补连塔煤矿22303工作面两巷超前矿压规律实测分析与模拟研究

为了掌握7.0 m支架综采工作面矿压显现规律、覆岩结构特征与支架的适应性,在补连塔煤矿22303工作面开展了7.0 m支架综放开采试验。在现场实测22303工作面7.0 m支架不同开采阶段两巷超前矿压规律的基础上,采用数值模型对两巷支承压力的变化及两巷支承压力随采高的变化情况进行了分析。结果显示:大采高模型的应力影响范围随着开采逐渐增大,影响范围增速较快,应力值也增大较快,其开采引起的超前影响范围达到65 m。     

8.8m超大采高综采工作面覆岩活动规律研究

为了掌握浅埋深8.8m以上特厚煤层一次采全高开采覆岩活动规律,以上湾煤矿8.8m超大采高综采工作面为研究对象。利用理论计算,相似模拟以及数值模拟等方法,通过顶板位移深基点观测、微震监测、矿压监测等多种手段,将远场覆岩活动与近场矿压显现相结合,对8.8m超大采高综采工作面采场覆岩运移规律和顶板结构形式进行研究。推演得出浅埋深8.8m超大采出空间下覆岩垮落的结构模型,揭示了工作面远场顶板断裂与垮落时空演化规律,分析了8.8m超大采高综采工作面矿压机理及支架与围岩的力学关系,为类似条件下特厚煤层综采工作面支架选型及安全高效开采提供理论及技术指导。     

7.0m支架综采面矿压显现规律研究

基于神东矿区补连塔煤矿22303工作面矿压实测结果,对世界首个7.0 m支架综采面不同开采阶段的矿压显现规律进行了总结,并结合神东矿区各类大采高综采面的矿压显现,对比分析了不同采高综采面矿压显现规律的差异。结果表明:上覆遗留煤柱区下开采时7.0 m支架工作面矿压显现正常,但在临近推出煤柱区时,工作面内煤壁片帮现象严重,直接导致刮板板输送机被压死。而长壁采空区下开采时,7.0 m支架工作面在煤层间单一关键层结构和2层关键层结构区域呈现出不同的矿压显现。煤层间单一关键层结构区域,关键层距离煤层越近,矿压显现各项参数(除来压步距外)越大;而在煤层间2层关键层结构区域,工作面来压步距及动载系数呈现出大小交替的周期性变化规律,且大来压步距对应小动载系数。通过对比7.0 m支架综采面与神东矿区其它几个大采高综采面的矿压显现规律发现,随着采高的增加,支架支护强度缓慢增加,而动载系数随之减小,且采高越大、亚关键层1距离煤层越近,越易形成亚关键层1的"悬臂梁"结构,从而来压持续长度越长。     

大采高“刀把面”矿压显现规律研究

通过观测大柳塔矿52304工作面"刀把面"开采过程中的矿压数据,总结了工作面液压支架初撑力、最大工作阻力,以及顶板初次来压、周期来压等矿压指标的显现规律。结合关键层理论,从工作面覆岩赋存结构特征的角度,对"刀把面"的特殊矿压显现规律的成因进行了分析。     

7.0m大采高工作面覆岩破断及矿压显现规律研究

为解决神东矿区7.0 m大采高综采工作面的安全高效开采问题,采用现场实测、理论分析和物理模拟的手段,对19个特大采高工作面的矿压规律和关键技术进行研究。研究结果表明:特大采高工作面矿压显现较普通采高工作面更加强烈;由于特大采高工作面采高明显增大,覆岩第一亚关键层易进入垮落带,难以形成"砌体梁"结构,而呈"悬臂梁"结构周期性破断,形成工作面的周期来压,其持续长度与支架控顶距接近,较关键层"砌体梁"结构来压持续长度明显偏大;并且随着埋深的增大,高位关键层的破断对特大采高工作面矿压显现的影响也逐渐加大,多关键层的同步破断显然会传递更大的覆岩载荷,进而加剧了工作面矿压显现。针对特大采高工作面的矿压显现特征与特殊的覆岩破断规律,建立了支架合理工作阻力的确定方法,研发了特大采高工作面开采设备,开发了大断面巷道支护技术、强制放顶技术和末采快速贯通技术,实现了特大采高工作面的安全高效开采。     

大采高综采面过上覆一侧采空煤柱矿压规律研究

针对大采高综采工作面过上覆一侧采空煤柱的过程中出现动载矿压现象,通过现场实测与理论分析研究,得出了52304工作面不同区域的矿压显现规律。52304工作面实地观测结果显示:来压期间回风顺槽超前支护段副帮侧出现明显片帮现象,运输顺槽超前支护段巷帮无明显片帮与冒顶,为该采区其他工作面的安全开采提供依据。     

长度变化对综采工作面矿压显现规律影响研究

以神东矿区哈拉沟煤矿12上101综采面为研究对象,研究了长度变化对综采工作面矿压显现规律的影响。结果表明工作面初次来压时,工作面长度因素基本对矿压显现无影响,因此,只考虑覆岩结构特征变化对工作面来压显现强度的影响。周期来压期间,450m超长工作面来压强度大于168m长工作面,覆岩结构特征和工作面长度因素都会影响来压显现强度,且长度变化因素对周期来压步距影响明显大于覆岩结构特征的影响。     

8.8 m支架超大采高工作面矿压规律及覆岩破断结构研究

针对8.8 m支架超大采高工作面矿压显现强烈而顶板活动规律不明的问题,以神东上湾煤矿12401工作面为研究对象,采用矿压大数据分析手段研究了8.8 m支架超大采高工作面矿压显现规律,采用微震监测、顶板深基点位移监测、数值模拟、理论分析等综合手段研究了工作面覆岩运移破断结构特征,并通过分析二者的时空关系,研究了覆岩破断对...     

固体充填采煤矿压显现规律及机理分析

针对五沟煤矿邻近工作面垮落法和固体充填法2种不同采场顶板管理方式采煤,基于现场矿压显现实测结果,对比研究了同一地质条件下2种采煤方式工作面矿压显现规律。结果表明:1013垮落法开采工作面初次来压步距28 m,支架支护强度0.6 MPa,支架安全阀开启率为5%~9%,采场应力集中系数为3.76,采场覆岩"三带"特征变化,覆岩裂隙发育高度45 m;而CT101充填工作面,初次来压步距58 m,支架支护强度0.5 MPa,支架安全阀不开启,采场覆岩"两带"变化,覆岩裂隙发育高度10 m左右。在分析两者矿压显现特征的基础上,通过力学分析及数值模拟方法,对不同充实率下采场矿压显现特征、机理进行了研究,对现场实测结果进行了验证。     

大倾角斜井煤柱综采支架选型分析

大倾角煤层开采后采场围岩矿压显现规律、顶板岩层变形、破坏和运动形式不同于近水平煤层。依据谢一矿4671B4大倾角综采工作面地质赋存条件,对该工作面支架的安全性进行了分析。现场监测表明:大倾角综采工作面地质条件确定的支架工作阻力,基本能够控制大倾角采场覆岩运动的矿压显现,满足工作面支架选型的安全性。并针对该工作面倾角较大的特点,提出预防工作面冒顶压架以及支架倒滑的技术措施,以期实现大倾角综采工作面的安全高效开采。