浅埋煤层采场老顶周期来压的结构分析

建立了浅埋煤层采场老顶周期来压的“短砌体梁”和“台阶岩梁”结构模型,分析了顶板结构的稳定性,揭示了工作面来压明显和顶板台阶下沉的机理是顶板结构滑落失稳,给出了维持顶板稳定的支护力计算公式,为浅埋煤层顶板控制定量化分析提供了理论基础。     

浅埋煤层综采面切顶卸压末采贯通技术研究

以哈拉沟煤矿12201综采面为工程背景,对浅埋煤层综采面切顶卸压末采贯通关键技术进行研究。通过对工作面贯通后顶板受力状态分析,确定影响浅埋煤层切顶卸压末采贯通的关键参数为顶板预裂高度、预裂切顶角度、预裂爆破孔间距、恒阻锚索支护、垛式支架支护。最终通过理论研究和现场工业性试验,得出了浅埋煤层复合顶板条件下切顶卸压末采贯通回撤新技术的相关工艺参数。研究成果在现场实践工程中得到了验证,工作面实现了安全顺利贯通。     

浅埋煤层坚硬顶板初采爆破放顶研究

针对神东浅埋坚硬顶板煤层矿区,工作面初采时顶板来压强烈以及顶板突然大面积冒落引发飓风问题,分析了浅埋煤层初采期顶板致灾原因,并通过构建浅埋煤层顶板大面积悬顶力学结构模型,得出浅埋深煤层顶板是否需要强制放顶的判据,提出强制放顶合理高度的确定方法,最后通过现场实践证明,根据该方法提出的浅埋煤层坚硬顶板治理方案切实可行,取得了良好的效果。     

浅埋煤层坚硬顶板初采爆破放顶研究

针对神东浅埋坚硬顶板煤层矿区,工作面初采时顶板来压强烈以及顶板突然大面积冒落引发飓风问题,分析了浅埋煤层初采期顶板致灾原因,并通过构建浅埋煤层顶板大面积悬顶力学结构模型,得出浅埋深煤层顶板是否需要强制放顶的判据,提出强制放顶合理高度的确定方法,最后通过现场实践证明,根据该方法提出的浅埋煤层坚硬顶板治理方案切实可行,取得了良好的效果。     

浅埋大采高综采工作面矿压显现特征及顶板灾害机理分析

依托纳林庙二号井浅埋大采高综采矿井生产运营实践,在分析该矿工作面地质、技术条件的基础上,总结了6215等工作面采场围岩矿压显现及地表塌陷特征和“6.30”顶板事故造成的设备损坏等的情况,综合运用浅埋煤层长壁开采理论,从浅埋煤层上覆厚土层破坏结构、岩土层动态载荷传递效应中分析了6215工作面发生顶板灾害机理,给出了诱发工...     

浅埋煤层厚硬顶板破断与冒落的数值模拟

基于采场覆岩的弹性模量、泊松比、抗压强度等参数服从Weibul分布的假设 ,运用岩体破裂过程分析 (RFPA2D)系统 ,模拟浅埋厚硬顶板冒落与支承压力的动态变化规律 ,分析了浅埋煤层厚硬顶板的破断机理。研究表明 :浅埋煤层厚硬顶板的破断与冒落规律与普通埋深煤层中覆岩的破断与冒落规律有显著差异 ,其初次破断与冒落形态为拱形 ,周期破断与冒落呈全厚切落和拱形交替发生。这些研究对西部大量浅埋煤层矿区矿压控制具有重要的参考价值     

韩家湾煤矿矿山压力显现规律与工作面安全开采

分析了韩家湾煤矿浅埋煤层开采支架的适应性,总结了厚松散层覆盖层浅埋煤层综采工作面的矿压显现规律.同时针对目前顶板的支护状况和顶板灾害危险,提出了提高支架初撑力等改进措施,为实现厚松散层覆盖浅埋煤层综采工作面安全开采提供了依据.     

