优化采煤工艺、设备布置、加强顶板管理等措施,确保合茬工作安全有序完成,确保了综放工作面的稳产高产。     

大采高综放开采及其应用可行性分析

根据当前综放开采技术发展水平,通过分析影响综放工作面产量进一步提高的主要原因,提出了大采高综放开采的概念并指出该方法是综放工作面实现年产1000万t的重要途径。按大采高综放工作面实现年产1000万t的要求,主要从设备配套的角度分析了大采高综放开采应用的可行性。     

漳河水库下厚煤层综放开采技术研究

为保障五阳煤矿7802工作面漳河水库下厚煤层综采放顶煤安全开采,研究综放开采导水裂缝带高度发育规律,探讨了综放采场覆岩结构破坏及采动渗透性间关系,计算了水库下综放开采安全所需防水煤柱高度,制定相应的防治水技术措施。结果表明:中至坚硬覆岩综放开采导水裂缝带发育高度基本与煤层一次采高成正比,比例系数为20.22;煤层顶板基岩厚度大于水库下安全开采所需煤柱高度;监测知井下工作面涌水与地表水体没有水力联系,实现水库下压煤安全开采。     

综放面过上分层终采线冲击地压危险性分析

综放工作面过上分层终采线时容易发生冲击地压现象,综放面接近上分层终采线时,前方煤体可看成是煤柱,可作为煤柱型,中击地压来分析,煤柱型冲击的主要影响因素有煤层的刚度和顶板岩层的刚度,具体反映在煤层的强度和冲击倾向性、顶板的来压和加速运动等。采用改变煤体物理力学性质的办法,可以防治煤柱型冲击地压的发生。东滩煤矿两个综放面过上分层终采线工作面的监测结果、治理效果说明了此冲击地压现象。     

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。     

综采工作面端头液压支架分析与合理选用

随着综采技术的发展,综采工作面端头顶板事故虽逐年减少,但事故率仍居高不下,改善综采工作面端头的支护状况,实现综采工作面高产高效和提高安全程度显得尤为重要,所以端头既是项板维护的重点,又是顶板管理的难点。