大采高工作面超前支承压力分布规律研究

根据支承压力理论与相似模拟实验对石圪台矿2-2煤层开采工作面的支承压力影响范围和支承压力峰值点位置进行预测与研究。研究表明:工作面超前支承应力峰值点距煤壁约3 m,超前支承应力影响范围约为25 m;顶板初次来压步距为32.0 m,周期来压步距为10.5 m,与现场实测数据较吻合。     

大倾角大采高工作面采场运动规律研究

大采高开采是我国中、厚煤层开采工艺发展的主要方向。以复杂埋藏条件下的清水营煤矿大采高工作面为工程背景,利用FLAC3D进行工作面开采过程围岩运移规律模拟,分析了垂直应力、顶板下沉和塑性破坏演化特征,模拟分析结果与工程现场顶板下沉量、应力监测相符,因此,模拟结果可以作为现场参量变化的参照,对工作面采场管理具有一定的参考意义。     

大采高工作面覆岩支承压力分布规律

为了确保工作面安全高效生产,在山西某矿5310大采高工作面建立完整的应力监测系统。通过现场监测和数值模拟,研究五盘区煤层工作面的压力分布特点,分析大采高工作面覆岩支承压力的分布规律。     

基于FLAC~(3D)的导水断裂带演化规律研究

以某矿9#煤层首采面为研究背景,建立了FLAC~(3D)力学模型,分别对不同的工作面长度和采高与煤层顶板导水断裂带发育高度的关系进行了研究。研究结果表明:不同采高情况下,工作面长度小于250 m的时候,导水断裂带高度都随工作面长度的增加呈线性增大关系,工作面长度在250~300 m之间时,导水断裂带高度增加迅速,当工作面长度达到300 m之后,导水断裂带高度的增加变缓,并都在工作面长度达到350 m的时候达到最大值,且随着工作面长度的增加不再变化;随着采高的增加,导水断裂带高度呈线性增大趋势。     

高瓦斯多煤层大采高工作面覆岩裂隙演化规律研究

高瓦斯多煤层矿井运用大采高技术以实现矿井高产高效,开采工艺不同导致工作面瓦斯涌出规律的变化。以沁水煤田15#煤层大采高工作面煤层赋存条件和覆岩分布特征为背景开展采动覆岩裂隙演化规律研究,运用UDEC数值模拟大采高工作面在不同推进距离时覆岩裂隙形态发育及位移量,并提出基于示踪原理的实测覆岩裂隙发育规律的验证方法。研究表明:大采高工作面推进至120m时,煤层上覆岩层裂隙极限发育高度为65m,大采高工作面上邻近层8#煤层处于采动卸压范围,示踪气体法现场测试数据验证了数值模拟的准确性。由于大采高工作面覆岩裂隙发育范围扩展至上邻近层8#煤层,所以工作面回采过程中应增加上邻近层瓦斯抽采工艺。     

大采高工作面煤壁片帮深度机理研究

以赵固一矿12011工作面为工程背景,采用理论分析和数值模拟的方法对12011工作面的煤壁片帮深度机理进行研究和分析,对在支承压力作用下的煤壁片帮形式进行了分类(压剪式、滑落式或横拱式),得到了在不同采高和采深下煤壁片帮深度的变化情况,即随工作面采高及采深的增加煤壁片帮深度也会相应地增大。这一研究结论对于煤壁片帮较严重的大采高工作面的安全生产和支护设计有一定的指导意义。     

缓倾斜厚煤层大采高开采工作面矿压研究

通过平面和立体相似模拟对大采高工作面矿压显现进行了研究 ,并与现场观测的结果进行了对比分析 ,得到了大采高工作面矿压显现的一些基本特征     

大采高综采工作面风流流动规律数值模拟分析

为了更好地掌握大采高综采工作面风流流动及分布规律,以便了解工作面粉尘运移状况,基于风流流动数学模型,根据神东补连塔煤矿22306大采高工作面实际情况,建立相应的物理模型,并采用FLUENT软件进行了模拟。     

大采高工作面过断层采动应力演化与顶板稳定性研究

运用数值模拟研究了大采高工作面过断层期间围岩应力演化,分析了断层周围应力和工作面前方支承应力随推进的变化;分析了大采高工作面过断层与一般采高工作面过断层、正常回采期间工作面顶板结构特征;分析了过断层期间顶板稳定性,指出了顶板可能发生的失稳类型,提出了注浆加固煤柱来提高顶板稳定性的措施。实践表明:注浆加固后过断层期间煤柱具有较好的承载能力,顶板完整性较好,支架未出现异常的载荷及破坏,能够较好的控制顶板。     

