大采高综放工作面煤岩稳定性及其控制

分析了大采高综放工作面煤岩稳定性的影响因素，研究表明：片帮深度随采高的变化为单调递增的二次曲线关系；采高在3400-3500mm区间时，片帮深度增加缓慢，采高大于3500mm时，片帮深度随采高加大呈快速增加趋势；片帮率和端面冒顶高度随采高的变化关系都为线性递增函数；煤壁片帮率小于12％的情况下，煤壁稳定性较好；片帮率大于12％的频率为6．8％，在该条件下，易发生片帮和大冒顶现象；当冒顶高度小于600mm时，对生产影响较小。大采高工作面煤壁片帮和端面冒顶的控制主要以预防为主。     

准大采高综放工作面液压支架选型设计

根据综放支架选型原则与综放开采液压支架发展现状,结合屯留煤矿开采3#煤层的条件及相邻矿井综放工作面支架应用情况,合理优选液压支架架型,保证综放工作面安全高效高产。     

大采高综放工作面顶板活动规律研究

以潞安王庄煤矿6203大采高综放工作面为工程背景,采用现场实测的方法对大采高综放工作面的顶板活动规律进行了研究。研究结果表明:6203工作面来压步距的变化范围(以中部计)8~28 m,来压期间的动载系数在工作面上中下部分别为1.65、1.63和1.66。与同条件下的普通综放工作面(6205工作面)相比,工作面来压步距基本相同,采高增加后,对老顶的破断规律没有明显影响;大采高综放工作面来压期间动载系数提高了27.3%。为大采高综放支架设计和工作面顶板管理提供依据。     

综放采场坚硬顶板控制实践

用现场观测、数值计算和理论分析的方法分析了硬煤条件下综入采场坚硬顶板活动规律，研究了坚硬顶板的控制方法：采用步距式双层扇形深孔预爆破弱化处理顶板不仅可以安全维护采场空间，而且有利于形成顶煤、顶板冒放结构，以提高顶煤回收率。     

大采深综放工作面顶板运动规律研究

根据济宁三号煤矿煤层地质及生产技术条件，对1301综放工作面进行了矿压观测，得出了工作顶板运动规律及矿山压力参数。     

王庄煤矿大采高自动化综放工作面技术研究

介绍了大采高自动化综放工作面的系统组成和生产过程自动化的实现方法,分析了大采高自动化工作面的应用效果。对综采系统各环节进行了详细介绍,既有机械、液压方面的原理分析,也有电气控制、通讯方面的论述。     

综放工作面顶板控制技术分析与应用

以宏远煤业150202综放工作面为实例,采用UDEC数值模拟、理论分析、现场实测等方法,对厚煤层放顶煤工作面顶板来压及工作面支护进行分析,探讨工作面推进过程中顶板岩层的运移破断规律,通过数值模拟方法估算工作面基本顶的来压步距,进行支架选型及强度验算。实践验证,工作面的液压支架能够满足安全生产要求。     

大采高综放工作面综合防尘技术应用

针对大采高综放工作面煤尘浓度的增大,通过采用采煤机二次负压降尘器、风巷净化水幕粉尘传感器及红外线控制自动喷雾装置等一系列综合防尘技术,有效地降低了粉尘浓度,改善了作业环境,保障了职工的身体健康。     

大采高超长综放工作面采场矿山压力控制技术研究

综采放顶煤工作面采高的增大,会引起支护高度相应加大,支架重心提高,使支架容易发生滑倒与倾斜。采高增大造成煤壁高度加大,在矿山压力的作用下容易发生较大范围和深度的片帮。支架稳定性降低与煤壁片帮增加了端面冒顶的危险性,因此支架、煤壁及端面顶煤的稳定性控制技术成为大采高综放工作面的高产高效回采的基本保障。     

大采高综采面危害因素评估与顶板管理

顶板管理是回采工作重中之重,尤其是随着采高增加,顶板管理难度也随之增加,对安全高效开采有制约影响。通过对补连塔煤矿6 m以上大采高综采工作面回采初期、中期、末期的矿压、水害、“一通三防”等方面进行采前危害的因素评估,从支护方式、移架顺序方面,提出了带压移架以及从外向内顺序移架的方法;针对性探讨了工作面、端头、两顺槽及内发生冒顶情况时顶板管理的具体应急措施和方法,提出了“设备养护、实时监测、及时支护与补强、提前预防”等一系列具体措施。现场应用后未发生顶板事故,确保了工作面安全开采,对促进大采高工作面顶板管理具有一定的借鉴作用。     

