综采工作面蹬空开采矿压显现规律实测研究

通过对山西某矿61201工作面矿压实测研究,掌握了该矿首个蹬空工作面矿压显现规律,实测结果表明该综采工作面回采期间来压不均匀;在进行蹬空开采时液压支架平均工作阻力、周期来压步距和动载系数均比非蹬空开采时要低;蹬空开采时巷道超前支承压力影响范围仅为25~30 m,峰值位置在煤壁前方5~8m;蹬空开采期间支架活柱下缩量较小,对回采影响较小。     

蹬空区复采工作面回采巷道布置及围岩稳定性研究

针对关岭山30101复采工作面下部10#煤已经采空的特殊的生产地质条件,采用FLAC3D数值模拟软件研究在多次采动影响下蹬空区复采工作面回采巷道布置及围岩破坏规律,提出可行性支护方案,满足生产需要。     

厚松散层上提工作面覆岩运移与支架-围岩关系研究

针对厚松散层提高回采上限而导致综采工作面易压架的现象,采用理论分析、FLAC3D数值模拟和现场实测对谢桥煤矿1202(3)提高回采上限综采工作面围岩应力分布、覆岩运移及支架受力、变形特征进行分析。研究结果表明:受煤层倾角、覆岩结构和缩小防水煤柱影响,沿工作面倾向的支承压力、覆岩运移等具有非对称分布特点;提高回采上限使得基岩厚度变小,是影响支架选型及工作面安全回采的关键因素之一;当基岩厚度与松散层厚度比值小于0.1时,支架工作阻力和顶板下沉量的关系曲线呈双曲线特征;当基岩厚度与松散层厚度比值大于0.1时,关系曲线接近于线性特征;在开采上限的合理范围内,液压支架工作阻力与基岩厚度成反比关系。揭示了厚松散层下提高回采上限开采覆岩运移的非对称性及其对支架-围岩关系的影响,为上提工作面支架选型、围岩稳定性控制提供了参考。     

上提工作面矿压显现规律研究及顶板管理实践

顾北煤矿1242(3)工作面作为提高回采上限的试采工作面,顶板破碎,矿压显现明显。为了顺利安全完成回采任务,制定了科学有效的矿压观测方案,分析出上提工作面矿压显现规律,并将之应用于生产。有针对性地采取了一系列措施加强顶板管理确保工作面较快推进,该上提工作面的开采经验,对类似地质条件的工作面回采有一定参考价值。     

高水材料墩柱支护在工作面过空巷的应用

针对首阳煤业15103工作面过空巷可能引起片帮、漏顶、支架蹬空等问题,根据高水材料性能,确定了高水材料墩柱支护技术方案,并进行了工作面过空巷墩柱式支护工业性试验。实践表明:该支护方案使工作面过空巷受采动影响较小,顶、帮无大变形现象,实现了工作面的安全快速回采。     

潘北矿回采工作面提高上限的采煤方法论证分析

因潘北矿11014工作面提高上限开采出现综采压架事故,为给该工作面选择合理采煤方法,经对工作面准备期预测资料和形成工作面后实际资料的研究对比,结合淮南矿区工作面提高开采上限的实际经验,采用计算机数值模拟和理论分析方法对该工作面选用的回采工艺进行技术论证,提出该工作面不适合采用综采。同时,着重分析了高档普采和炮采的利弊和采用炮采的安全保障措施,论证表明：对该上提工作面矿压显现规律还没有较好掌握,顶板控制技术不成熟,采用综采存在较大的压架风险;采用高档普采,因回采工艺本身所限,也易发生顸板事故;从安全、技术及经济因素综合分析,认为该工作面宜采用单体液压支柱配合铰接顶梁的炮采工艺。     

基于综合指数法的上提工作面压架危险性评价

由于提高回采上限工作面发生压架事故的复杂多样性和突发性,上提工作面压架危险性难以准确评价。在系统分析影响上提工作面压架危险状态的地质因素及指数和开采技术因素及指数的基础上,提出了上提工作面压架危险性的综合指数法分级评价方法,确定了上提工作面压架危险状态等级评定的综合指数。根据压架危险状态评定综合指数将上提工作面压架危险程度分为4级：无压架危险、弱压架危险、中等压架危险和强压架危险,并依据不同的压架危险程度及主要影响因素提出了相关防治措施。通过工程实例对该评价方法进行了验证,结果表明该方法的评价结果与工作面实际回采情况基本一致,可应用于上提工作面压架危险性评价中。     