大采高工作面顶板破坏规律的推进速度效应

为研究工作面推进速度加快后,顶板岩层破坏规律,依据神东矿区上湾煤矿地质赋存条件,采用相似模拟试验及现场实测的方法,通过对比分析不同推进速度条件下工作面直接顶、基本顶及其上覆岩层变形、下沉、垮落规律,定量地表征了大采高工作面顶板破坏规律的推进速度效应。研究结果表明:不同推进速度条件下,直接顶、基本顶岩层变形、下沉垮落演化规律保持一致;基本顶岩层周期来压步距随工作面推进速度加快而显著增大;直接顶、基本顶及其上覆岩层下沉量随工作面推进速度加快而呈不同程度的减小;工作面来压持续距离随工作面推进速度加快而明显延长,来压强度和动载系数呈不同程度增大。     

大采高工作面矿压显现规律数值模拟研究

为了研究特定煤层赋存条件下大采高工作面在推进过程中的矿压显现规律,采用数值模拟的方法模拟两层煤之间有一层厚夹矸和坚硬顶板的大采高工作面的矿压显现规律,模拟过程中采用计算模型改变命令实现了工作面的连续推进.通过数值模拟得到了工作面顶底板位移及应力分布规律.     

采场小断层对导水裂隙高度的影响

采用相似模拟实验对采场小断层（落差小于5 m）区域覆岩破断规律和断层构造裂隙的演化过程进行了研究,得出了采场小断层对导水裂隙高度的影响规律.工作面由下盘向上盘推进至正断层面附近时,下盘岩块回转导致煤壁前上方的断层面挤压闭合,煤壁后上方的断层面则处于张开状态;随工作面推进断层面经历张开-闭合-张开-闭合的过程,断层面导水裂隙高度比上、下盘竖向采动导水裂隙高度分别增大40%和61%.工作面由上盘向下盘过逆断层时,主要控制上盘岩层对支架的压力和推力;工作面进入下盘后顶板周期破断距变小,来压频繁;上盘主要表现为沿断层面的滑移;断层面导水裂隙高度与两盘岩层导水裂隙高度基本相等.     

大采高智能化工作面闭采工艺及其安全管理措施

为克服大采高工作面设备尺寸大、矿山压力显现明显、安全风险点多等难题,实现高效安全闭采,黄陵二号煤矿416工作面在闭采施工期间将智能化系统与移架工艺进行统一协调并实践应用。在明确工程背景和闭采工艺流程后,重点介绍了实际停采位置及采高的确定、柔性聚酯纤维网的设计、智能化与闭采工艺的融合、锚索施工顺序优化等工艺;详述了顶板控制、片帮及单体滑移预防等安全措施,并分析了闭采过程中存在的主要问题及改进措施。416大采高智能化工作面闭采作业取得了采高最大、质量最佳、周期较短的成绩,可为同类型智能化工作面闭采作业提供借鉴。     

地表水体下工作面开采安全性分析

为了避免大采高工作面重复开采沟通至地表水体,发生水害事故,采用关键层理论及相似材料模拟对工作面覆岩破坏规律进行了研究。基于关键层理论,确定了红石湾煤矿五煤及八煤覆岩中的关键层,并计算了导水裂隙带发育高度;根据煤层覆岩物理力学参数及地质条件,建立了相似材料物理模型,分别模拟了五煤开采、五煤和八煤开采条件下覆岩破坏高度。结合研究区构造发育条件及隔水层的隔水性能,核算了水体下防隔水煤(岩)柱的留设,明确了五煤和八煤开采不受地表水体的威胁。研究结果表明:对于大采高工作面重复开采条件下的覆岩破坏高度,经验公式并不适用,可以采用关键层理论及相似材料模拟来确定导水裂隙带发育高度。通过实例验证,对地表水体下工作面开采的安全性评价是科学合理的。     

