榆树田煤矿首采工作面来压规律理论分析

为保证榆树田煤矿首采面安全、高效生产,根据相关地质资料并结合理论分析对首采上覆岩层运动规律进行研究,研究表明:采空区内基本顶岩梁间是分层垮落,基本顶第一岩梁随直接顶的跨落而跨落,工作面顶板初次来压步距约为69.3m,周期来压步距约为35m。     

特厚硬煤层优化采放工艺参数研究

以徐矿集团新疆夏阔坦矿业公司榆树田煤矿110501首采工作面为研究对象,针对工作面顶煤放落困难、放出率不高问题,在现有煤层赋存条件下,通过现场实测、统计分析、数值模拟等方法,从优化回采工艺参数着手,对榆树田煤矿110501综放工作面如何提高回采率进行分析研究,研究结论和方法对于榆树田煤矿提高工作面回采率和下一步矿井安全高效生产具有指导意义。     

富水顶板大采高综采工作面涌水与矿压关系研究

针对纳林河二号煤矿31101富水顶板大采高综采工作面涌水情况,分析了工作面涌水与工作面矿压以及顶板岩层结构之间的关系。通过理论计算得出了关键层层位,认为基本顶及其控制的上覆岩层和关键层Ⅱ及其控制的上覆岩层共同组成了"复合悬臂梁—复合铰接岩梁"结构。计算得出关键层Ⅱ的初次断裂步距为210.3m,周期性断裂步距为101.1m,与现场实际矿压与涌水情况相符。认为"复合悬臂梁"的周期性破断失稳使得工作面产生"小"出水,而后发生小周期来压;"复合铰接岩梁"的周期性破断失稳使得工作面产生"大"出水,而后发生大周期来压。研究结果为31101工作面的出水预测提供了理论依据,并为相似工作面涌水与矿压关系研究提供参考。     

浅埋深厚积岩复合关键层作用下工作面围岩活动规律

在多关键层的复合效应作用下,工作面回采过程围岩应力和支架顶板受力具有特殊性。以昌汉沟矿为研究对象,对浅埋深厚积岩复合关键层作用下工作面围岩活动规律进行研究。通过关键层理论,确定工作面上方19 m处的细砂岩为亚关键层,工作面上方47.5 m处的粗砂岩为主关键层。采用RFPA数值模拟,对上覆岩层规律进行模拟,结果表明:亚关键层和主关键层控制工作面的上覆岩层运动,上覆岩层的破坏和移动特征总体表现为"两带"。通过对支架载荷监测得到:采场来压呈现出非均匀性周期变化,亚关键层破断引起小周期来压,主关键层破断引起大周期来压。     

基于顶板预裂爆破关键层改性防治压架突水灾害

以松散承压含水层下采煤工作面为研究背景,提出了基于顶板预裂爆破的关键层改性防范工作面压架突水灾害的措施。首先对顶板覆岩结构进行判别,针对覆岩满足复合单一关键层结构的条件,通过顶板预裂爆破弱化距离煤层10倍采高以内的厚硬岩层,实现关键层层位上移至10倍采高之外,避免覆岩形成复合单一关键层结构而发生复合破断,从而达到避免压架突水灾害的目的。在顶板预裂爆破防治压架突水灾害机理的基础上,介绍了基于顶板预裂爆破进行关键层改性措施的适用条件和应用方法。     

错层位关键层稳定性研究

通过理论分析和FLAC3D数值模拟对错层位首采和接续工作面上覆岩层的运动规律进行了研究分析。借鉴已成熟的关键层理论公式,在计算中将上覆岩层简化为薄板模型并结合梁的力学特性,得出了工作面上方关键层的极限跨距。首采工作面开采后上覆岩层垮落形态为拱形,错层位接续工作面进风巷布置在上一工作面采空区下方,处于应力降低区,在开采接续工作面时,首采和接续工作面的顶板连成一个整体,上覆岩层垮落后最终形成一个大的拱形,两工作面关键层呈单一超长工作面关键层特点,错层位开采完之后地表下沉是缓慢均匀的。     

