综放开采复合坚硬顶板覆岩破断规律及放煤技术研究

为了解决榆树田煤矿高瓦斯厚煤层综放面因顶板坚硬,坚硬顶煤随着顶板的运移垮落难以破碎放出,导致顶板大面积悬露、顶煤回收率低、影响矿井安全生产和经济效益的问题。以榆树田矿井110501厚煤层综放工作面开采为工程背景,利用UDEC数值模拟软件,建立工作面开采模型,并结合现场实际和理论分析得出工作面复合坚硬顶板破断规律,针对顶煤回收率的问题提出“三区三化”综放开采技术。通过现场应用及实际监测,顶煤回收率得到大大提高,极大提高了矿井生产效益,同时保证了矿井安全稳定生产。     

综放工作面覆岩破断规律及支架工作阻力确定

针对某矿8512首采综放工作面的开采条件,通过理论分析、数值计算、现场实测,得出基本顶初次与周期来压步距分别为37.35 m和15.2 m、35 m和15 m、37.4 m和14.9 m。由经验估算法、从基本顶结构的变形失稳估算顶板压力法、动载荷法、顶煤损伤法求得作用于支架上的最大载荷,并得出所需最大支架工作阻力。由现场实测数据可知,ZF10000/20/32H型液压支架能够满足工作面顶板支护强度要求。     

沟壑地貌对上覆岩层破断角的影响研究

基于沟壑地貌对采场矿压显现有较大影响的工程实际,以王家岭煤矿12309工作面为研究对象,采用理论计算与相似材料模拟的方法,针对沟壑地表对岩层破断角的影响规律进行了研究.结合弹性力学及岩石力学理论,建立了岩梁破断角力学模型,推导出了包含岩梁破断角α与岩梁承载载荷q、岩梁抗拉强度RT及岩层内摩擦角φ的岩梁破断角的理论公式....     

浅埋深特厚煤层综放开采覆岩破坏规律研究

浅埋深特厚煤层综放开采有可能使采动裂隙导通地表,对地面及井下作业构成威胁。通过综放开采覆岩破坏高度的理论计算和计算机数值模拟,以国投哈密一矿7#煤层为典型案例,对浅埋深特厚煤层综放开采覆岩的移动破坏规律进行研究,为相似条件下特厚煤层综放开采的安全实施提供借鉴。     

工作面坚硬顶板破断特征与覆岩运移规律

针对坚硬顶板综放工作面顶板破断特征与覆岩运移规律不清,在实际生产中严重影响工作面安全生产这一问题;以某矿8201工作面为工程背景,采用理论分析、数值模拟以及现场实测的方法对坚硬顶板综放工作面的顶板破断特征以及覆岩运移规律进行研究分析。研究结果表明:对顶板煌斑岩进行岩石力学实验得知煌斑岩在节理面单轴抗压强度为45 MPa左右,无节理为90.99MPa、单轴抗拉强度7.3～9.4 MPa;通过建立深梁结构破断过程中顶板受力模型,得到基本顶初次来压步距为47.57 m;数值模拟得到8201基本顶的初次来压步距约为45 m,周期来压的距离为20 m左右。在现场实测中基本顶初次来压平均46 m,周期来压步距为18.7～20.8 m,来压影响范围1.7～5.6 m。现场实测与理论分析所得结果和数值模拟所得结果相差不大。     

野川煤矿综放开采覆岩三带发育高度研究

采场覆岩三带高度的准确计算对生产实践具有重要意义。采用理论计算、RFPA数值模拟和现场实测的方法,研究了野川煤矿3号煤层综放开采条件下覆岩三带的发育高度,对理论计算、数值模拟及现场实测结果进行对比分析,结果表明,《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》的公式不适用于综放开采覆岩两带高度的计算,而采用经验公式的计算结果比较符合。     

综放开采工作面覆岩EH-4电导率分布特征

为了解采动覆岩破坏充水情况,确保水库下压煤安全开采,大平煤矿利用EH-4电导率成像系统在N1S1工作面对采动覆岩进行了探测。经对岩层电导率图象解译:工作面推过22 m,采空区上方岩层内形成一拱型高阻区,电导率800Ω以上岩拱高度约90 m(相当于采高的7.2倍);工作面推过92 m,采空区上方高度约300 m(相当于采高的24.2倍)为拱形低阻区,岩层电导率30Ω以下,离层破碎岩层集中发育在拱顶部区域。工作面超前约70°角范围,岩层破坏充水,电导率下降。推过160～190 m后,上覆岩层电导率普遍在10～20Ω之间,呈充水特征。     

综放开采覆岩破坏特征与导水断裂带高度模拟研究

为了研究煤矿综放开采覆岩破坏规律与导水断裂带高度,通过数值模拟分析了采动覆岩破坏过程,采用理论分析方法建立了直接顶破坏与基本顶砌体梁失稳力学模型,揭示了直接顶与基本顶失稳机制。基于盛泰煤矿15201综放工作面采矿地质条件,研究了不同采高、工作面倾向长度、煤层倾角条件下导水断裂带最大高度。研究结果表明：导水断裂带高度与煤层采高、工作面倾向长度、煤层倾角呈正相关关系;导水断裂带高度数值模拟结果位于《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规范》中经验公式计算结果范围之内,验证了该数值模拟模型及岩性参数的合理性。     