推进速度对薄基岩工作面提高回采上限的影响

通过实测、理论分析等手段,就任楼煤矿首个提高回采上限工作面的推进速度对该面矿压显现、涌水量变化及地表长观孔水位变化的影响进行了研究。结果表明,推进速度较快时,工作面来压步距明显增大,动载系数、支架载荷、来压持续长度等变化不大。推进速度越均衡,回采对顶板的破坏程度越小,出现冒顶、漏矸等显现减少,工作面涌水量和出水范围减小,而对应的地表长观孔水位变化相对平稳。针对提高回采上限的薄基岩工作面,提出均衡推进的措施,同时加强顶板支护管理,避免漏冒,以实现提高开采上限薄基岩工作面的安全回采。     

沿空煤柱工作面冲击地压危险性研究

沿空煤柱工作面受采空区影响产生侧向支撑压力,回采时与超前支承压力产生应力叠加形成高应力集中,极易诱发冲击地压。以某矿5302沿空煤柱工作面为背景,提出采用综合指数法与可能性指数诊断法进行宏观评价,确定了冲击地压的类型,并结合数值模拟方法对该工作面进行应力分析。该工作面的冲击危险性指数为0.74,发生冲击地压的可能性指数为0.977,数值模拟显示回采过程中工作面煤壁前方的静态垂直应力约为35 MPa,通过评价该工作面具有中等冲击危险性。根据评价结论,在工作面回采前采取了预卸压措施,工作面实现了安全回采。     

北皂煤矿4301工作面综放开采煤_4层开采上限的验证

430 1工作面系煤4 层第二个综放开采工作面 ,首次涉及到开采上限。通过对 430 1工作面回采过程中的系统观测 ,初步验证确定的开采上限能确保安全生产 ,为其它工作面综放开采和合理防治上组煤老空水及海域开采上限的确定提供参考依据     

埠村矿条带开采底板破坏规律分析

针对埠村煤矿911采区首采条带工作面初采阶段发生底板突水的问题,采用数值模拟与现场实测等方法,就工作面宽度对底板破坏深度的影响进行了研究。结果表明:条带采宽为15～20 m时,对应的底板破坏深度均为5～7 m;多个工作面叠加影响后底板破坏最大深度为10m。将采区条带工作面宽度由15 m增至20 m,提高了资源回收率,在保证安全回采的前提下取得了显著的经济效益。     

带压开采底板突水预测研究

为了有效预测工作面在带压开采下底板突水,以上孔煤业15#煤层为研究背景,通过塑性理论和经验公式分别计算底板的破坏深度|考虑采动与赋存因素影响,基于修正的突水系数法,提出极限突水系数公式,确定合理的工作面尺寸,提高突水预测精度。现场施工水文钻孔探查底板涌水情况,并根据岩芯测得底板隔水层物理力学性质,与理论推算结果对比,对15#煤层底板突水可能性进行有效预测。研究结果表明：底板主要隔水层属于中等坚硬岩石类,具有较好的隔水性能,底板含水层含水性弱,不具备底板突水的条件。极限突水系数计算结果显示,15#煤层在底板完整区段无突水危险,受构造破坏的区段具有底板突水的危险,建议减小工作面尺寸,查明底板地质特征,并加强在构造等薄弱区域的探放水以预防突水危险发生。     

基于瓦斯涌出量的采动稳定区煤层气资源量计算

为计算煤矿采动影响稳定区煤层气资源,首先依据工作面顶板垮落带和导水断裂带高度和底板破坏带深度以及工作面四周本煤层瓦斯极限排放宽度,提出了工作面受采动影响形成的裂隙空间范围,并由此构建了采动影响区域原始煤层气资源量计算模型和方法;其次利用工作面瓦斯涌出量预测法对工作面损失煤层气资源量进行了计算;最后依据物质平衡原理,建立了采动稳定区煤层气资源量计算方法。     

采空区下近距离特厚煤层回采巷道失稳机理及其控制

采空区下近距离煤层开采时,下层煤回采巷道将受到上煤层采空区遗留煤柱、本煤层相邻工作面动压的影响,针对孙家沟煤矿特厚煤层放顶煤工作面13311回风巷严重的冒顶、两帮内挤和底臌等变形破坏现象,采用现场实测、理论分析及数值模拟等研究方法,探讨了回采巷道失稳机理及主要影响因素。研究表明,13311回风巷变形失稳主要影响因素为迎邻近工作面回采动压掘进、巷道布置方式和巷道支护参数不合理。与上层煤回采巷道垂直布置、巷道支护强度低且迎采动掘进时,下层煤回采巷道容易失稳。为改善13313回风巷围岩稳定性,有效控制巷道变形,根据试验巷道围岩物理力学性质及受力特征,研究提出了有针对性的解决方案:首先改进巷道布置方式,将下煤层回采巷道布置在采空区下,且应距离上煤层采空区遗留煤柱不小于20 m;其次增大护巷煤柱宽度,把区段护巷煤柱宽度增加到20 m以上,减少迎采动掘进动压的影响;最后,采用高预应力全锚索加强支护,提高锚杆锚固段的整体性及其承载能力。据此,在13313回风巷进行了工业性试验并进行了巷道矿压观测,结果表明:经受相邻13311工作面回采动压影响后,区段煤柱整体完整,具有良好的承载性能;锚索受力达到了250～300 kN,约为其破断力的50%,锚索受力增长平稳,较好地控制了巷道离层和围岩变形;13313回风巷顶底板移近量为400 mm左右,两帮移近量为300 mm左右,巷道围岩变形量得到了有效控制,保证了巷道的整体稳定性,取得了良好的支护效果。但是,采用该种巷道布置方式,下层13号煤层13313工作面回采时,因工作面上方11号煤层区段煤柱集中应力的影响,对其顶板和煤壁管理提出了更高的要求,需引起高度重视。     