深部复合极软岩综采面矿压显现特征

对新安煤矿首个深部复合极软岩综采工作面支架工作阻力进行了连续观测,得知工作面具有较明显的周期来压特征,但矿压显现不强烈。通过工作面覆岩特征分析,认为工作面矿压显现不强烈主要在于覆岩是存在主关键层的多关键层覆岩且关键层岩性较为软弱;实测支架工作阻力有较大富余量,对顶板漏冒和煤壁片帮控制较好,支架具有良好的适应性。     

榆树田特厚煤层综放液压支架承载特征与适应性研究

本文以徐矿集团新疆库车县榆树田煤矿110501首采工作面为背景,通过理论计算、现场观测统计分析等方法,分析研究榆树田煤矿11采区地质条件下,特厚煤层综采工作面液压支架承载特征与适应性问题,进一步评价、验证现有支架的承载能力与适应性,为安全高效生产提供实践保障,为下一步矿井回采设备选型配套提供依据。     

浅埋薄基岩厚煤层覆岩移动演化规律数值模拟研究

 本文应用RFPA2D岩石破断过程分析系统对神府煤田柠条塔煤矿浅埋薄基岩厚煤层N1201首采工作面开采过程中覆岩移动演化规律进行数值模拟分析。模拟研究了煤层采动后其上覆岩层破断发展过程,揭示了工作面推进过程中采场岩层的破断机理和来压特点以及煤层顶板支承压力的变化规律,并与井下现场实测来压步距进行对比分析,为今后开采神府矿区相似工作面的顶板管理及矿压控制提供了重要的参考价值。     

浅埋煤层开采数值模拟及顶板突水危险性分析

为实现伊犁矿首采面煤层安全开采,对其上覆岩层运动特征进行研究,分析其顶板突水危险性。利用UDEC软件进行数值模拟,分析随着工作面的推进,上覆岩层的破裂过程和来压特点。分析物理模拟上覆岩层运动特征,得到裂隙带高度随工作面推进而增大、裂隙带高度与采空区跨度有非线性关系等规律。分析首采面顶板充水条件,结合裂隙带高度发展规律,认为首采面顶板突水危险性较小。研究结果为矿区首采面煤层安全开采提供理论依据,同时,为制定防治水措施提供科学依据。     

固体废弃物胶结充填开采上覆岩层移动影响分析

通过建立计算机数值模型模拟固体废弃物胶结充填开采上覆岩层移动规律,观测不同工作面推进距离上覆岩层移动特征,对比长壁开采与充填开采关键层移动,分析充填开采关键层运动与上覆岩层移动特征。由于采空区被矸石和粉煤灰等材料所充填,充填工作面矿压显现和上覆岩层移动规律与一般垮落法管理顶板明显不同。研究表明：胶结充填开采工作面周期来压步距大,来压强度不明显;关键岩层弯曲下沉,不会出现岩层破断现象。上覆岩层移动范围明显减小,对地表变形能有效控制。     

大采高工作面复合关键层破断模式与矿压显现机理研究

针对大采高工作面矿压控制难题,利用相似模拟方法对覆岩破断特征与矿压显现机理进行研究,分析了覆岩运移特征与声发射监测信息,提出异步及同步断裂关键层破断模式,建立了相应的上覆岩层复合关键层结构模型和覆岩破断的力学条件,总结上覆岩层移动变形和破断随时间和空间的变化规律,得出关键层同步断裂是造成大采高工作面开采矿压显现强的根本原因。     

浅埋深特厚煤层综放开采地表异常塌陷原因分析

采用现场观测和理论分析相结合的方法,对柴沟煤矿1503综放工作面回采过程中顶板发生抽冒、地表塌陷,塌陷坑深度大于煤层采厚的现象进行了研究。研究表明:工作面上覆岩层主关键层是复合关键层,复合关键层的破断距离较大,达105m;下部亚关键层破断形成组合悬臂梁结构,组合悬臂梁结构以及主关键层的破断距导致了下方采空区有巨大空间;主关键层破断后,上覆破碎岩石向四周滑落、运动充填了采空区,导致了地表异常塌陷坑的出现。现场矿压观测的结果以及塌陷坑出现的位置与理论计算数据基本吻合。     

