厚坚硬顶板工作面覆岩运动规律与采动应力分布研究

基于采空区上方坚硬厚层砂岩顶板容易聚积大量的弹性能，在顶板结构受到破坏时造成冲击地压的问题，以田陈煤矿3_下7115工作面为工程背景，通过理论分析和现场监测对厚坚硬顶板工作面覆岩运动规律及采动应力分布特征进行了研究。首先通过理论计算得到3_下煤层工作面上覆厚层砾岩层在弹性基础上的极限破断步距约为43.5 m;其次根据现场微震监测数据分析得出支承压力对底板破断的深度约为60 m,采动应力在垂直方向约为煤层上方40 m,下方60 m左右范围内；最后根据钻孔应与钻屑法监测数据分析出侧向支承压力峰值位于煤壁深处8～9 m.研究结果可为矿井防冲技术体系的建立提供重要指导意义，同时能够为相似坚硬顶板矿井矿压研究提供借鉴和帮助。     

坚硬顶板围岩垮落变形规律相似模拟试验研究

为了进一步揭示坚硬顶板采区大巷的变形规律和保安煤柱的应力分布特征,利用相似模拟实验,研究了坚硬顶板开采条件下覆岩的运移、垮落规律和大巷变形破坏特征。得到了以下结论:采空区坚硬顶板悬顶长度较长,工作面初次来压步距为37 m,周期来压步距为23 m;采动影响下巷道围岩变形呈现顶板挤压移进、两帮鼓起的大变形的特征,相似试验为工作面顶板来压步距及采区大巷应力及变形提供依据。     

坚硬特厚煤层工作面覆岩运动规律分析

针对某矿坚硬特厚煤层复杂地质条件,运用矿压理论、数值模拟方法对其工作面坚硬特厚煤层上覆岩层运动规律进行研究和分析,得到了在坚硬特厚煤层的条件下上覆岩层运动规律变化与工作面推进步距的关系,即随着工作面推进步距的增加,支承压力、传递岩梁、破断拱的高度都会相应地增大,但最终趋于稳定,这一研究结论对于坚硬特厚煤层条件下工作面的安全生产和支护设计都有一定的指导意义。     

特厚煤层开采坚硬顶板覆岩结构及其演化特征分析

特厚煤层开采形成了大空间采场，坚硬顶板断裂扰动波及范围广，工作面来压具有强矿压特征，尤其当煤层顶板“见方”开采期间，采场矿压作用更加强烈。据此，采用现场实测和物理三维相似模拟方法，探讨了特厚煤层开采覆岩扰动高度及坚硬顶板断裂特征。首先基于现场实测研究分析了覆岩破断失稳规律，实测结果表明，特厚煤层开采过程中，煤层顶板存在超前断裂现象。伴随工作面的推进，顶板初始运动主要是围绕断裂线近区基点旋转下沉，滞后工作面一定距离；地表岩移观测结果表明，特厚煤层顶板分层构成顶板群组并产生组合运动，具有层位运动特点，且伴随工作面推进，层位顶板运动存在阶跃现象。基于地表裂缝形态及钻孔多点岩移观测反演，揭示了特厚煤层开采过程中的顶板断裂及运动特征，认为特厚煤层开采覆岩扰动高度大，坚硬顶板断裂具有转向特征，伴随煤层开采推进，由低位顶板层位的横向“O-X”断裂逐渐向高位硬岩的纵向“O-X”断裂转向；特厚煤层坚硬顶板开始发生断裂转向的临界位置即所谓的煤层开采“见方”区，合理解释了工作面开采的“见方”来压现象；高位顶板纵向断裂尺寸大，扰动影响范围广，是诱发采场强矿压的主要因素，确定了特厚煤层采后覆岩“低-中-高”层位...     

麻家梁矿采动双硬顶板工作面覆岩运移规律

以麻家梁煤矿14201双层坚硬顶板工作面为例,进行相似模拟实验和矿压观测,得到了上位坚硬顶板的初次来压步距为106 m,周期来压步距为50~60 m,下位坚硬顶板的初次来压步距为60 m,周期来压步距为20~25 m,发现双硬顶板破断失稳整体呈现"下位短悬臂梁与上位长砌体梁"结构,垮落方式分为下位坚硬顶板单层垮落和上、下位坚硬顶板的同步垮落2种;下位坚硬顶板垮落形成"小周期来压";上位坚硬顶板垮落给采场及巷道围岩造成较为剧烈的影响,形成"大周期来压"。     

