下分层回采巷道合理布置位置影响因素研究

本文利用有限元分析方法,对上分层煤体回采进行了模拟,得出了煤层埋深、煤柱宽度、侧压力系数及煤体强度四个因素对内错式下分层回采巷道合理布置位置的影响规律。     

内错式下分层回采巷道围岩变形破坏机理研究

利用非线性有限元数值计算方法,模拟了上分层回采巷道开挖、上分层回采及下分层回采巷道开挖三个过程,经过分析得出了下分层煤体内应力分布曲线、内错式下分层回采巷道两帮煤体破坏过程及两帮位移分布特征;室内相似材料模拟试验结果显示了底板岩层竖直应力分布规律及采空区上覆岩层破坏形式。     

瓦斯突出煤体探测的物性前提及应用

介绍了利用无线电波坑道透视技术进行瓦斯突出煤体探测的物性前提及电磁波在由突出煤体和非突出煤体组成的瓦斯突出煤层中传播时的电性响应 .以一工作面的探测方法、资料解释及回采验证情况 ,说明了实现突出煤体无线电波坑道透视探测的可能性及存在问题 .     

瓦斯突出煤体探测的特性前提及应用

介绍了利用无线电波坑道透视技术进行瓦斯突出煤体探测的物性前提及电磁波在由突出煤体和非突出煤体组成的瓦斯突出煤层中传播时的电性响应,以一工作面的探测方法、资料解释及回采验证情况,说明了实现突出煤体无线电波坑道透视探测的可能性及存在问题。     

矿井突出危险带预测的瓦斯地质技术研究通过鉴定

由焦作工学院彭立世教授等与平顶山煤业(集团)有限责任公司合作完成的科研项目“矿井突出危险带预测的瓦斯地质技术研究”于2000年10月18日通过了由国家煤炭工业局规划发展司组织的专家鉴定． 回采工作面瓦斯突出危险带预测是工作面回采期瓦斯突出防治的前提和基础．课题用瓦斯地质观点,以回采工作面突出危险带预测为中心,以平顶山煤业(集团)公司八矿己15－13190和己15－14081两个采面为基地,进行了系统的研究和实际应用,研究工作贯穿了掘进到回采的全过程,历时4a． 突出危险带预测采用地质规律预测与电磁波透视探测相结合．瓦斯地质观测巷道长3-198-m,突出参数测试800多次,获得测试数据1-500多个．形成了地质构造控制破坏煤体,破坏煤体控制瓦斯突出分布的观点,用地质构造预测破坏煤体分布、破坏煤体控制瓦斯突出分布的预测模式,对两个工作面分别划分了突出带与非突出带． 采面圈成后,用无线电坑透仪对两个采面分别进行了电磁波透视．根据实验室测定的电性响应特点,依探测衰减场异常和地质背景资料,圈出煤体破坏区域,进而圈出突出带范围．回采期继续进行破坏煤体和瓦斯突出参数观测,确定突出危险带实际范围,以验证地质规律预测、电磁波透视预测的可靠性．结果证明预测和实际突出危险带范围基本一致．通过研究和实践形成了一套系统的瓦斯突出危险带预测的瓦斯地质技术．     

超细水泥材料注浆加固深部极软厚煤层回采巷道试验研究

通过对超细水泥浆液的凝结时间、流动性、可注性、早期强度和注浆胶结破碎煤体的强度、纯浆液结实体与胶结煤体之间的黏结抗剪强度进行一系列的模拟试验,制备出既具有早强、高强特性,又具有可操作、凝结时间可调的超细水泥注浆材料。试验结果应用到安阳市主焦煤矿深部极软厚煤层回采巷道加固工程中,有效地控制了巷道变形,提高了煤巷支护稳定性,大幅度减少巷道返修率,技术经济效益显著,为深部极软厚煤层回采巷道支护技术积累了成功经验。     

木城涧煤矿异常条件下回采底分层空间模拟试验研究

通过对北京矿务局木城涧煤矿不具备常规条件下十槽煤底分层的相似材料模拟试验研究,证明了回采上分层时顶板冒落情况和矿压显现规律,初步探明了留与不留煤皮假顶情况下,回采下分层时顶板岩层二次失稳情况和矿压显现规律,为类似条件下开采底分层制定合理的回采方案、安全技术措施等提供重要的依据.     

