大采高工作面矿压显现规律及煤壁片帮稳定性研究

 研究基于试验工作面大采高工作面的矿压规律展开研究。首先通过计算机数值模拟得到不同采高对煤壁稳定性的影响规律,认为试验地质条件下一次采出高度小于6m较为合理。在此基础上进一步对顶板的来压步距及支架工作阻力进行研究,认为：工作面直接顶的垮落步距平均22m,工作面老顶来压步距平均40m,工作面周期来压步距平均22m;工作面非来压期间支架平均工作阻力为1648kN,老顶初次来压期间平均支架工作阻力为9724kN,动载系数为5.9,工作面周期来压期间支架平均工作阻力为8432kN,动载系数1.35;工作面煤体超前支承应力影响的范围为 50m,34m～12m为弹性应力区,9m范围内处于峰后应力区域,煤体承载能力较差。     

大倾角综放采场矿压显现规律

为掌握大倾角综放工作面的矿山压力显现规律,以晋煤集团赵庄二号井1303工作面为研究背景,采用现场监测的方法,归纳总结出复杂地质条件下的大倾角工作面矿压显现规律。研究表明:工作面初次来压步距平均为47.6 m,初次来压期间支架平均工作阻力为1 400 kN;周期来压步距平均为16 m,周期来压期间支架平均工作阻力为1 200 kN。归纳得出:工作面来压步距和工作面来压强度沿倾斜方向呈不对称分布,倾斜工作面的底板管理重点在工作面的上端头,而顶板管理重点则在工作面下端头。     

三元煤矿超长综放工作面矿压显现规律研究

为了掌握超长综放工作面矿压显现规律及发生机理,采用现场实测和理论分析的方法对三元煤矿1312超长综放工作面回采期间的矿压显现特征、液压支架适应性和周期来压规律进行了研究。结果表明:工作面平均初次来压步距18.3 m,周期来压步距8.4 m,支架动载系数1.38,平均初撑力4 913 kN,来压期间平均循环末工作阻力9 741 kN,前柱平均工作阻力大于后柱1 557 kN。主关键层的破断距离和对支架的载荷与实测的平均周期来压步距及来压期间循环末工作阻力基本一致,工作面矿压显现受上覆主关键层破断后回转运动的影响,与亚关键层的运动关系不大。     

浅埋深综放工作面矿压规律及支架工作阻力确定

针对浅埋深综放工作面矿压显现剧烈、安全阀开启频繁的问题,对平朔井工三矿39107浅埋深综放工作面支架工作状况进行分析研究.采用矿压监测系统现场实测液压支架工作阻力,得到工作面基本顶初次来压步距为33.7 m,平均周期来压步距20.7 m,周期来压期间液压支架循环末阻力平均为9 700 kN,安全阀开启率平均为3.7％,工作面液压支架初撑力水平整体较低,分析表明液压支架存在3种不合理工作状态:安全阀调定压力不合理,前后立柱受力不均衡,部分支架串液.结合现场实测数据进行理论计算,得出39107工作面支架合理工作阻力应不低于12 000 kN.     

高精度支架工作阻力监测系统在寺河矿的应用

基于钢弦测试原理的高精度支架工作阻力监测系统监测寺河矿6.2m大采高综采面液压支架的工作阻力,分析得出工作面直接顶来压步距为16.5m,动载系数为1.22;基本顶初次来压步距平均为36.8m,动载系数为1.60;基本顶周期来压步距平均为26.4m,动载系数为1.51,支架合理工作阻力为8870kN,在工作面没有特殊构造的条件下,ZY9400/2.5/6.2支架能够满足顶板来压的要求;所采用的监测方法可为类似工作面的矿压观测工作提供借鉴。     

大采高含断层综采面矿压规律与支架适应性研究

通过对乌兰木伦煤矿31402综采面矿压实测与支架工作阻力计算,就神东矿区浅埋煤层断裂构造发育的大采高综采面矿压规律与支架适应性问题进行了深入研究。结果表明,该工作面初次来压步距为42.5 m;当工作面过断层控制区域时,周期来压步距为5.7~26.8 m,分为大、小周期来压,前者来压步距平均20 m,后者8.5 m;当工作面无断层时,周期来压步距为9~11 m;研究表明,当前使用额定工作阻力为9 000 kN的支架已不能满足厚基岩下断层发育的大采高工作面要求,应重新选择工作阻力更大的液压支架。     