南梁厚土层浅埋单体长壁工作面矿压规律实测分析

在南梁煤矿首采工作面20105采前实验研究的基础上进行了现场观测，实测了活柱的下缩量、工作面顶板的移近量、顶板的来压强度以及巷道变形破坏参数，总结了厚土层覆盖层浅埋煤层单体长壁工作面的矿压显现规律．实验和观测表明，厚土层覆盖浅埋煤层工作面初次来压步距大，矿山压力显现剧烈，周期来压台阶下沉量大．针对目前顶板的支护状况和顶板灾变危险，提出了提高支柱初撑力等改善措施，为实现厚土层覆盖浅埋煤层单体长壁工作面安全开采提供了可靠依据．图7，参8．     

神东矿区长壁采场矿压显现规律与支架选型

为解决神东矿区浅埋煤层开挖过程中的围岩稳定和支护设计难的问题,在分析该矿区榆家梁矿、补连塔矿、上湾矿和大柳塔矿采场矿压与岩移观测资料的基础上,采用线性回归方法研究了浅埋煤层长壁采场矿压显现规律和工作面支架临界支护强度.研究结果表明:初次来压步距、周期来压步距与工作面推进速度成正比关系,.与工作面长度成反比关系;动载系数与采高、推进速度及工作面长度成正比关系;沿工作面长度方向,支架载荷分布呈现二次抛物线规律;采高相同时,支架的临界支护强度与工作面长度成正比关系.采高、工作面长度和推进速度是影响浅埋煤层长壁采场矿压显现与支架工作阻力的三大因素.     

浅埋煤层厚硬顶板破断与冒落的数值模拟

基于采场覆岩的弹性模量、泊松比、抗压强度等参数服从Weibul分布的假设，运用岩体破裂过程分析(RFPA^2D)系统，模拟浅埋厚硬顶板冒落与支承压力的动态变化规律，分析了浅埋煤层厚硬顶板的破断机理。研究表明：浅埋煤层厚硬顶板的破断与冒落规律与普通埋深煤层中覆岩的破断与冒落规律有显著差异，其初次破断与冒落形态为拱形，周期破断与冒落呈全厚切落和拱形交替发生。这些研究对西部大量浅埋煤层矿区矿压控制具有重要的参考价值。     

厚土层浅埋煤层覆岩运动破坏规律研究

通过南梁煤矿首采工作面采前的实验研究和开采时的现场观测,分析了工作面顶板的移动、来压强度以及巷道变形破坏情况,总结了厚黏土覆盖层浅埋煤层单体长壁工作面的矿压显现规律．实验和观测表明,尽管其上覆岩层的力学强度比较小,煤层埋深浅,但工作面初次来压步距大,矿山压力显现剧烈,周期来压台阶下沉量大．在此基础上,提出了加强支护来预防顶板大面积垮落．这为实现厚黏土层覆盖浅埋煤层单体长壁工作面正常开采提供了可靠的理论依据．     

浅埋煤层工作面顶板溃水机理及防控体系研究

浅埋煤层开采期间,覆岩导水裂缝带极易沟通煤层顶板上部全部含水层,引发工作面溃水灾害的发生。因此,在分析顶板溃水产生机理及形成条件的基础上,根据工作面开采顺序对首采工作面、次采工作面提出了相应的配套涌水量预计方法,可为工作面排水系统能力设计及设防能力确定提供理论依据;同时,针对浅埋煤层顶板发生溃水灾害的特点,提出了针对性的灾害防控体系。     

山体浅埋煤层覆岩的应力分布规律

为了掌握山体浅埋煤层原岩应力场的分布规律,运用数值计算的方法,研究了山体浅埋煤层原岩垂直应力与水平应力的分布特征、上覆岩层的垂直应力分布特征、应力梯度的变化。垂直原岩应力分布形式与地表形态非常相似;水平原岩应力在埋深较大处的岩层软弱面结合处有应力集中现象。山体浅埋煤层及断裂带老顶上的垂直原岩应力呈线性变化;在埋深较大处,应力值较大,埋深较小处,应力值较小;沿煤层倾斜方向垂直原岩应力变化梯度较大。研究结果可为类似条件下工作面的支护参数的选取提供借鉴。     