木城涧煤矿异常条件下回采底分层空间模拟试验研究

通过对北京矿务局木城涧煤矿不具备常规条件下十槽煤底分层的相似材料模拟试验研究 ,证明了回采上分层时顶板冒落情况和矿压显现规律 ,初步探明了留与不留煤皮假顶情况下 ,回采下分层时顶板岩层二次失稳情况和矿压显现规律 ,为类似条件下开采底分层制定合理的回采方案、安全技术措施等提供重要的依据     

直接顶厚度对回采巷道稳定性影响的数值模拟研究

当回采巷道沿煤层顶板或底板布置时,由于煤层一般较顶底板软弱,因此,巷道围岩的矿压显现特征主要表现为两帮煤体的变形、破坏等现象,巷道易发生两帮煤体沿层理向巷道空间挤出的现象,并进而产生破碎、松动等现象.这与巷道上覆岩层的应力有着密切的关系.本文运用RFPA软件,分析了回采巷道上覆软弱直接顶厚度对巷道稳定性、巷道围岩应力分布与破坏情况、巷道围岩破裂部位与破裂范围的影响.通过对不同直接顶厚度影响下的巷道围岩稳定性分析,得出直接顶厚度与巷道围岩稳定性之间的数值关系,并分析了直接顶厚度对回采巷道稳定性的影响因素,这为煤矿回采巷道的开挖与支护提供一定的理论基础.     

直接顶厚度对回采巷道稳定性影响的数值模拟研究

当回采巷道沿煤层顶板或底板布置时,由于煤层一般较顶底板软弱,因此,巷道围岩的矿压显现特征主要表现为两帮煤体的变形、破坏等现象,巷道易发生两帮煤体沿层理向巷道空间挤出的现象,并进而产生破碎、松动等现象.这与巷道上覆岩层的应力有着密切的关系.本文运用RFPA软件,分析了回采巷道上覆软弱直接顶厚度对巷道稳定性、巷道围岩应力分布与破坏情况、巷道围岩破裂部位与破裂范围的影响.通过对不同直接顶厚度影响下的巷道围岩稳定性分析,得出直接顶厚度与巷道围岩稳定性之间的数值关系,并分析了直接顶厚度对回采巷道稳定性的影响因素,这为煤矿回采巷道的开挖与支护提供一定的理论基础.     

破坏煤分类及宏观和微观特征

本文在南桐矿区井下煤壁、手标本和煤岩光片观测的基础上，对煤的宏观和微观坏特征以及破坏类型划分进行了研究。采用煤层某一分层的平均破碎程度级别将煤体宏观破坏类型分为两类四型七种。参照构造岩的分类将煤体显微破坏类型分为６类，划分出８种显微结构，描述了各类破坏煤特征并指出了宏观和显微破坏类型之间的关系。     

破坏煤分类及宏观和微观特征

本文在南桐矿区井下煤壁、手标本和煤岩光片观测的基础上，对煤的宏观和微观破坏特征以及破坏类型划分进行了研究。采用煤层某一分层的平均破碎程度级别将煤体宏观破坏类型分为两类四型七种。参照构造岩的分类将煤体显微破坏类型为６类，划分出８种显微结构，描述了各类破坏煤特征并指出了宏观和显微破坏类型之间的关系。     

倾斜煤层回采巷道上帮煤体滑移危险分析与应用

基于目前煤矿常见的倾斜、特别是急倾斜煤层沿顶掘进回采巷道上帮经常出现支护困难,片帮严重的现象.利用毕肖普算法,建立了上帮煤体失稳模型,推导出上帮煤体稳定性安全系数的计算公式,将理论研究成果应用于某矿大倾角煤层掘进中煤巷.结果表明:该条件下,上帮煤体临界失稳路径为半径19.8 m,圆心距下帮水平距离为13.3 m的滑移面,巷道上帮到临界失稳滑移面的最大水平距离为2.12 m.     

