东曲煤矿工作面超前支承压力分布规律研究

基于回采工作面超前支承压力对冲击地压、煤与瓦斯突出等现象有直接影响,结合东曲煤矿14305工作面的开采条件,通过理论计算及采用UDEC2D4.0数值模拟,对该工作面超前支承压力的分布规律进行研究,同时对现场实测超前支承压力数据进行统计分析,得出了超前支承压力的分布规律。14305工作面超前支承压力的影响范围约为35 m,超前支承压力峰值约为16 MPa,并距工作面8~10 m,应力集中系数约为2.2,可为东曲煤矿煤柱宽度、工作面支护参数设计提供技术支持。     

浅埋深中厚煤层超前支护压力分布研究

通过对综采工作面超前支承压力的观测,分析了综采工作面在开采过程中巷道围岩应力的活动规律。采用理论分析、数值模拟、现场实测的方法,对某矿区工作面支承压力进行综合分析,得出综采工作面超前支承压力分布变化的规律,为回采巷道超前支护长度、支护强度等提供了理论依据;为今后回采巷道的顶板支护和回采过程中的顶板管理,提供了理论依据和安全保障。     

工作面超前支承压力分布规律研究

 对某矿岩浆岩侵入条件下首采工作面超前支承压力进行了研究,采用UDEC数值模拟软件分析了回采期间顶底板应力场的变化特征及超前支承压力分布规律。采空区支承压力接近原岩应力,回采工作面明显处于卸压区,回采煤体前方形成应力集中区。并使用钻孔应力计对回采煤体超前支承压力进行了实测分析,进一步研究了超前支承压力分布规律,为首采面的安全回采提供了技术支持。     

孟村矿401102综放面采动应力分布规律与巷道围岩控制研究

为了掌握孟村矿401102综放面开采过程中覆岩结构演化及采动应力分布规律，利用理论计算、数值模拟和现场实测的方法，分析了401102综放面不同推进长度下采动应力分布规律，揭示了401102综放面采动过程中超前支承压力分布规律和影响范围，研究了相邻综放面回采过程中上覆岩层结构演化及应力分布规律，掌握了孟村煤矿401102综放面采动应力分布特征及主要影响区域，提出了通过降低巷道围岩应力和加强巷道围岩支护强度的控制方法，并在现场实测中得到了验证，为类似条件下采动应力分布规律的研究和巷道围岩控制提供了参考。     

裕民煤矿综采工作面超前支承压力分布规律研究

为揭示工作面超前支承压力分布规律,采用理论分析和数值模拟的方法,对裕民煤矿工作面支承压力进行了分析,得出综采工作面超前支承压力分布变化规律,为回采巷道超前支护长度、强度等提供了理论依据。     

采动条件下褶皱构造区不均匀应力场演化特征研究

褶皱作为地壳岩层运动形成的地质构造之一,其附近岩层分布较大的残余不均匀构造应力,是诱发煤矿冲击地压的主要因素。针对这一问题,以义马煤田千秋煤矿21221工作面为工程地质背景,建立了褶皱构造赋存条件下的数值模型,施加了不均匀构造应力,分析了工作面开采时褶皱构造区域应力场的演化特征,研究了采动影响下褶皱构造不同区域矿压显现规律。研究结果表明:褶皱构造的原岩应力场的分布具有明显的空间分布区域性,即垂直应力和水平应力在向斜和背斜轴部表现出不同的分区特性,向斜轴部处出现了应力集中。随着工作面推进过向斜和背斜,水平应力和垂直应力在采空区顶板和底板均形成了椭圆形卸压区,垂直应力卸压区演化沿褶皱向斜或背斜法线方向逐渐扩大,垂直应力在工作面超前区域出现了一定范围的应力集中,应力集中区远离轴部扩大;水平应力在工作面垂直方向上较远处区域出现了应力集中,应力集中区逐步向顶板和底板远处发育,水平应力在卸压区内顶板应力的释放程度要明显高于底板。在工作面过褶皱轴部和翼部阶段,工作面超前支承压力的峰值随开采距离的增加而增大,应力集中系数则先增大后减小。工作面自背斜轴部俯采时工作面前方支承压力较大,自向斜轴部仰采时较小。当工作面过褶皱轴部时,直接顶受压状态的应力集中程度逐渐减小,减小的过程伴随着能量释放激增的现象,此时极易诱发冲击地压。     