8.8m超大采高工作面矿压显现规律实测及机理分析

针对浅埋深超大采高工作面矿压显现强烈的问题,基于支架压力现场监测,对上湾煤矿8.8 m超大采高工作面矿压显现规律进行了研究。结果表明:8.8 m超大采高工作面基本顶初次来压步距为45 m左右,周期来压步距平均为13.5 m,动载系数平均为1.6;超大采高工作面周期来压具有来压步距短、来压持续时间长、来压区域性明显、动载矿压强烈等特点。根据工作面上覆顶板结构分析认为,工作面开采强度大、顶板活动剧烈,关键层结构单一、赋存层位低、易滑落失稳、上覆顶板整体性破断,是造成浅埋深超大采高工作面矿压显现强烈的主要原因。     

大采高采场上覆岩层运动规律的研究

应用"关键层"理论对宫地矿大采高采场上覆岩层结构进行了计算分析,确定了工作面覆岩层的主关键层和亚关键层,应用三维离散单元法软件3DEC建立应变模型对不同采高情况下覆岩层运动规律进行了研究。研究结果表明,随着工作面采高的增加,覆岩层的冒落空间、顶板离层量及碎胀系数增加,顶板断裂线明显前移。上述分析结果为大采高综采面围岩控制提供依据。     

黄陵二号煤矿超长工作面矿压规律分析

以黄陵二号煤矿超长工作面矿压规律为目标,采用现场调查、理论分析和岩层划分等方法,综合分析二号煤矿综采工作面顶板特征、矿压分布等,明确生产期间的作业要求.结果表明,209工作面直接顶由上覆细砂岩和粉砂岩组成,粉砂岩为关键层,其破断为工作面来压提供力源;来压步距大于22 m时,工作面矿压显现剧烈;整个工作面矿压分为3部分,...     

小纪汗煤矿11213大采高工作面矿压规律研究

为解决小纪汗煤矿11213大采高综采工作面来压剧烈,部分支架压死及支架掩护梁开裂等问题,通过分析工作面开采地质条件和现场矿压观测结果,认为关键层的垮落失稳结构特征是矿压显现剧烈的主要原因。根据关键层理论应用数值模拟研究得到11213工作面上覆岩层存在复合关键层结构,上位及下位关键层的周期性破断导致工作面来压,特别是上位关键层的破断导致工作面来压剧烈,因此提高液压支架的初撑力和稳定性能够很好的防止煤壁片帮,控制直接顶和基本顶的相对运动,从而有效地保证工作面安全有序生产。     

覆岩结构类型与开采覆岩损害特征分析

煤层开采打破了上覆岩层原有的平衡,必然引起岩层的移动、破断,导致应力场和裂隙场的改变,工作面出现矿压显现。上覆岩层的岩性和组合结构对工作面开采覆岩损害特征分布影响显著,一般岩性越坚硬,上覆岩层应力集中程度越高,采动裂隙越发育,矿压显现也越明显;坚硬岩层尤其是关键层对覆岩的破断运动起控制作用,覆岩破断发展到一定层位后软弱岩层往往是抑制覆岩破断进一步向上发展的关键。当工作面上覆岩层同时存在远近场关键层时,近场关键层的周期性破断引起裂隙带范围内岩层的运动和工作面周期来压;而远场关键层的周期性破断导致地表裂缝或台阶下沉,工作面压力急剧上升,有时甚至导致煤矿动压灾害,尤其是远近场关键层同步破断时动力现象更明显。通过地面钻孔使远场关键层提前破断是防止此类动力灾害的关键。     

张家峁煤矿15201试采工作面矿压规律研究

对张家峁煤矿15201试采工作面矿压进行现场实测,揭示了近浅埋煤层大采高(6.3 m)在工作面推进过程中上覆岩层的移动规律,分析了由于上覆松散层厚度变化时周期来压期间的破坏和动载机理,得出了近浅埋煤层一般采高上覆岩层破坏规律,为陕北类似张家峁煤矿顶板结构分析及支架选型提供了理论基础.     

店坪煤矿薄基岩顶板破坏规律研究

针对店坪煤矿煤层上覆基岩超薄、且自稳性能差、承载能力弱、工作面顶板管理难等特点,以5302首采工作面实测矿压资料为依据,并利用FLAC3D数值模拟软件,对工作面推进中不同层位的顶板进行了模拟;最终分析了工作面回采过程中上覆岩层移动、破坏演化的机理,为工作面的安全高效生产提供了依据。