建筑物下综放开采特厚煤层覆岩离层注浆

煤矿井下开采使上覆岩层陷落而造成地面塌陷及建筑物破坏,严重制约矿井开采强度、企业经济效益和煤炭资源的回收,成为建筑物压煤开采矿井亟待解决的问题。开滦唐山矿在建筑物下特厚煤层开采中,采用覆岩高层带注浆充填粉煤灰浆技术,实现综采放顶煤安全高效开采,取得 明显的经济效益和社会效益。     

综放开采顶煤与覆岩力链结构及演化特征

综放开采顶煤及覆岩非连续结构体系中力链形成机制及其演化规律,是采场支架载荷计算、优化采放工艺和矿压控制的重要基础。借助颗粒体双轴加载双向流动光弹实验,拍摄到综放开采过程中顶煤与覆岩中的力链分布,并基于拓扑学理论对力链网络结构进行了研究。研究表明:初始状态下,顶煤与覆岩中力链分布均匀;开采后在放煤口附近形成拱形力链,并随着工作面的推进向工作面前方和上部延伸。顶煤与覆岩力链主要有3种构型,即链状,环状和链-环耦合,分别分布在工作面前方,未受扰动的覆岩区和受扰动的覆岩区,可用Betti数作为表征力链构型的参数。通过对综放采场力链分布特征分析,揭示了工作面前方支撑压力形成机理和工作面支架受载荷作用的力学本质。对力链强度、力链方位角和接触力频率的统计分析,发现上部覆岩中未受开采扰动区域的强力链分布均匀,而受扰动区域的强力链沿着拱迹线发育,工作面前方的强力链始终以竖直方向的链状力链为主。     

综采工作面初采阶段矿压显现特征研究

结合阳煤五矿8136工作面工程背景,对综采工作面初采阶段矿压显现特征进行了分析,及时掌控初采阶段的各种矿压形式,总结初采矿压显现规律,为同采区其他工作面提供预计经验及预测参数,同时将液压支架初撑力及工作阻力绘制成频率分布直方图来分析矿压显现特征,为同采区其他工作面矿压控制措施的制定提供数据参考,为类似地质赋存条件工作面的开采提供参考依据。     

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.     

缓倾斜复合顶板综放开采矿压显现规律研究

采用RFPA数值模拟和现场实测的方法,对缓倾斜复合顶板综放工作面的矿压显现规律进行了综合研究。结果表明,工作面上顺槽顶底板相对移近量最大达到160mm,下顺槽顶底移近量最大值达到90mm,上下顺槽巷道顶底整体位移量较小;工作面支架载荷不大,支架最大工作阻力110k N,平均工作阻力在60~80k N之间。     

铁路下综放全厚开采的模拟研究

对比分析了大水头煤矿东一采区铁路下综放全采的可能性和重要意义,通过模拟研究得出了沿工作面推进方向的岩层垮落和地表沉陷规律,以及三个工作面开采后沿铁路线剖面的岩层垮落和地表沉陷特征与规律,预计了地表沉陷量,论证了东一采区采用综放全厚开采的可行性。     

综放开采覆岩导水裂隙带演化与高度确定

依据4~#煤层顶板条件,研究了随工作面推进,覆岩垮落带和导水裂隙带的空间演化分布规律。采用理论计算公式结合FLAC~(3D)软件,分析开采全过程中覆岩活动和位移场的演化过程。得到导水裂隙带的最大稳定发育高度约为68m。     

综放、综采工作面边眼内停采技术研究

对邢台矿综放、综采工作面边眼内停采技术进行了研究，为今后拓展各工作面边眼的使用范围，实现效益最大化，探索了一条新路子。     

厚松散层薄基岩综放开采覆岩破断机理研究

采用数值模拟、理论分析、现场实测等方法对厚松散层超薄基岩厚煤层综放开采覆岩的破断机理以及对采动裂隙发育的影响进行了深入研究。研究结果表明：超薄基岩在风化作用下,力学性质大幅度降低,煤层顶板中无基本顶关键层,工作面推进过程中形成动态平衡的应力拱,拱脚分别位于采空区稳定矸石上和工作面前方煤壁内,在应力拱的作用下,工作面矿压显现不明显;应力拱阻止了采动裂隙的发育,应力拱最终发育高度决定了采动裂隙的发育高度,采动裂隙在风化基岩中发育速度快,也极易闭合,虽然采厚较大,但最终有效导水裂隙带发育不高。研究结果合理解释了厚松散层超薄基岩综放开采静压大、动压小,动载系数小、采动裂隙发育不充分等现象,实现了超薄基岩下厚煤层综放开采安全高效生产。     

浅析综合机械化放顶煤工艺

通过对南山矿综采一队在西二区15层采用轻型低位放顶煤支架和综合防灭火技术,充分发挥综合机械化放顶煤回采工艺优越性,实现高产高效.