综放工作面厚硬顶板破断特征与支架工作阻力确定

针对综放工作面厚硬顶板初次来压步距难以确定的问题,以东周窑煤矿8301工作面为工程背景,建立厚硬基本顶的固支梁模型,运用能量法求得分布于基本顶中的水平应力,进而得到基本顶初次来压步距解析式,采用数值模拟对顶板破断特征和工作面支架工作阻力进行分析,并对不同推进距离下工作面不同位置支架工作阻力进行了现场监测。研究结果表明:相比一般综放工作面,坚硬顶板条件下工作面初次来压步距和支架工作阻力明显增加,顶板破断后对工作面形成冲击较大,矿压显现剧烈;8301工作面初次来压步距为58 m,周期来压步距为15~20 m,动载系数为1.5~1.8;基于能量法求得支架额定工作阻力为13 000 kN,而来压期间支架工作阻力为11 000 kN,是额定工作面阻力的84.6%,能够满足厚硬顶板条件下煤矿安全高效开采的要求。     

厚煤层综放工作面支架承载特征及矿压显现规律研究

为了掌握厚煤层综放工作面支架承载特征及矿压显现规律,针对1208工作面生产地质条件,采用KBJ-216型在线监测系统实施矿压显现数据监测,分析了工作面周期来压规律、支架承载特性、实体煤帮支承压力分布规律及区段煤柱支承压力分布规律。研究表明:初次来压步距最大37.6 m,最小25.6 m,平均32.7 m,周期来压步距最大22.4 m,最小12.0 m,平均16.04 m;工作面工作阻力平均值为4 669.45 kN,为额定工作阻力的66.71%,分布范围最大在4 400～4 700 kN,占统计循环数的58%;巷道超前支护范围至少应达到35 m。     

新元煤矿9108综采工作面矿压观测分析

以新元煤矿9108综采工作面为实例,对该工作面支架初撑力、工作阻力等进行现场监测及分析;监测数据表明,工作面初次来压步距约40 m,周期来压步距平均为22 m,工作面来压在工作面布置方向及推进方向上均具有明显的分区特点;生产过程中支架普遍初撑力不够,需加强现场管理;支架工作阻力属于正态分布,整体工作状态较好.     

近距离煤层下组煤综采工作面矿压显现规律研究

以山西某矿近距离煤层开采条件为基础,采用现场实测的方法对下煤层工作面矿压显现规律进行了研究。结果表明:当顶板存在采空区情况时,工作面初次来压步距为19 m,周期来压步距平均为11.1 m;当顶板无采空区情况时,工作面初次来压步距为21.5 m,周期来压步距平均为13.8 m。两种条件下工作面初撑力均比较低,支架工作阻力未超过最大支撑能力,支架适应性较好。工作面巷道围岩变形量呈现相同的变化趋势,但上方无采空区的19101工作面巷道围岩最大变形量小于有采空区的29205工作面巷道,且巷道围岩变形量均处于较小范围内,可满足工作面正常生产需求。     

22203工作面矿压监测与结果分析

针对韩家洼煤矿22号煤22203工作面坚硬顶板矿压显现异常等问题,本文采用现场实测方法,对22203工作面回采过程中的矿压进行了监测,分析结果可知:老顶初次来压步距平均70 m,周期来压步距均34 m;工作面的支架初撑力较高,工作面支护质量管理较好,支架循环末阻力力较大,支架利用率较高,属于来压较明显的综放工作面.     

深井大采高综放开采微震监测技术研究

基于微震监测技术在回采工作面的应用,采用该技术对厚表土深井综放开采工作面覆岩运动规律和采动支承压力分布规律进行了研究,并结合监测参数为工作面支架工作阻力的确定提供依据。研究结果表明:工作面周期来压步距21.6～25.4 m,平均23.4 m;高位顶板来压步距56.3～62.3 m,平均59.3 m,最大断裂高度70 m;煤层直接顶厚度、基本顶板和高位顶板厚度分别为30、20、20 m;工作面走向支承压力影响范围42.7～54.2 m,平均48.6 m,并确定了支承压力峰值位置,为矿井回采过程中超前支护距离的确定提供理论依据。根据微震监测技术获得的矿压参数确定支架合理的工作阻力为15 000 kN。     

厚松散层覆岩下大采高综采工作面矿压规律研究

为研究石炭-二叠纪煤系厚松散层覆岩下煤层开采时工作面矿压规律和支架选型的合理性,采用YHY60(B)矿用本安型数字压力计对磁窑沟矿首采10101工作面支架工作阻力进行实测分析,结果表明:工作面初次来压步距为56.5 m,平均周期来压步距11.1 m;工作面初次来压和周期来压动载系数分别为1.33和1.23,周期来压动压较明显;来压期间支架载荷沿工作面呈中部大、两端小的特征.采用砌体梁理论计算和实测统计分析2种方法,计算出10101工作面所需支架合理工作阻力分别为7 346、7 057 kN,应用表明ZY8000/24/50D型液压支架适应性良好.     