顶板岩层对冲击矿压的影响规律研究

采用模拟试验方法研究了顶板岩层对煤体应力状态的影响,并根据震动能量对煤体的破坏效应和在岩体中的传播衰减规律,从能量角度分析了煤层上方不同厚度和强度的顶板岩层对煤体冲击的影响程度.结果表明,顶板释放的能量与岩层强度呈对数关系、与顶板厚度呈指数关系,坚硬、厚层顶板岩层会对煤体产生更为强烈的扰动,使冲击矿压危险性明显升高.另外,具有一定厚度和强度且距离煤层较近的老顶岩层运动产生的冲击载荷对煤体的影响作用较大.某矿一个工作面的冲击矿压防治工程实践表明,对该煤层上方的顶板岩层实施爆破弱化处理技术措施后,可有效降低工作面回采过程中的冲击危险性.     

“三软”地层下分层高档普采面顶板事故规律及其原因分析

本文讨论了北皂煤矿“三软”地层下分层开采时顶板事故规律，并应用二维有限元法分析了层煤体及其再生顶板中压应力和剪应力变化规律，还对支架受力情况进行了分析，从而找出了顶板事故原因，也提出了预防措施，获得了良好效果。     

上向分层进路充填采矿法在木利锑矿的应用

采用分层崩落法对木利锑矿主矿体进行回采,存在地表陷落、机械化程度低、贫化率较大、通风条件差和坑木消耗大等问题。针对以上问题,设计采用了上向分层进路充填采矿法对主矿体进行回采,并在矿山进行了采矿实践,结果表明该采矿方法可克服以上缺点,获得了较好的经济效益,对同类矿山的生产具有一定的指导意义。     

开采扰动下断层滑移过程围岩应力分布及演化规律的实验研究

设计了过断层工作面回采的相似模型,获得了采动影响下断层应力的演化特征和断层滑移瞬态过程中煤体应力的动态响应规律.结果表明:断层面上方部分最先受到采动影响而使得其正应力降低,剪应力升高;断层滑移初期正应力剧烈波动使滑动过程呈非稳态,滑移后期正应力稳定,滑移过程由剪应力主导;断层滑移对工作面煤体产生非稳态的冲击和加卸载作用,使其应力在断层滑移时先降后升,失稳由内向外发展;采动效应增加了断层活化的可能性,煤体承栽力的局部失效会引起断层的滑移,而断层滑移时的冲击效应会引发煤体大范围失稳破坏.     

厚煤层分层开采工作面瓦斯流场分布规律研究

针对厚煤层分层开采工作面回采期间瓦斯涌出治理问题,采用数值模拟计算方法,通过建立采空区瓦斯流场分布的数学模型,对白芨沟矿井首分层0102102工作面回采期间瓦斯流场分布规律进行了研究。结果表明:走向方向上,从工作面往采空区深部,风流速度减小,瓦斯体积分数增大;倾斜方向上,工作面回风巷一侧瓦斯体积分数高于进风巷一侧瓦斯体积分数,工作面上隅角瓦斯容易积聚引起瓦斯超限;垂直方向上,从工作面底板往采空区顶板,瓦斯体积分数逐渐增大;在不采取其他措施前提下,首分层0102102工作面开采前期和后期工作面上隅角以及回风瓦斯均会超限。研究结果为该矿厚煤层分层开采工作面回采期间瓦斯综合治理提供了理论依据。     

含瓦斯煤体渗透失稳判别式

为了研究含瓦斯煤体渗透失稳发生机理,假设煤层以分层形式发生失稳,提出"修正气压梯度"指标。应用总应力法,推导"临界修正气压梯度"的数学表达式,该式表明:"临界修正气压梯度"与煤体抗剪强度成正比、与煤层圆形(矩形)暴露面半径(短边宽度)成反比。结合该式,对煤与瓦斯突出的一些现象及渗透失稳发展过程影响因素进行了分析,得出失稳分层厚度随气压梯度降低而增加,以及失稳推进速度不是常量等结论。     

高压气爆实验系统的研究

低透气、高吸附性是煤层普遍存在的一个特点,且抽采过程比较复杂,危险性高,回采工作面瓦斯抽采效果不明显。为了解决低透气性煤层瓦斯抽采率低的问题,研制了一套高压气爆实验系统,产生的高压气体瞬间从高压喷嘴释放,形成的高能爆破冲击波以及大量的高压气体冲击炮孔周围的煤体,使煤体产生的裂纹和初始状态下的裂纹相互交错,从而形成裂隙网络,不仅增加了煤层内部的透气性,同时提高了煤层瓦斯的抽采效率。