特厚煤层大采高综放面组合悬臂梁运动特征及支架阻力研究

针对直接顶岩层结构对大采高综放采场矿压显现影响较大的特点,基于关键层理论与岩块铰接条件,分析直接顶岩层运动特征及液压支架工作阻力合理确定方法,以准格尔地区某矿大采高综放工作面为例计算分析。研究表明,特厚煤层综放采场直接顶关键层及其上位直接顶形成组合悬臂梁结构,随工作面推进破断回转,与其后方的已破断岩层接触、分离滑落,其重量由后方已破断岩层与液压支架共同承担,其悬臂破断回转、与已断岩层接触、分离滑落的过程直接影响着工作面矿压显现。正常回采阶段液压支架仅承受顶煤及下位直接顶的荷载;来压阶段应保证承受顶煤、下位直接顶及组合悬臂梁破断所施加的荷载,才能防止支架压死、活柱急剧下缩等现象;依据其力学特征确定了大采高综放工作面合理的液压支架工作阻力。     

炮采工作面大采高技术初探

介绍了新庄孜矿 5 6 11B1 1b炮采工作面采用大采高技术的回采经验 ,通过对工作面支护强度的分析和计算 ,进行了工作面的支护选型 ,并且就大采高炮采技术在生产过程中存在的容易造成煤壁片帮和支架不正等问题 ,提出调整工作面回采方向 ,保持伪俯斜回采 ;控制采高和支柱行程 ;提高支柱的工作阻力 ;加强顶板管理 ,及时对煤壁进行超前支护 ;切实加强支柱的防倒防滑等应对措施 ,并对卧煤程序进行了初步的探讨 ,从而论证了炮采工作面大采高卧底煤工艺的可行性     

大采高工作面煤壁片帮机理与控制措施

工作面采高增大后,推进中在剧烈载荷作用下,煤壁的稳定性较差。针对大采高工作面煤壁片帮现象严重的问题,以山西斜沟煤矿大采高工作面地质条件为背景,结合工作面煤壁的受力模式,对煤壁的两种片帮方式进行了分析,从而得到工作面煤壁的片帮特征。根据现场片帮情况的统计,煤壁片帮主要的两个位置分别为煤壁的最高点与煤壁高度为3.5 m位置处,该结果验证了理论分析的准确性。通过数值模拟方法,分析了工作面不同采高、煤壁支护强度、推进速度下的煤壁片帮情况,并有针对性地提出了煤壁控制措施。根据现场工作面推进中的煤壁宏观监测情况,在采取该煤壁控制措施后,煤壁片帮情况有了较大的改善,工作面稳定性有了很大提升,表明该煤壁控制措施具有着较好的应用效果。     

深厚表土综放采场顶板运动特征实测与数值分析

应用现场实测和数值模拟方法,对深厚表土综放采场顶板运动特征进行系统研究。结果表明：深厚表土综放采场支架载荷的时间效应显著;随着采场推进,直接顶周期性的形成“岩—矸”结构,低位、高位基本顶先后破断并造成采场来压;沿倾斜方向采场来压顺序符合一般采场顶板断裂特征;采场支架需控岩层范围大,高位基本顶破断、回转迫使低位基本顶破断、回转造成的采场来压强度大;采场超前应力动态监测技术为采场来压预报提供了一种方法。最后,给出了深厚表土综放采场顶板事故防治的建议。     

