下分层综放开采矿山压力控制

 在大量现场实测与理论研究的基础上, 建立了下分层综放开采的覆岩结构模型, 并对大、小结构的稳定性及其对矿压显现的影响进行了分析。深入分析了层间顶煤的破碎特点,指出层间顶煤的破碎效果是多因素综合作用的结果, 而在不同的开采条件下将具有不同的放顶煤效果。所得结论已在三河尖矿下分层综放开采的矿山压力控制实践中得到了应用, 并取得了较好的效果。     

综采放顶煤支架受力与顶板结构的关系探讨

在现场观测和动力学分析的基础上,研究了综放采场支架载荷有时比分层开采大而有时小的力学机理,提出了综放采场的两种典型顶板结构以及它们的静力和动力学特征,本文结构对综放支架的设计和选型有实际的指导意义。     

四面采空“孤岛”综放采场矿压控制的研究与实践

论文通过理论和实践研究,提出了四面采空“孤岛”采场的顶板结构和相关矿压控制技术。此类采场矿压控制的理论问题,是采场覆岩的多层空间结构运动及其与采动应力场的关系;其工程问题,是煤柱失稳造成的灾害形式及其判定方法、煤柱失稳的灾害的控制技术以及水、火和瓦斯的控制问题。论文通过河南义马煤业集团的实例,系统介绍了灾害监测技术和控制方法。开采结果表明,论文中提出的对岩层结构的认识和采取的控制技术是正确的,可以在条件相似的矿区推广应用。     

综放沿空留巷围岩稳定性影响分析

在工程实践基础上，采用适于分析岩层断裂和垮落的数值分析软件UDEC建立相应的数值分析模型，详细分析了综放沿空留巷围岩移动规律，系统分析了老顶断裂位置、端头不放顶煤长度、原有巷道支护技术、充填体宽度、充填方式和充填体强度对综放沿空留巷围岩稳定性影响规律，得出了许多有益的结论。研究结果表明，在保证顶煤及顶板稳定前提下，合理利用围岩移动规律，确定合理充填方式和充填体强度，既能保证充填体稳定，又能达到很好的留巷效果。     

放顶煤工作面顶板岩层移动相似模拟研究

根据相似理论,以义马常村煤矿开采条件为地质原型,采用中比例相似材料模型进行重复试验,研究近距离煤层上层煤开采时顶板岩层移动特征,重点研究上层煤采后下层煤放顶煤开采时,垮落带高度和裂隙带层位的变化,揭示了“砌体梁”结构向高层位的发展,以及“岩-矸”类拱结构的存在,说明了放顶煤工作面以静载荷为主、动载系数较小的原因。     

厚表土薄基岩煤层开采覆岩运动规律

 厚表土薄基岩煤层采用综放开采后基本顶将难于形成稳定结构,发生滑落失稳导致工作面“压架”,在对薄基岩定义的基础上,综合采用实验室试验、理论分析、数值模拟和现场实测的方法对薄基岩煤层开采上覆岩层运动规律进行了研究。研究结果表明,若其他条件不变,“砌体梁”结构的稳定主要取决于基岩厚度和上覆表土层的力学性质及厚度,具有较大承载力的厚黏土层能与薄基岩组合形成稳定的结构,降低稳定结构所需最小基岩厚度。由此建立薄基岩工作面结构力学模型,并针对司马矿具体条件分析认为当表土为松散砂土,最小基岩厚度40 m;当黏土厚度40 m,最小基岩厚度20 m;黏土厚度30 m,最小基岩厚度30 m。据此提出首采面可安全开采,在现场工业性试验中得到成功验证。     

综采放顶开采技术的研究分析

综合机械化放顶煤开采工艺作为一种高产高效的开采工艺,已经在我国发展的比较成熟,并且在煤矿得到了广泛应用。本文首先介绍了综放工作面的设备及采煤工艺,紧接着对防支架倒架歪架输送机下滑技术措施做出了分析,最后对最重要的安全事项列出细则。     