厚土层下浅埋煤层开采覆岩倾向结构分区与下沉预计模型

为探究厚土层下浅埋煤层开采的覆岩与地表下沉预计方法,以柠条塔煤矿1-2煤层开采为背景,结合理论分析与物理模拟的方法,揭示了厚土层下浅埋薄基岩煤层采场覆岩倾向结构分区及其特征,建立了分区下沉力学模型,提出了覆岩与地表下沉预计方法.研究表明:厚土层薄基岩浅埋煤层长壁开采后,沿覆岩倾向方向的垮落和移动可以分为边界煤柱顶板F形...     

浅埋煤层开采顺槽围岩破坏规律与支护技术研究

为了解决陕北某矿浅埋煤层顺槽支护困难的问题,采用现场监测和松动圈测试方法对采动影响下的顺槽围岩破坏规律进行了分析,研究得到原支护形式中的锚杆长度小于巷道围岩松动圈厚度而未能发挥其支护性能。基于松动圈支护理论,提出了将顶板、帮部锚杆长度由2.1 m增加到2.6 m,增加W钢带,同时在帮部增设钢筋网的支护方案。     

浅埋煤层大采高工作面顶板破断角实测研究

基于弹性力学和岩石力学,给出了浅埋煤层顶板破断角的理论计算公式,并在张家峁煤矿22201工作面辅助运输平巷施工9个钻孔,采用钻孔窥视确定了顶板的破断位置,得出了大采高工作面的顶板破断角,结合物理模拟实验对结果进行了验证。研究表明:理论分析得出浅埋煤层采场顶板破断角范围为56.2°～69.3°;现场实测得出22201大采高工作面顶板10～30 m层位的顶板平均破断角约为68.3°,根据物理模拟实验得出的大采高工作面顶板10～30m层位的顶板平均破断角约为66°,理论计算和现场实测、物理模拟实验结果吻合。此外,对浅埋大采高工作面周期性破断角的物理模拟实验统计分析,当采高M≥6m时,顶板破断角在64°～68°,与理论计算偏差在6%之内,表明理论计算公式具有较高的可靠性和适用性。     

采场老顶初次破断机理与破断形态分析

依据典型浅埋煤层工作面的实测和模拟，发现了采场老顶初次破断的非对称现象。运用相似模拟和理论分析相结合的方法，揭示了采场顶板初次破断机理，确定了有关参数。     

浅埋煤层工作面顶板活动及其控制

本文分析了薄基岩浅埋煤层长壁采面顶板基岩单一关键层的破断参数，分析提出初次来压过程的三个组成阶段，构建“承压砌块”模型，阐述了周期来压机理，论述了工作面支护设计原理及支架工作阻力计算方法。     

浅埋煤层工作面液压支架工作阻力的确定

陕北神木大砭窑矿5-2煤层埋深83 m,表土层厚度43.8 m,属于典型的浅埋煤层.本文采用最新开发的应力应变全程相似模拟技术,揭示了工作面顶板初次垮落步距为30 m,周期来压步距为20 m,充分采动距离为60 m.预计了工作面来压期间工作阻力为6300～7119 kN/架.最后,采用浅埋煤层"台阶岩梁"理论和工程类比方法,验证并确定了合理的支架支护阻力.     

浅埋煤层工作面顶板活动及其控制

本文分析了薄基岩浅埋煤层长壁采面顶板基岩单一关键层的破断参数,分析提出初次来压过程的三个组成阶段,构建“承压砌块”模型,阐述了周期来压机理,论述了工作面支护设计原理及支架工作阻力计算方法。