薄基岩厚松散层深部采场裂隙带几何特征及矿压分布的工作面效应

针对薄基岩厚松散层深部长工作面矿压显现规律状况,在压力拱假说、应力壳理论和普氏理论基础上建立采场裂隙带几何模型,推导出工作面覆岩裂隙带计算公式,结合数值模拟对几何模型及工作面覆岩裂隙带公式进行验证,并对工作面覆岩裂隙带高度及矿压显现程度的影响因素进行分析。结果表明:采场裂隙带几何模型较为合理,与采场上覆岩层裂隙带空间分布特征相一致;工作面覆岩裂隙带公式具有一定的适用性,可解释工作面方向上"抛物线"状的矿压显现规律;工作面覆岩裂隙带高度和矿压的比例系数最小值及变化率与工作面长度呈负相关,与采高及采深基本不相关;工作面覆岩裂隙带高度及矿压,强线性相关于采高、岩层硬度系数,弱相关于工作面长度和采深。     

大采高综采工作面多尘源风流—粉尘分布规律研究

为了深入研究多尘源影响下大采高综采工作面风流—粉尘的分布规律,使用FLUENT软件对移架和截割2个主要产尘工序进行模拟,分析粉尘随风流的扩散规律。数值模拟结果表明：在多个尘源点的影响下,综采工作面粉尘的叠加效应十分明显;最低粉尘质量浓度为98.8 mg/m³,最高粉尘质量浓度超过1 000.0 mg/m³,最高粉尘质量浓度出现在采煤机前、后滚筒处。同时通过对比数值模拟和现场实测得出的粉尘质量浓度数据,发现两者之间整体误差不超过12.0%,表明数值模拟结果较为准确,可为综采工作面粉尘污染治理提供指导。     

大采高智能化工作面设备快速回撤实践

为实现煤矿综采工作面设备的安全、快速、高效安装回撤,以尽可能减少对矿井生产接续的影响,开展了大采高工作面设备智能化快速回撤实践.以黄陵二号煤矿418工作面为例,详细介绍了设备回撤技术及工序安排;重点论述了回撤前期闭采通道的形成,回撤路线的起底维修,工作面所有设备回撤工艺及工序衔接;并对自动拉移回撤支架技术进行了说明,分...     

巨厚砂砾岩含水层下特厚煤层保水开采分区及实践

以永陇矿区崔木煤矿为研究背景,分析矿区含(隔)水层与煤层的空间组合及覆岩特征,结合导水裂隙带发育高度探查结果,开展巨厚砂砾岩含水层下特厚煤层保水开采分区及实践研究。结果表明:该区导水裂隙带发育高度为煤层采厚的19.93~23.23倍,已波及上覆白垩系含水层。以所确定的保水开采保护层厚度30 m为阈值,将研究区划分为自然保水开采区、可控保水开采区和保水限采区,并提出各分区相应的保水开采途径。实践表明:巨厚砂砾岩含水层下保水开采的有效途径主要包括控制导水裂隙发育高度,选用适当的工作面布局及推进速度,以及隔水层采动破坏后的恢复与再造。     

新大地公司15404大采高工作面采煤工艺优化

为解决大采高工作面回采过程中出现机头机尾过渡段丢底煤比较严重,液压支架管理难度大的问题,新大地公司15404工作面开展了采煤工艺优化实践。从工作面概况、设备的安装及生产情况出发,主要介绍了工作面从初采时采用工作面沿底板推进,机头机尾沿顶板推进工艺,到改进后工作面和机尾沿底板推进的工艺流程和取得的效果。同时,对大采高支架在生产过程中的适应性,以及采煤工艺优化前后的优缺点进行了分析对比;论证了进回风两巷沿顶板布置的回采工作面、端头的支护方式及回采工艺对工作面提高单产的重要作用。15404工作面采煤工艺优化成功后,大幅提高了资源的回收率,增强了支架的稳定性和控顶性能,缩短了拉机头机尾的时间,提高了工作面回采效率,具有一定的借鉴意义。     

采动影响下工作面深孔注水非线性渗流规律

针对采煤工作面深孔注水渗流理论方面仍存在不足,在分析了工作面应力分布状态及其对煤层注水特性影响的基础上,基于渗流力学理论对煤层注水非线性渗流方程进行简化与求解,通过分析其解的特性研究了注水压头、渗流速度、注水流量等的时空演化规律,并通过工作面注水实例对本文所得理论进行了验证。研究结果表明：深孔注水区域内的煤体处于卸载破坏区,该区域内的注水过程属于渗流层流,沿钻孔径向方向上的水力压头具有余误差函数特性,其渗流边界的扩展速度及钻孔注水流量均随时间逐渐减小;而沿钻孔深度方向上,随着煤体的渗透率的逐渐降低,钻孔周边的渗流速度逐渐减小,煤体的润湿程度也逐渐降低。