深井坚硬灰岩顶板综采工作面初次来压覆岩破断特征研究

针对某大型矿井首采面埋深大、顶板为多层坚硬灰岩的特征,利用扩展有限元法,再现工作面采动时的顶板变形、破断、垮落的动态过程,研究了采场顶板的破断方式和特征。结果表明:顶板初次垮落位于距开切眼约1/4初次来压步距处;顶板破断呈现阶梯型,从下往上向工作面推进方向靠近;该矿条件下工作面初次来压步距和周期来压步距约分别为35m和14 m。     

葛泉矿坚硬顶板综放开采三维数值模拟

为了揭示以大青灰岩为坚硬基本顶的综放工作面开采过程中顶板应力分布及其演化特征,根据邢台葛泉矿风井1192综放工作面工程地质和开采技术条件,结合顶板坚硬、初次来压冲击大、动载系数高等特点,运用数值模拟（FLAC^3D）程序对不同直接顶厚度条件下的综放工作面开采过程进行了三维计算和综合分析．研究表明,在10m范围以内,直接顶厚度越大,基本顶的初次来压步距就越大,并在10m处达到峰值,容易造成冲击地压;俯采工作面的围岩变形破坏力学过程和应力转移模式,是造成顶板来压前后最大主应力位置差异性的重要原因．研究成果为确定基本顸与工作面之间的安全距离、预防冲击地压、保障工作面安全生产提供了重要的理论依据．     

葛泉矿坚硬顶板综放开采三维数值模拟

为了揭示以大青灰岩为坚硬基本顶的综放工作面开采过程中顶板应力分布及其演化特征,根据邢台葛泉矿风井1192综放工作面工程地质和开采技术条件,结合顶板坚硬、初次来压冲击大、动栽系数高等特点,运用数值模拟(FLAC3D)程序对不同直接顶厚度条件下的综放工作面开采过程进行了三维计算和综合分析.研究表明,在10 m范围以内,直接顶厚度越大,基本顶的初次来压步距就越大,并在10 m处达到峰值,容易造成冲击地压;俯采工作面的围岩变形破坏力学过程和应力转移模式,是造成顶板来压前后最大主应力位置差异性的重要原因.研究成果为确定基本顶与工作面之间的安全距离、预防冲击地压、保障工作面安全生产提供了重要的理论依据.     

葛泉矿坚硬顶板综放开采三维数值模拟

为了揭示以大青灰岩为坚硬基本顸的综放工作面开采过程中顶板应力分布及其演化特征,根据邢台葛泉矿风井1192综放工作面工程地质和开采技术条件,结合顶板坚硬、初次来压冲击大、动载系数高等特点,运用数值模拟（FLAC^3D）程序对不同直接顶厚度条件下的综放工作面开采过程进行了三维计算和综合分析．研究表明,在10m范围以内,直接顶厚度越大,基本顶的初次来压步距就越大,并在10m处达到峰值,容易造成冲击地压;俯采工作面的围岩变形破坏力学过程和应力转移模式,是造成顶板来压前后最大主应力位置差异性的重要原因．研究成果为确定基本顶与工作面之间的安全距离、预防冲击地压、保障工作面安全生产提供了重要的理论依据．     

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。     

“三软”煤层采场岩层移动规律数值模拟研究

淮南矿区综采采场条件复杂,采场矿压受多种因素影响。利用数值模拟的方法研究总结淮南矿区三软煤层综采工作面的矿压显现规律,为加强综采工作面顶板管理、保证安全开采提供了科学依据。     

“三软”煤层大采高工作面采场覆岩运动规律数值研究

基于大采高煤层开采后上覆岩层运动、破坏特征和应力特性变化规律,结合潘一矿1521(3)工作面工程地质条件,采用UDEC数值分析软件模拟上覆岩层力学变化与破坏过程,分析了"三软煤层"上覆岩层运动结构特点、运移规律及应力分布情况,并利用工程实测对该模拟结果进行了验证,对我国的大采高开采理论研究作了有益的探索。     

厚煤层综放开采覆岩移动规律数值模拟分析

为了掌握高河矿综放工作面上覆岩层移动规律,为工作面布置及“三下”开采提供参考,结合高河矿E1302综放工作面地质情况,采用数值模拟方法,对工作面地表移动、上覆岩层移动及岩层破坏特征进行模拟分析。研究表明:岩层移动在基岩内衰减较为明显,在松散层内近似整体沉降,厚基岩具有一定的控制地表沉陷变形的能力;导水裂缝带发育髙度最大约为140 m,裂高采厚比为20;综放开采强度大,地表的沉陷变形值增大,地表裂缝增加,从而导致地表下沉系数增大。     