放顶煤开采顶煤运移实测与损伤特性分析

通过分析几个放顶煤工作面顶煤运移实测结果并结合顶煤破坏与非破坏的概念，认为顶煤运移特点和过程符合损伤力学基础，阐述了建立顶煤运移损伤特性方程的原理和方法，并有示例说明     

放顶煤开采工作面上覆煤岩体的结构

依据矿压实测分析和对众多放顶煤开采工作面矿压显现深入的理论研究，提出了放顶煤开采工作面上覆煤岩体的结构型式，并据此对放顶煤开采工作面的矿压显现进行了比较合理的解释     

放顶煤开采对控制冲击地压的认识

以实用采场矿压理论的成果为基础,着重分析了放顶煤开采条件下顶煤移动特征和支承压力分布规律。讨论了放顶煤开采的采场应力场的分布规律及其对冲击地压的控制作用。     

综放开采预注水弱化顶煤的理论研究及其工程应用

提高顶煤放出率是综放开采的一个重大课题，预注水弱化顶煤是解决这一问题的有效方法之一。从理论上研究了超前开采工作面注入煤体的水在裂隙和孔隙中的渗透运动和水对煤体的弱化机理：从试验上得出了注水压力对煤体变形模量的弱化规律和注水含水率对煤的抗压强度的弱化规律：提出了预注水超前工作面的位置、时间、注水含水率、注水量、注水润湿半径、注水孔间距、注水持续时间、注水压力和注水孔布置等工程参数的确定方法。将理论研究结果应用于潞安王庄矿4309综放开采工作面，取得了显著的技术经济效益和社会效益。     

综放开采矿震的成因及防治对策

通过综放开采的矿震灾害实例分析,研究综放开采矿震危害的成因与机制,初步提出相应的防治对策。综放工作面开采厚度大,高位厚硬岩层会成为主关键层,其运动幅度大、冲击能量高,发生矿震的可能性与危害性加大。综放开采的矿震是由上位主关键层与大结构、台阶形采空区边界覆岩的非充分沉降、区段煤柱、断层活化、煤柱应力集中与长时强度降低等因素形成的。主关键层大面积破断运动导致大结构失稳、释放重力势能,重力势能和冲击气浪的能量叠加转化为冲击动能,对采空区围岩做功发生矿震。应在合理开采部署的基础上,开展合理泄风、构筑嵌入式高强缓冲密闭或巷道“┬”形密闭、主关键层下位离层注浆减沉、采空区“O”形空间注浆充填等防治技术的试验研究。     

神经网络在综放回采巷道锚杆支护设计中的应用研究

针对传统的BP网络学习算法的缺陷,研究一种动态学习算法。依据人工神经网络的一般原理,利用网络的非线性映射功能,实现了综放回采巷道的锚杆支护设计。结果表明,网络的设计结果与现场实际吻合很好。     

深井孤岛综放面支承压力分布及其在底板中的传递规律

针对东滩煤矿4303孤岛综放面开采情况，在分析4303孤岛综放面支承压力分布规律的基础上，研究了支承压力在底板中的传递规律。为有效控制跨采巷道附加变形，保证矿井正常生产提供了依据。     

深井综采(放)工作面异常来压控制研究

 通过事故调研、理论分析和现场实测,研究深井综采(放)工作面异常来压的发生机制、控制技术及其危险性的分区分级评价方法。得到的主要结论为：(1) 工作面异常来压诱发因素主要有顶板来压、顶板水、控顶距增大、初撑力低、采高变化、断层、推进速度以及这些因素的叠加;(2) 异常来压的发生机制是上述影响因素引起顶板结构与支架作用关系失衡后,导致顶板异常活动和支架异常受力;(3) 异常来压的控制方法为开采前进行评价,预处理危险区,开采过程中实施矿压监测,采用工作面调斜、适当降低采高、提高初撑力、提前疏放水或加固顶板、预裂顶板、加快推进速度、优化支架阻力等措施,降低危险性。研究结果在赵楼煤矿1306工作面进行应用,取得良好效果,可有效避免压架事故。     

