某矿松软煤层工作面片帮分析及防治技术

为了减低回采工作面煤壁片帮发生的可能与频率,运用理论分析、理论推导以及现场实践等方法,分析了松软煤层工作面发生片帮的机理,并提出科学合理的片帮防治技术。推导得出在开采煤层松软条件下,煤壁主要发生剪切片帮。综合多方因素,提出了煤壁注浆加固的片帮治理技术。在现场实践中,证明了该技术能够有效降低片帮发生的频次,为工作面开采过程中的片帮治理提供一定的借鉴作用。     

大采高工作面煤壁片帮观测及其控制措施

为了深入研究大采高工作面煤壁片帮的发生机制并做好控制管理工作,利用激光测距方法对霍尔辛赫煤矿3207工作面煤壁片帮情况进行现场观察,统计了煤壁片帮深度、高度及片帮范围等数据,分析了3207工作面发生片帮的主要原因,并提出相应的煤壁片帮控制措施。研究结果表明:霍尔辛赫煤矿3207工作面煤壁片帮的主要形式为剪切滑移,工作面周期来压对煤壁稳定性影响较大;地质构造、顶底板性质、采煤高度、工作面推进速度等是煤壁发生片帮的主要影响因素。提出采用俯斜开采、加固工作面煤壁、加快工作面推进速度等控制措施,确保3207大采高工作面的安全高效开采。     

大采高大倾角工作面煤壁片帮机理分析

为研究大倾角大采高工作面煤壁片帮机理,控制煤壁片帮。建立大采高大倾角条件下的煤壁片帮模型,利用压杆失稳理论解释煤壁片帮现象。通过理论计算得出了大采高大倾角工作面煤壁片帮临界力以及片帮最易发生的位置,分析了倾角、采高与片帮临界力和片帮位置的关系。结果表明：煤壁片帮临界力与采高和煤体自身刚度有关,与煤层倾角无关。采高越大,煤壁片帮临界力越小,煤壁抗弯刚度越大,煤壁片帮的临界力越大。煤壁片帮发生的位置受煤壁自身刚度、顶板压力、煤层倾角、采高的影响,但主要由采高决定,煤壁最易片帮位置距离顶板约0.398倍采高处。此外,现场观测了攀枝花煤矿11073大采高大倾角工作面的煤壁片帮现象,现场观测与理论分析结果一致。现场采用提高支架工作阻力等措施,有效地控制了煤壁片帮现象。     

基于挠度理论的煤壁片帮机理研究

本文根据现场实际情况,建立了煤壁片帮的力学模型,应用材料力学中的挠度理论分析了煤壁片帮的机理,借助UDEC软件模拟了不同采高下煤壁片帮的情况,得出了煤壁片帮主要发生在采高中上部,实际生产中应采取相应措施,预防控制煤壁片帮的发生,以确保煤矿安全生产。     

大采高工作面片帮机理及防治分析

矿井的地下开采中一旦发生片帮现象,煤壁就会整体脱落,而且压力不断地前移,煤壁的破损也会加剧,煤壁顶板甚至会发生更大规模的冒落。通过对片帮机理的分析与研究,提出片帮现象发生的主要原因和影响因素,并提出相应的改进措施,能够有效地防止片帮现象的发生。     

“三软”煤层综放工作面片帮冒顶维护技术

新安矿12261面为三软不稳定煤层综放工作面,片帮、冒顶经常发生。根据工作面煤层地质特点,分析研究片帮、冒顶发生的原因,采取设备改制、煤层注水、降低采高等技术措施,进行综合预防和治理,有效地控制了片帮、冒顶,取得了较好的效果。     

大采高工作面煤壁片帮影响因素及控制

为了保障西曲矿大采高工作面的安全生产,防止煤壁片帮现象的发生,根据28302工作面的实际条件,分析煤壁片帮发生的原因,确定工作面煤壁破坏的形式为剪切破坏;并利用压杆理论分析工作面煤壁片帮的机理,确定在煤壁中部最容易出现片帮现象;最后根据影响煤壁片帮的主要因素,结合实际条件提出防治措施,为类似条件下工作面煤壁片帮的控制提供参考。     

防冒顶片帮技术在煤巷掘进中的应用

针对百善矿现施工的685煤柱机巷掘进工作面,在残存煤柱内沿空掘进易发生冒顶、片帮的情况,采用钢钎对顶板进行超前控制,设计加工迎头、两帮防片帮网对迎头及两帮进行有针对性地防护,有效遏制了顶板掉落和片帮的发生,确保了安全掘进。     