上保护层开采底板破坏深度和应力分析研究

上保护层开采导致的底板变形、应力释放会使被保护层内高瓦斯沿着上覆岩层内形成的空隙裂隙结构向上运移,很容易造成所采工作面采空区内瓦斯增加,造成工作面瓦斯超限。以峰峰集团以黄沙矿为研究实例,针对其主采的2号煤层利用FLAC^3D模拟软件进行上保护层开采底板应力研究,揭示了上保护层开采底板应力的规律特性,对于保护层开采工作瓦斯治理具有一定的指导意义。     

采高对煤层底板破坏深度的影响

随着埋深增大,原底板破坏深度经验公式对不同采高工作面底板破坏深度的预计误差增大。以赵固二矿为背景,通过有限元数值计算方法对底板破坏规律进行研究、采用矿井对称四极电剖面法对不同采高底板破坏深度进行实测并运用Spass软件对4个底板采动破坏影响因素与底板破坏深度的关系进行多元统计回归分析。研究得出,煤层埋深较大时采高对底板破坏深度的影响明显;随着采高的增大,底板垂直应力减小,围岩竖直位移增大,位移等值线梯度减小,底板破坏深度增大;考虑采高因素的底板破坏深度线性回归公式对煤层开采工作面底板破坏深度的预计准确率高,适用性强。     

基于“下三带”理论的底板隔水层破坏机理研究

为了进一步认识采煤工作面底板岩溶水突出机理,基于底板下三带理论和岩体极限平衡理论,采用力学和数学相结合的方法,探讨在采动影响下煤层底板隔水层破坏的机理,得出了底板隔水层破坏的临界水压力公式和底板突水的判断依据,并通过工程实例验证了上述结论。     

近距离膏体充填工作面采场底板应力分布与破坏规律研究

针对岱庄煤矿6351膏体充填工作面工程条件,工作面底板距下伏8300胶带大巷仅有20.32m,为保证矿山安全生产,采用数值模拟及现场实测等方法探究充填开采后底板的破坏发育特点,获取最大的底板破坏深度,为8300胶带大巷的稳定性分析奠定基础.结果表明:随着6351工作面的推进,采用充填开采后,底板裂隙贯穿带较小,6351...     

底板巷注浆变形破坏特征的相似模拟研究

随着能源需求的增加和开采深度的不断增加,浅部资源日渐枯竭,矿井已进入深部开采阶段,所面临的工程灾害也日益增多,尤其是瓦斯突出对矿井的高产高效的开采带来了巨大威胁,采用底板巷对工作面进行提前预抽瓦斯是瓦斯治理的一项主要措施。由于鹤煤公司三矿4101底板巷和4101运输巷相距10 m以内,底板巷受到多次扰动,4101底板巷变形严重,因此需要对底板巷进行全断面注浆,来控制底板巷的稳定。运用相似模拟试验的方法,分别观测底板巷注浆和未注浆下其上部轨道巷的变形破坏情况,通过从巷道围岩的位移变化规律和围岩裂隙演化规律等方面进行对比,结合相似模拟实验结果可以看出,底板巷注浆提高了其上部巷道围岩稳定性,并为同类地质条件底板巷注浆变形破坏特征相似模拟提供了一定的借鉴。     

急倾斜煤层大段高综放开采围岩变形监测研究

为研究急倾斜煤层大段高综放开采条件下围岩变形破坏的规律,对新疆碱沟煤矿+564m水平22m大段高工作面回采巷道、顶底板及顶煤体进行了围岩变形量监测。监测表明:工作面前方20m范围内,回采巷道顶底板变形量明显大于两帮变形量,但均在可控范围内;不同层位顶煤体完全垮落时距煤壁距离不同,从而保证支架在走向方向上承受上方顶煤体完全破坏后的部分压力;顶底板岩层的垮落区域均位于煤壁较后方采空区内,避免了工作面区域围岩大范围垮落的影响。研究为大段高开采条件下工作面的安全高效生产提供了基础依据,并为进一步提高工作面分段高度作了有益的尝试。