浅埋薄基岩综放面矿压显现规律的基岩厚度效应

采用现场实测法,对千树塔煤矿11305综放工作面基岩厚度不同时的各回采阶段矿压显现规律进行了对比分析。结果表明:对于浅埋薄基岩综放工作面,当埋深和煤层厚度相近时,基岩厚度越小,周期来压步距越小,而其对应的动载系数和平均循环末阻力却增大,即其越不利于综放工作面安全回采。因此当基岩厚度较小时,应采取相应的技术措施,加强顶板控制,确保综放工作面的安全。研究结论对浅埋薄基岩综放工作面顶板控制具有重要的指导意义和实践价值。     

浅埋深综放采场覆岩结构对矿压显现规律的影响

为确保综放工作面的安全开采,采用相似模拟试验和现场观测相结合的方法,研究了浅埋深条件下覆岩结构对综放工作面矿压显现规律的影响。结果表明:当基岩厚度小于80 m时,综放工作面覆岩以"悬臂梁+铰接岩梁+拱"结构形式存在,而基岩厚度大于80 m,覆岩以"悬臂梁+铰接岩梁"结构形式存在,基岩厚度越大,覆岩结构稳定性越好;综放工作面支架平均循环末阻力随着基岩厚度的增加呈对数减小,平均周期来压步距随基岩厚度的增大呈增加趋势,在相同覆岩结构条件下,动载系数随基岩厚度的增加而增大;而不同覆岩结构条件下,覆岩稳定性越好,动载系数越小。     

浅埋深薄基岩综放覆岩运移规律的埋深效应研究

采用相似模拟实验的方法,研究了浅埋深薄基岩条件下综放开采覆岩运移规律的埋深效应,结果表明:浅埋深薄基岩条件下,虽然埋深不同,综放采场覆岩均形成了稳定的"悬臂梁+铰接岩梁+拱"结构,松散层和地表会随着"铰接岩梁"周期性失稳而滞后工作面成整体切落式垮落,地面出现台阶式下沉,工作面与地表沟通,进而直接破坏覆岩含水层和地表水系,生态环境遭受严重的破坏;随着埋深的增加,地表最大下沉值增加,最大下沉量位置距工作面的距离增大。     

浅埋深薄基岩矿井综放工作面导水裂缝带发育规律研究

转龙湾煤矿首采工作面煤层埋深160 m左右,基岩厚度60～120 m,属于浅埋薄基岩开采。本文分析了转龙湾煤矿II-3煤层覆岩特征,井下现场探测了首采试验区的采动覆岩破坏导水裂缝带发育高度,采用有限差分数值仿真方法模拟了薄基岩浅埋煤层综放开采条件下的覆岩运移破坏过程。研究表明,采动覆岩塑性破坏区的形态经历了"马鞍形"—"拱(箱)形"的演化发育过程;随着采动空间的增大,采空区两端超前破坏裂隙扩展速度较中部变慢,最大导水裂缝带发育高度位于采空区中部,裂采比为20。     

浅埋深分层综放工作面超前支承压力特征

研究浅埋深特厚分层综放工作面开采超前支承压力的分布范围和强度,可指导工作面超前支护参数选定与优化。实测18041综放工作面的超前支承压力分布具有整体相对平缓,应力集中系数相对较低,影响范围小等特征。原因是煤层埋深比较浅、表土层较厚,基岩相对薄、顶板比较软,采动引起老顶及整个上覆基岩和表土层变形破坏,地面出现类似台阶式下沉,老顶在综放工作面推进方向上所能承受和传递上覆来压的下降,工作面前方的超前支承压力应力集中系数不断减小。     

浅埋深薄基岩综放工作面超前支承压力分布规律的埋深效应

采用数值模拟的方法,研究了煤层埋藏深度对浅埋深、薄基岩、厚松散层特厚煤层综放开采超前支承压力的影响,研究结果表明:随着煤层埋藏深度的增加,综放工作面超前支承压力峰值大小和峰值距煤壁的距离呈对数增加,而支承压力集中系数呈线性减小。煤层埋藏深度的增加有利于顶煤的破碎,进而间接提高了特厚煤层采用综放开采的采出率。     

浅埋深特薄基岩煤层工作面安全开采技术

针对薄基岩浅埋煤层在开采过程中易发生压架、溃水、溃砂事故的问题,对大柳塔煤矿在浅埋深薄基岩条件下综采工作面安全回采技术进行研究,采取了提前泄放砂砾层水、在基岩厚度不大于6m区域内注马丽散加固、加强设备的检修力度、生产现场严格执行顶板管控"十三项"到位等安全开采技术措施。实践表明通过采取以上措施有效地防止了工作面切顶、溃砂、溃水事故的发生,安全高效的回采了浅埋煤层薄基岩区域。大柳塔煤矿对过特薄基岩采取的措施是安全、可靠的,还可进一步完善了过薄基岩的措施。     

大柳塔煤矿薄基岩浅埋煤层工作面矿压规律研究

为了研究薄基岩浅埋煤层矿压规律,防止薄基岩浅埋煤层工作面发生切顶事故,造成溃砂溃水事故,通过对大柳塔煤矿22614工作面现场矿压观测,得出了薄基岩浅埋煤层工作面矿压显现规律,结果表明：工作面上覆基岩厚度大于10 m的区域,工作面顶板来压比较明显,支架动载系数相对比较大,工作面上覆基岩厚度小于10 m的区域,工作面顶板来压不明显,实测工作面支架工作阻力大部分为5 400～7 200 kN,现有支架能满足生产需求。     

浅埋厚土综放开采矿压规律实验研究

根据陕北麻黄梁矿3#煤层首个综放工作面煤层赋存特征及上覆岩层力学参数,对薄基岩厚土层覆盖条件下的综放开采进行了相似材料模拟实验研究。研究认为,麻黄梁矿3#煤层综放开采覆岩并未出现全厚度切落,厚土层在工作面初次来压后逐步呈现整体下沉;在对实验支架初撑力和最大工作阻力进行分析的基础上,确定出麻黄梁矿综放开采支架的合理工作参数。     

浅埋深厚松散层综放工作面支架工作阻力下限值的确定

采用相似模拟和理论分析相结合的方法对浅埋深厚松散层综放工作面覆岩结构特征及支架工作阻力下限值的确定进行了研究。研究发现：当采厚和基岩层厚度相同、松散层厚度不同时,浅埋深厚松散层特厚煤层综放工作面覆岩均以“组合悬臂梁-铰接岩梁-拱”的结构形式存在;基于该覆岩结构模型计算得出了浅埋深厚松散层特厚煤层综放开采支架工作阻力下限值的解析计算式。现场应用结果表明：支架工作阻力解析式计算合理,依此确定的支架架型能够满足支护顶板的要求。