大采高回采工作面煤壁片帮防治技术应用

回采3.5～7m厚大采高煤层,出现的煤壁片帮问题给回采工作带来困扰和安全隐患。通过研究大采高回采工作面的片帮机理,分析煤壁片帮的影响因素、应力分布规律,提出针对性的控制措施,通过提高煤壁强度,来降低片帮发生概率。可供大采高回采工作面的片帮治理提供参考。     

基于煤壁“拉裂-滑移”力学模型的支架护帮结构分析

针对坚硬厚煤层大采高综采工作面极易发生煤壁片帮的问题,以红柳林煤矿7.0 m大采高综采实践为基础,分析了煤壁片帮的应力路径效应,将硬煤煤壁片帮细分为拉裂破坏与滑移失稳两个阶段,建立了坚硬厚煤层煤壁片帮的拉裂-滑移力学模型,得出了煤壁的拉裂破坏深度、宽度与煤体强度、开采高度的关系及液压支架应具有的"临界护帮力",分析对比了2种液压支架护帮装置的结构特点与力学特性。研究结果表明,煤体发生拉裂破坏只是煤壁片帮的必要非充分条件,煤壁最终是否发生片帮,还取决于拉裂破坏体在液压支架与矿山压力作用下是否发生滑移失稳。液压支架很难抑制煤壁发生拉裂破坏,但可以有效防止拉裂破坏体发生滑移失稳。液压支架护帮装置采用伸缩梁与护帮板分开结构设计,具有对煤壁的支护作用力大、结构强度与可靠性高等显著优点。     

大采高煤层开采煤壁片帮内在影响因素分析

为了研究煤壁片帮的机理,将影响片帮的因素分为内在影响因素和外在影响因素,通过建立顶板-煤体系统的Bingham黏弹塑性本构模型,利用能量的非稳定平衡准则得到煤壁片帮发生的条件,从能量角度分析了煤壁片帮与煤体黏性系数、弹性模量、顶板刚度、开采煤层厚度之间的关系。结果表明:煤体黏性系数越大,煤壁越不容易片帮;煤体弹性模量越大,煤壁越容易片帮;顶板刚度越大,煤壁越容易片帮;煤层开采厚度越大,煤壁越容易片帮。最后通过对赵固二矿11050工作面采取"注浆+棕绳"柔性加固技术来防治煤壁片帮,验证了结论的正确性。     

松软顶板采场煤壁片帮与顶板冒落作用机理研究

以色连一号矿8101工作面为工程背景,通过现场实测松软顶板冒落形态和煤壁片帮形式,进行采场松软顶板冒落及煤壁片帮作用机理分析,采用数值模拟分析煤壁片帮前后松软顶板塑性区、应力及顶板下沉情况,提出了松软顶板冒落及煤壁片帮防治原则及措施。研究表明:1煤壁片帮导致工作面空顶距增大,加快松软顶板冒落;2理论分析结合现场实测得到工作面发生顶板冒落时0.5m≤[a]≤1.14m,工作面正常推进中(及时移架情况下)煤壁片帮后松软顶板极易冒落;3煤壁片帮后较片帮前来说,空顶区顶板出现拉伸破坏,支架上方顶板区域和煤体深部极限平衡区范围减小,片帮后顶板垂直应力增加明显,煤壁到支架间区域下沉量在0.5m,煤壁片帮导致空顶区顶板垂直应力、剪切应力和顶板下沉量都增大,顶板更容易发生冒落。     

煤壁片帮失稳的尖点突变模型分析

针对工作面煤壁的受力特性和变形特征,将劈裂后的煤壁视为压杆,应用突变理论对压杆的不稳定性进行分析。基于弹性理论求出压杆系统的总势能,进而建立了煤壁片帮的突变模型。通过对煤壁片帮突变失稳发生的必要条件和充分条件进行分析,得出煤壁片帮的主要影响因素,并提出有效预防煤壁片帮的措施。研究结果表明:煤壁片帮失稳的发生与否不仅取决于煤壁上方纵向载荷的大小,还取决于煤体的几何尺寸和煤的物理力学性质等因素;横向力的扰动与煤壁片帮的发生之间存在着非线性的关系。     