大倾角大采高煤矸互层顶板失稳规律及对支架的影响

为研究大倾角大采高煤矸互层顶板失稳规律及对支架的影响,以新疆焦煤集团2130煤矿25213工作面为研究对象,采用物理相似模拟实验、Rhino+Kubrix+FLAC 3D相结合的数值模拟及现场实测的方法,深入分析了大倾角大采高工作面不同夹矸层数、厚度下煤矸互层顶板失稳规律与顶板-支架相互作用特征。结果表明,煤矸互层顶板破坏是由于倾斜中部、靠近支架的煤线先产生局部压剪破坏,随之向附近软煤夹层、夹矸扩展,导致顶板非均衡破坏,诱发架前冒顶、煤壁片帮等现象。大倾角大采高煤矸互层顶板工作面支架工作阻力、顶板最大主应力及顶板变形均呈明显的非对称性,且随着夹矸层数增加,支架上方煤矸顶板集中应力影响范围、围岩变形影响范围及塑性破坏范围均有所增大。煤矸互层顶板支架与围岩有顶板与支架正接触、破断顶板作用于支架掩护梁、架间相互作用等3种作用特征。较一般顶板的大倾角工作面,煤矸互层顶板对支架作用力明显减小,支架工作阻力整体呈倾斜中、下部大于上部的特征;支架非对称受载表现为前柱侧向载荷大于后柱,但随夹矸厚度的增加,顶梁受载程度趋于均布化。结合研究结果,提出了缩短空顶时间、分区域控制、超前预爆破及工作面实时矿压监测等一系列大倾角大采高煤矸互层顶板稳定性控制措施,其中,重点控制工作面倾斜中部煤矸互层顶板的稳定性,来保证工作面的安全高效生产。     

特厚煤层大采高综放工作面矿压及顶板破断特征

针对大采高综放工作面覆岩活动空间大、开采扰动强烈的特点,以不连沟煤矿特厚煤层大采高综放开采为背景,采用现场实测和理论分析等方法对大采高综放采场矿压及顶板运移破断特征进行分析,建立了大采高综放采场周期来压岩层破断的力学模型,得出了液压支架工作阻力的计算方法。结果表明:大采高综放工作面来压时安全阀开启频繁、顶板快速下沉,额定工作阻力13 800 kN的液压支架不能满足顶板控制的需要;开采空间的增大、直接顶厚度增大,低位基本顶转化为直接顶成为悬臂结构、高位基本顶形成砌体梁,二者形成"上位砌体梁-下位倒台阶组合悬臂结构";工作面来压强烈、动载明显、持续时间短的矿压现象是由于高位砌体梁结构滑落失稳造成的,据其力学特征确定了液压支架的工作阻力。     

大采高采场覆岩破断演化过程及支架阻力的确定

基于煤岩体"强度参数-应力环境-节理弱面"破坏控制条件研究了大采高采场覆岩变形破断特征,并通过室内试验再现采动引起覆岩破断后运动演化过程,最后根据顶板结构形态对支架工作阻力确定方法进行了理论分析。研究表明:覆岩薄弱岩层冒落取决于层间离层裂隙的发育范围,基本顶表现出固支梁变形破坏特征,断裂线位置则取决于剪切错动裂隙的发育范围;软弱岩层中受拉应力区贯通分布,坚硬岩层中呈孤岛式分布,分布形态同离层和剪切错动裂隙的发育范围相关;层间拉伸张开型裂缝则呈小范围正梯形滞后工作面发育,剪切闭合型裂缝呈大范围倒梯形超前工作面发育;大采高采场下位基本顶破断后形成单关键块结构,更高位基本顶可形成静定三铰拱结构,采场顶板控制关键为前者的稳定性;以单关键块结构形成条件为基础给出直接顶范围确定方法,基于能量守恒原理、直接顶性质提出顶板压力确定公式,直接顶力学参数对其影响程度依次为:黏聚力塑性模量内摩擦角。     

巨厚表土层条件下综合机械化放顶煤开采地表沉陷规律研究

该文通过新巨龙公司巨厚表土层条件下综合放顶煤开采地表变形观测资料的分析研究得出了该地质条件下地表移动的一般规律和特点,求得该条件下的各类参数,为矿井安全生产和类似矿区的"三下"采煤等工作提供了可靠的技术数据。     

薄基岩综放采场直接顶结构力学模型分析

为深入研究薄基岩综放采场矿压显现规律,以山西潞安矿业集团司马煤矿薄基岩区厚煤层开采为研究背景,采用数值模拟、理论分析、现场实测等方法对薄基岩综放采场直接顶结构特征进行了研究,建立了薄基岩综放采场直接顶结构力学模型,分析了直接顶“半拱”式平衡结构的形成机理和破断规律。结果表明：根据司马矿薄基岩区直接顶厚度和岩层性质不同,将直接顶划分为Ⅰ型和Ⅱ型两种类型;采高6.5 m,直接顶厚度大于15 m时,容易形成“半拱”式平衡结构,采场矿压呈现出来压步距短、静压大、动压小、动载系数小等特征,“半拱”结构有规律的破断失稳是薄基岩综放工作面矿压显现的根源,该结论解释了司马煤矿薄基岩综放采场的矿压显现规律。