浅埋深近距离煤层覆岩运动规律研究

本文采用理论分析、现场实测及数值模拟的方法,研究埋深较浅且距离较近的煤层巷道和采煤工作面矿压显现规律,旨在解决该工程背景下工作面外错巷道强烈的矿压显现问题。研究结果可知:实际测量的外错巷道片帮最大深度达3m,严重破坏了其围岩塑性,少量煤块被喷出。巷道处在煤柱应力集中区且承载了该处的载荷是造成该问题的主要原因;而处于基本顶离层区域下的内错巷道矿压显现则不明显。     

上湾煤矿近距离煤层开采过煤柱矿压规律研究

针对上湾煤矿近距离煤层工作面过煤柱安全开采问题,综合采用理论分析、数值模拟及工程实践的方法,就上湾煤矿12302工作面出煤柱矿压显现进行了研究。结果表明:上煤层工作面切眼深孔强制放顶诱发的基本顶结构提前切落有利于下煤层工作面安全平稳推过;此时模拟预计浅埋近距离下煤层工作面推出煤柱时支架活柱下缩量仅为133mm,工作面支架所需的工作阻力约11000k N;12302工作面过煤柱开采实践矿压显现缓和,未发生动载矿压现象。     

煤层埋深与采场矿压显现强度的关系研究

为获知煤层埋深与采场矿压显现强度的关系,通过理论分析并结合现场实测对其进行了系统研究。结果表明,当工作面为浅埋煤层时,矿压显现程度受埋深的影响比较大,工作面埋深加大时,工作面矿压显现程度越明显;当工作面为非浅埋煤层时,工作面矿压大小主要受是工作面上方的直接顶和基本顶的影响,与埋深变化没有明显的关系。     

浅埋近距离煤层间距对工作面来压特征的影响研究

采用理论分析、物理模拟和现场实测方法,研究了石圪台煤矿不同间距的近距离煤层综采面的矿压显现规律。结果表明浅埋特近距离煤层工作面的周期来压持续长度较小,动载系数小,安全阀开启率低,矿压显现不强烈。另外,8m层间距区域层间有关键层,工作面矿压显现受层间关键层控制;2 m层间距区域层间不存在关键层,由于上煤层基本顶层位低,经重复采动难以形成结构,工作面矿压显现规律受基本顶之上一层关键层控制,且层间无关键层区域工作面矿压显现比有关键层时弱。     

东沟煤矿浅埋煤层群采空区下巷道最佳布置

为研究近距离浅埋煤层开采时下位煤层巷道布置方式及合理错距,以新疆东沟煤矿为工程背景,利用FLAC^3D数值模拟方法,开展了内错、外错、垂直错层位布置方式的模拟;对比分析了上位煤层开采后,残留煤柱对下位煤层应力分布的影响,以及不同错距下垂直应力分布、塑性区分布规律。研究结果表明：单考虑上位煤层残留煤柱底板应力传播的影响,B₃煤层回采巷道采取垂直错、内错距4～16 m时,均可减轻下位巷道矿压显现,避免巷道产生过大变形;综合应力分布、塑性变形、经济效益因素,B₃煤层采用垂直错时,可保障巷道稳定性,采出率、经济效益最高,为最优方案。工程实测结果表明：垂直错布置方式下,巷道两帮移近量为23～185 mm,顶底板移近量仅为12～85 mm。     

极近距煤层矿压显现强度的间距影响规律研究

为分析浅埋近距煤层下工作面在通过上层采空区和遗留煤柱时矿压显现机理,合理确定支架支护阻力,对浅埋深、近距条件下煤层开采矿压显现强度变化规律与工作面支架阻力确定问题进行了探讨。结果表明:随着层间距的增大,支架阻力逐渐减小;当层间距小于15 m时,层间距变化对该工作面矿压显现变化影响较大;当层间距大于15 m时,层间距变化对该工作面的矿压显现变化影响较小。在采空区、煤柱与实体煤层下矿压显现呈现不同规律:采空区下来压步距9.8 m,最大工作阻力10 920 k N,动载系数1.3;煤柱下来压步距10.8 m,最大工作阻力11 065 k N,动载系数1.35;实体煤下来压步距12.2 m,最大工作阻力10 742 k N,动载系数1.39。     

浅埋煤层开采矿压显现影响因素的敏感性分析

针对浅埋煤层工作面矿压显现影响因素多样的情况,采用理论分析、数值模拟与现场实测相结合,分析了浅埋煤层埋深、承载关键层厚度及其层位等因素对工作面矿压显现的影响。研究表明:承载关键层厚度对浅埋煤层工作面来压步距影响最大,煤层埋深次之,承载关键层距煤层距离的影响较小;承载关键层的层位决定了工作面矿压显现的剧烈程度,承载关键层距煤层的距离L与煤层埋深H比值η0.35时,工作面来压强烈,当η0.35时,工作面来压强度较小。结合工作面地质生产条件,分析了浅埋煤层工作面开采时承载关键层的破断形式及工作面矿压显现特征。     

厚松散层浅埋煤层工作面矿压显现规律研究

 厚松散层浅埋煤层工作面开采过程中,基岩层将发生全部破断,上覆岩层中无法形成完整“三带”,其矿压显现特征与常规埋深煤层工作面存在明显区别。通过对纳一矿316-2上04浅埋深综采工作面支架工作阻力的实测研究,掌握了浅埋深工作面液压支架适应性及矿压显现特征,分析了浅埋煤层工作面顶板来压存在大小周期的原因,研究结果为实现浅埋深综采工作面安全高效回采提供有益参考。     

浅埋大采高综采巷道矿压显现规律实测与分析

为研究浅埋深大采高工作面回采巷道在回采期间矿压显现规律,对巷道叠加应力和围岩变形进行现场实测分析。结果得出,工作面超前支承压力影响范围为22～28m,最大应力集中系数为2. 29。巷道两帮最大移近量为56mm,顶底板最大移近量为62mm。深基点的最大位移差均在1m和2m基点间,浅部煤体未产生明显的离层;围岩的弱化与破坏范围集中在距巷帮2m范围内。     

近距离下煤层过遗留煤柱应力集中区研究

在我国,近距离煤层赋存和开采所占比重很大,吕梁矿区木瓜煤矿层间距小于10 m的可采储量占总储量的80%,上煤层已采完,回采工作面间遗留20 m区段煤柱,对下部煤层回采造成一定影响,所以,研究近距离下煤层过遗留煤柱应力集中区具有重要的现实意义。针对木瓜煤矿近距离上煤层采空区、遗留煤柱下巷道维护和矿压显现严重的技术难题,基于近距离煤层上部煤层开采遗留煤柱应力集中会在底板中传递的规律,对下煤层应力影响范围进行了理论计算;并结合10-103工作面的生产技术条件,采用现场矿压监测方法,对工作面上部、中部、下部位置的液压支架监测数据进行分析,采取工作面调斜和加强超前支护措施,对近距离下部煤层过遗留煤柱应力集中区具有一定的指导意义。