大倾角煤层长壁大采高采场煤壁片帮机制

煤壁片帮是大采高采场普遍性开采技术难题,而大倾角条件下大采高采场煤壁片帮特征及其发生机理更为复杂,为弄清该类采场煤壁片帮机制,采用现场实测、数值计算及理论分析法,对大倾角煤层大采高采场煤壁片帮特征、影响因素、片帮机制进行研究。结果表明:大倾角大采高采场煤壁片帮具有交替演变,不同区域形式不同,片滑、回转外片等特征;采高、伪斜角、煤体力学特性与煤壁稳定性密切相关,采高、伪斜角一定范围内越大,煤体强度越低,煤壁片帮几率及程度随之增加,而25221工作面煤壁强度低、含夹矸、高度大,自稳性差,采高及伪斜角大且不断变化,导致顶压作用强度增加,加之重复性动态荷载扰动,复合因素叠加作用促使大倾角大采高采场煤壁发生片帮。     

大倾角综采工作面片帮冒顶原因分析及控制

煤矿综采工作面在生产中经常发生片帮冒顶事故,不仅使工作面产量降低,同时对人身安全造成严重威胁。通过对综采工作面片帮冒顶的机理及特点进行分析,提出综采工作面片帮冒顶的控制措施。     

深埋大采高长壁综采工作面矿压规律研究

为解决煤矿深埋大采高综采工作面冒顶以及煤壁片帮问题,研究该矿综采工作面、回采巷道矿压分布规律,对工作面煤壁片帮、冒顶情况和回采巷道支护效果进行系统观测。观测结果表明:在综采工作面中部易发生冒顶片帮;回采巷道变形位移较大;周期来压时工作面与回采巷道有明显的来压现象。对观测结果进行分析,根据工作面矿压分布规律提出控制冒顶片帮的合理化建议,优化回采巷道支护方案,防止冒顶片帮事故发生。     

特大采高综采面回撤阶段调节巷异常片帮机理研究

针对特大采高综采面回撤阶段调节巷发生异常片帮问题,以大柳塔煤矿52304工作面为研究条件,采用现场实测、数值模拟和理论分析对工作面发生异常片帮的原因进行研究。结果表明:由于超前支承压力的不断转移,当工作面进入调节巷时,回撤通道侧的应力集中系数大于工作面侧,导致调节巷出现回撤通道侧片帮程度大于工作面侧片帮的异常现象。通过采用预先加强支护危险位置,如增加锚杆和锚索的支护数量和对煤体进行注浆加固等措施可有效控制调节巷片帮的发生,保证工作面的安全回撤。     

基于D-P准则松软煤层煤壁片帮机理及控制研究

针对深部开采松软煤层煤壁片帮治理难题,通过基于D-P准则的极限平衡理论,研究深部开采松软煤层煤壁片帮发生机理,分析推导出煤体塑性区的计算公式,并通过塑性区公式得出松软煤层煤壁片帮影响因素包括采深、工作面采高、应力集中系数、煤体的内摩擦角、煤体的粘聚力以及支护阻力;通过建立力学模型来研究煤壁片帮的控制技术,计算得出了煤壁发生片帮的位置普遍在3/5倍采高及以上。该理论对精准防治煤壁片帮起到了指导作用。综合研究表明:通过采取提高支架工作阻力、深孔超前煤层注水、浅孔超前注浆加固结合的方法,可以提高煤体粘聚力与煤体强度,进而对松软煤层煤壁片帮进行有效防治。研究结果对松软煤层安全高效开采具有重要指导意义。     

浅议掘进巷道顶板事故的预防与处理措施

该文针对掘进巷道容易发生冒顶和片帮事故的地点及产生冒顶片帮事故的原因进行了分析,就冒顶和片帮事故的预防及处理措施进行了有益的探讨和实践。     

三软不稳定煤层工作面煤壁片帮机理及防治技术

为防止在三软不稳定煤层回采工作面使用悬移支架时发生由煤壁片帮引起的冒顶事故,通过分析"三软"不稳定煤层滑移式片帮和压剪式片帮的片帮机理,并提出煤壁片帮防治技术,根据"三软"不稳定煤层工作面煤壁片帮的主要特征,实施了在回采工作面煤壁上端打木锚杆和煤层注水相结合的技术,辅之以加强支架—围岩关系的管控和优化回采工艺的防治煤壁片帮的综合措施。现场试验结果表明,实施煤壁片帮综合防治措施后,片帮深度超过0.3 m的片帮率由52.6%降至12.5%,最大片帮深度由0.82 m降至0.42 m,回采工作面的煤壁片帮得到有效控制。