大采高短壁工作面超前支承压力分布规律研究

为了掌握晋煤集团赵庄二号井大采高短壁工作面超前支承压力分布规律,以首个大采高工作面1305工作面为工程背景,运用FLAC3D数值模拟和现场实测的研究手段对超前支承压力分布规律进行分析。研究表明:工作面前方塑性区域范围为6.7~12.5m,平均8.9m。工作面超前支承压力影响范围为20~50m。超前支承压力峰值介于24.16~28.48MPa,平均26.44MPa。研究结果为确定合理的护巷煤柱参数及超前支护设计提供参考依据。     

薄煤层综采工作面回采巷道矿压显现规律

7603工作面是邱集煤矿薄煤层综采工作面、东六采区首采工作面。为保证工作面回采期间的安全,需要对其进行矿压规律监测,研究现有的巷道支护参数是否满足开采需求。通过现场实测,分析了7603工作面轨道巷煤体内走向和侧向支承压力的变化规律,并确定了25 m为超前支护范围;现场实测了巷道围岩随工作面推进的变形规律和巷帮破坏范围。7603工作面矿压显现规律研究表明巷道的现有支护参数合理,满足生产要求。     

褶皱构造对深井采动应力演化的控制规律研究

针对褶皱构造引起的采场应力异常及采场动力灾害问题,采用FLAC~(3D)数值模拟的方法,研究了褶皱区域煤层开采过程中的应力演化规律,分析了褶皱区域不同位置工作面煤岩应力分布特征。研究结果表明:受上覆岩层和水平挤压作用形成的皱褶,背斜与向斜轴部水平应力集中,其中背斜与向斜内弧压应力集中,外弧拉应力集中;在褶皱中回采时,水平应力起主要控制作用,工作面接近背斜轴部时,顶板岩层稳定性逐渐降低,而底板岩层稳定性逐渐升高;工作面在背斜与向斜之间推进时,自背斜轴部仰采推进时煤壁前方应力更低,回采更安全。赵楼煤矿千米埋深的7301工作面在褶皱中推进时,俯采接近向斜轴部时微震日平均能量增大,仰采推进至背斜轴部时发生工作面煤壁片帮,顶板破碎、垮落等现象,现场观测与模拟分析结果较为吻合。研究结果对采场褶皱区安全开采具有一定的指导意义。     

邻近高瓦斯综放工作面围岩支承压力分布模拟研究

为了保证邻近工作面顺利接续回采,高河煤矿在W4301工作面回采期间,应用边采边掘工艺布置W4302工作面回风顺槽.通过MATLAB数值模拟软件,对邻近高瓦斯综放工作面围岩支承压力分布规律进行研究,得出工作面不同区域超前支承压力和侧向支承压力的分布情况,为确定合理的护巷煤柱宽度提供依据,从而保证迎采巷道围岩稳定性,实现工...     

大倾角三软厚煤层大采高综采面矿压特征及支架适应性研究

为研究大倾角三软厚煤层大采高工作面矿压显现规律、液压支架合理工作阻力及其适应性,针对13030工作面开采的实际情况,应用数值模拟法分析了工作面应力分布规律,并对工作面的矿压显现及液压支架工作阻力进行了现场观测。结果表明:随着工作面的推进,超前支承压力峰值呈现先增大后减小变化规律,两侧支承压力呈不对称分布。支架压力变化趋势基本一致,沿工作面倾向方向呈现出明显的不均匀性,整体分布呈中间大、两端小趋势。基本顶周期来压步距在10.0～14.53 m,动载系数为1.49～1.75,来压比较强烈,循环末阻力占额定工作阻力的52.6％～78.8％,具有较大的富余系数,对工作面适应性良好,能够满足工作面顶板控制的生产要求。     

综采工作面上覆岩层运移破坏规律研究

根据火烧铺矿2632综采工作面概况,首先理论分析了该工作面来压步距,并采用UDEC^2D数值模拟软件对2632综采工作面上覆岩层运移破坏规律进行了研究,主要研究了2632综采工作面塑性区分布、工作面超前支承压力分布规律以及不同基载比条件下基本顶破坏特征分析。研究为综采工作面支护设计提供了理论基础。     