“刀把”型工作面矿压显现规律及支架适应性

为研究浅埋煤层"刀把"型工作面矿压显现规律及支架适应性情况,采用KJ27液压支架压力在线监测系统和FLAC3D数值模拟对转龙湾煤矿23103首采工作面进行实测、分析。结果表明:23103短工作面初次来压步距为49 m,周期来压步距约为10.6 m,支架动载系数约为1.30;长工作面的初次来压步距约为35.9 m,周期来压步距约为9.54 m,支架动载系数约为1.328;来压期间,工作面中部支架工作阻力较大,机头、机尾处支架工作阻力较小,工作面支架工作阻力大部分位于7 200~10 500 k N之间,支架的额定工作阻力为11 000 k N,因此现有支架可以满足生产需求。     

分层开采下分层综采工作面矿压特征

通过矿压实测数据分析,揭示了下分层综采工作面的矿压显现规律,并对工作面支架适应性进行了探讨.研究表明:基本顶岩层在上分层回采时已经断裂和破坏,下分层基本顶来压步距相对较小,基本顶初次来压步距20.9m,周期来压步距平均11.3m;工作面支架来压动载系数在1.19～1.24之间,平均1.22.工作面支架平均初撑力利用率仅有64.0%,初撑力偏低,有待提高;平均循环末阻力为额定工作阻力的74.6%,平均最大循环末阻力为额定工作阻力的97.1%,基本满足顶板控制要求.     

8.5 m大采高工作面矿压显现规律相似模拟研究

为了确定特厚煤层覆岩的矿压规律和支架工作阻力变化,根据煤层所处地质条件,基于相似三定理,在实验室采用平面相似模拟的方法,研究了浅埋特厚煤层大采高综采条件下的工作面上覆岩层破断、来压步距和支架阻力及周期来压规律。结果表明:当正常割煤时,直接顶初次垮落步距为23m,基本顶初次垮落步距为38 m,周期垮落步距为17 m;当工作面矿压显现强烈时,支架最大工作阻力为24 000 kN左右,覆岩垮落会形成宽度12～20 m岩柱;支架最大阻力出现在关键层失稳时,最大来压出现在第4、5次周期来压期间,同时工作面的停滞导致支架阻力明显增加。研究为特厚煤层工作面支护工艺技术水平的提高提供了技术参考。     

厚基岩浅埋大采高加长工作面矿压规律研究

为了保证厚基岩浅埋大采高加长工作面的安全高效生产,通过对乌兰木伦煤矿61203面的矿压观测,针对厚基岩浅埋大采高加长工作面矿压显现规律进行了探讨.360 m长工作面停采期间支架阻力持续处于高位状态;正常回采期间,工作面矿压显现具有非均匀性大小周期变化;加长工作面初次来压和周期来压比较明显,来压步距变化较大,支架动载系数也相对较大.研究结果建议选用工作阻力为9 770～13 469 kN /架的液压支架为宜.     

浅埋煤层大采高工作面矿压显现规律及支架适应性

为研究浅埋煤层大采高工作面矿压显现规律及支架适应性情况,采用KBJ-60Ш-1型综采支架工作阻力连续记录仪对酸刺沟煤矿首采工作面进行实测分析。结果表明:工作面初次来压步距52 m,与理论计算结果54.1 m基本吻合;周期来压步距随工作面推进速度的增大而增大,工作面推进速度为4 m/d、13 m/d时,周期来压步距分别为12.8 m、21.8 m;来压期间;工作面中部支架工作阻力大,达到额定工作阻力支架的比例达96%;工作面两端支架工作阻力小,不超过额定工作阻力的支架比例达91%。最后根据支架运行特性分析,论证了所选用的2400/5000-2×4412-1750型液压支架可以满足来压期间的顶板岩层控制要求。     

450m超长工作面矿压显现与地表移动变形规律研究

基于国内首个年产千万吨450m超长智能化开采工作面，采用实测手段全面分析了其矿压显现和地表移动变形规律，结果表明：450m超长工作面初次来压步距平均为77.1m，周期来压步距主要分布在5～15m，平均为11.4m|超长工作面周期来压步距小、来压频繁、持续时间短，且工作面沿倾向不同步来压|来压期间，支架工作阻力在工作面中部两侧形成两个高阻力区，沿倾向方向呈现“马鞍”形的双峰状分布特征|450m超长工作面支架工作阻力主要分布在8000～14000kN中等阻力区间，呈现正态分布特征，支架适应性良好。在超长工作面强采动影响下，地表沉降具有影响范围大、下沉速度快等特点，工作面临空侧地表移动范围和沉降幅度均显著大于实体煤侧，地表呈现不对称沉降现象。研究成果可为我国同类超长工作面的顶板管理和开采设计提供借鉴。     

浅埋深特厚煤层综放工作面矿压显现规律研究

为了掌握浅埋深特厚煤层综放工作面开采矿压显现特征,通过对某矿某综放工作面支架工作阻力的实测分析,掌握了综放工作面顶板来压规律,并对支架适应性进行了分析。研究结果表明,工作面周期来压步距平均为20.8 m,动载系数平均为1.59,支架工作阻力绝大部分在7 000 kN以内,支架初撑力偏低,前柱初撑力较后柱初撑力平均高20%。