工作面开采覆岩移动规律的数值模拟研究

为了研究工作面在回采过程中的覆岩移动规律,以麦垛山煤矿2#煤典型工作面为例,采用数值模拟的方法,对工作面覆岩破裂、主应力、顶板垂向和横向位移以及地表下沉进行了分析。根据数值模拟结果,顶板塑性破坏区呈现出波浪状,导水裂缝带发育最大高度为74.9 m,煤壁上最大压应力为7.95 MPa,采空区顶板上的最大拉应力为1.18 MPa,2#煤顶板最大下沉值为1 600 mm,地表最大下沉值为875 mm。     

荫营煤矿丈八煤综放工作面顶板顶煤运动规律研究

通过对荫营煤矿丈八煤1501盘区综放工作面现场矿压观测分析，结合所采煤层顶板实际运动情况，阐述了缓倾斜煤层综放开采顶板、顶煤的运动规律。     

"两硬"浅埋深厚煤层顶煤顶板运移规律研究

为在浅埋深“两硬”条件下的特厚煤层实施综放开采技术,对坚硬顶煤顶板的破断、运移规律进行了现场观测和分析研究．通过理论分析,建立了顶板断裂的力学模型．利用深基点观测方法,在安家岭井工矿4101综放工作面设置矿压观测站,对工作面顶煤顶板的不同层位进行深基点观测,获得了顶煤顶板随工作面推进垮落和运移情况的数据,分析总结了该工作面顶煤顶板的活动运移规律．观测结果表明：4101工作面顶煤随工作面的推进随采随冒,顶煤顶板运移起始点距煤壁较近,顶煤距煤壁前方15m左右开始移动,顶板岩层移动距离约距煤壁前方10m,顶板运移滞后于顶煤的运移,且顶煤冒落时位移量不大．4101工作面顶煤可随采随冒,顶板能够及时垮落,不需对顶煤顶板采取人工处理措施．     

综放工作面粉尘运动规律数值模拟及现场实测

以某矿综放工作面为研究对象,采用数值模拟及现场实测法,得出综放工作面粉尘运动分布规律.结果表明:割煤过程是综放工作面的主要产尘环节.割煤时下风向20 m、移架下风向10 m和放煤下风向5 m为重点防尘地点;割煤时下风向60 m、移架下风向10 m和放煤下风向20 m以后多为难于沉降的呼吸性粉尘,防尘重点应为呼吸性粉尘.     

坚硬特厚煤层随工作面推进上覆岩层运动规律研究

文章以神华宁煤矿业集团汝箕沟煤矿为工程背景,采用理论分析和数值模拟的方法对32211工作面坚硬特厚煤层上覆岩层运动规律进行研究和分析,得到了在坚硬特厚煤层的条件下上覆岩层运动规律变化与工作面推进步距的关系,即随32211工作面推进步距的增加,支承压力、传递岩梁、破断拱的高度都会相应的增大,但最终趋于稳定。这一研究结论对于坚硬特厚煤层条件下工作面的安全生产和支护设计都有一定的指导意义。     

坚硬顶板工作面冲击危险数值模拟研究

针对枣庄矿区某矿2603工作面的冲击矿压问题,根据现场条件采用数值模拟分析了2603工作面坚硬厚砂岩顶板的弹性能积聚规律和工作面前方支承压力分布特征,结果表明:工作面能量积聚区和应力集中区的位置大致相同,顶板弹性应变能积聚程度与其所受支承压力正相关,解决坚硬顶板型冲击矿压问题,必须从顶板和煤体2方面采取措施。该矿采用强制放顶、卸压爆破、顶板水压致裂等措施后,取得了明显效果。     

大倾角煤层采场顶板运动与矿压显现规律研究

双鸭山东保卫煤矿36#大倾角煤层采场顶底板运动直接制约生产安全。通过现场监测,结合计算机数值模拟等理论方法,对大倾角条件下采场顶板运动与矿压显现规律、工作面支架载荷进行了研究。研究结果表明,由于煤层倾角增大,老顶沿倾向会形成一个由断裂岩块铰接而成的拱形结构,工作面中上部与下部载荷比为1.41。