综放开采“原位”沿空掘巷探讨

 在分析综放开采工艺特点的基础上, 首次提出了综放“原位”沿空掘巷的概念, 即在上区段原废弃巷道位置开挖为下区段工作面服务的巷道。并从理论和技术上对其可行性进行了初步探讨; 认为“原位”沿空掘巷可以最大限度地减少综放工作面“两巷”煤损, 其位置处于悬臂平衡岩梁保护之下的免压区内, 掘进、采放的人为扰动对巷道的影响很小, 因而巷道受力、变形亦很小;“原位”沿空巷道的掘进成巷及防漏风是需重点解决的技术问题。“原位”沿空掘巷是一种有发展前途、有理论探讨价值和很有必要进行现场试验的新的巷道布置方式。     

综放面地表变形预计参数综合分析及应用研究

为了给兖州矿区综放面地表移动变形预计提供更加科学的依据，在实测资料基础上，通过理论研究和数理分析：（1）获得下沉系数与采宽／基岩厚的关系式，并获得水平移动系数、主要影响角正切、拐点偏移距系数与宽深比之间的系列关系式；（2）指出当开采宽度增加到一定程度（采宽／基岩厚=1．0左右）后，地表下沉系数增加明显；（3）随着宽深比的增大，水平移动系数的变化是一个先减小、后增大的过程，当宽深比0．5左右时，水平移动系数最小：（4）获得适合兖州矿区的综放面边界上方预计下沉值的修正公式。     

浅埋综放L工作面开采方法及其矿压实测研究

 根据路天煤矿16#煤层的具体条件,提出并成功实践L形巷道布置的开采方法。通过现场实测分析,研究L工作面浅埋综放开采时顶煤和顶板的垮落特征、支架的工作阻力、地表塌陷规律及填埋碾压技术等,分析L工作面顶板破裂扩展及分块垮落顺序,建立浅埋综放开采的拱–台阶岩梁组合力学模型,揭示浅埋综放的覆岩移动规律及破煤机制,并给出维护顶板稳定的支架阻力计算公式。研究结果表明：(1) L工作面开采方法是一种高效、安全、高回收率的采煤方法,采露头煤或者露天转井工开采时可以借鉴;(2) 在合适的煤层条件下,浅埋深放顶煤开采在技术上是可行的;(3) 周期来压步距随覆盖层厚度的增加呈增大的趋势;(4) 工作面中部周期来压显现明显;(5) 地表变形垮落可分为4个阶段,填埋碾压应分2个阶段进行;(6) 为提高端面顶板和煤壁的稳定性,应提高支架初撑力。研究结果对类似条件下的开采方法及矿压规律研究具有积极的指导意义。     

综放工作面开采速率对围岩应力环境影响的研究

综放工作面开采速率影响着工作面围岩应力重新分布和变形破坏的结果。主要归结于：（1）开采速率的不同影响围岩应力转移过程的完整程度；（2）开采速率的不同造成单位时间开采截深的变化，从而影响了围岩的加卸载过程以及加载速率的变化；（3）开采速率的不同对岩石蠕变时间有一定的影响，从而影响岩石的变形及应力分布。以谢桥煤矿为工程背景，通过数值模拟分析，揭示开采速率对工作面围岩应力影响的规律。随着综放工作面推进速度的增加，工作面周围应力降低区的面积减小：与之对应，工作面周尉岩体破坏区的范围减小工作面前方峰值应力向丁作面靠近，峰值应力变大；围岩岩体的变形时间缩短，工作面周围岩体的位移减小。提出适当提高综放开采推进速度有利于工作面管理和安全生产。