工作面运输平巷超前支护技术优化研究

针对工作面运输平巷受上覆岩层自重应力和工作面采动形成的超前支承压力影响条件下的顶板控制问题,以晋能集团四通煤业205工作面运输平巷超前支护为工程背景,采用数值模拟方法分析了单体液压支柱与迈步式液压支架对工作面运输平巷超前支护效果的影响。通过对两种超前支护方式下工作面运输平巷应力分布规律及位移变化规律的分析,得出单体液压支柱支护时巷道围岩最大变形速率是迈步式液压支架支护时的两倍左右,为回采工作面运输平巷推广使用迈步式液压支架进行超前支护提供了可靠依据。     

采动覆岩应力变化规律分析

为了研究采动覆岩应力变化规律,采用理论研究和数值模拟,理论分析了采场底板岩体支承压力分布、采动裂隙场的空间形态;采用FLAC^3D数值模拟了不同推进距离下水平剖面的应力分布和塑性破坏分布。研究得出,采动覆岩裂隙圈呈现典型的直接顶破断“O-X”型特征,采动塑性破坏区呈中间低和两端高的马鞍分布状态;底板和上覆岩层应力呈3个不同应力区域。     

基于FLAC3D模拟的大采高采场支承压力分布规律研究

通过FLAC^3D软件对大采高采场工作面推进过程中煤岩内部应力场分布规律及其塑性破坏进行了模拟，并提取了各个单元的应力值，以此分析了大采高采场支承压力的分布特征，得出大采高采场支承压力分布规律。从而为研究大采高采场工作面煤壁的片塌、端面冒顶和底板鼓起的机理、顺槽超前巷道的支护设计、冲击地压和煤层突出等矿井灾害的预防提供了重要理论依据。     

基于FLAC3D的综放面矿压显现规律研究

为了确保矿井的安全开采,揭示某矿矿压显现规律,采用FLAC^3D数值模拟软件对工作面走向、倾向力学和位移特征以及工作面初步来压步距、周期来压步距进行了模拟分析。研究得出:在沿走向方向,工作面顶板面形成拱形分布的应力释放区,随着工作面的推进,顶板的覆岩高度和应力拱结构逐渐向上发展;在沿倾向方向,工作面顶底板的位移分布呈现非对称的特征,顶板应力轮廓向工作面倾斜上方偏移;工作面的初次来压步距为40 m,周期来压平均步距为11.8 m,为工作面的支护选择和支护方式提供理论依据,为顶板围岩控制提供了重要参数。     

高埋深向斜轴部泥岩巷道维控实践

以位于向斜轴部的陈四楼煤矿九采区皮带下山平巷段为工程对象,在介绍其工程地质条件的基础上,分析向斜构造、原岩应力、空间关系、围岩条件对其变形破坏的影响,针对各影响因素并借鉴以往经验提出“锚网喷+锚索”先喷后锚先让压再复喷成巷的新型支护方案,设计与之配套的施工工艺流程,确保支护质量,并进行矿压观测。矿压观测分析表明新型支护方案与工艺流程能够满足九采区轨道下山平巷段的支护要求。     

综放工作面矿压显现数值模拟研究

近年来,综合放顶煤开采技术成为我国厚煤层开采中应用最为广泛的技术,针对综放工作面所具有的“加长”、“快速推进”的特点,采用FLAC^3D数值模拟计算研究了其矿压显现规律,模拟分析了综放工作面不同推进速度及不同长度条件下围岩的应力场、位移场及塑性区的分布与演化规律,得出了综放工作面的矿压显现规律,为工作面支架的选型提供了依据。     

基于FLAC3D数值模拟的钻孔变形特征及围岩稳定性研究

为了对钻孔变形特征及围岩稳定性进行研究,采用FLAC^3D数值模拟软件,建立了卸压开采数值模型,采用多维耦合数值模拟方法,研究了开采煤层顶板垂直应力随工作面推进的运移规律以及钻孔的挤压安全系数分布规律和剪切滑移量分布规律,分析了钻孔破坏的影响特征。研究得出:随着工作面的开采,上覆煤层产生了同步的位移,且岩层移动范围比下层煤开采范围大;随着开孔位置距离煤层顶板的偏移,当钻孔避开了顶板5~11 m挤压失稳区,钻孔挤压破坏危险区域也相对随之缩小,提高了钻孔开孔位置高度,有效减少了钻孔危险区范围。研究为钻孔的合理布置提供技术支持。     

大埋深向斜轴部泥岩巷道复合支护方式应用研究

以位于向斜轴部附近的陈四楼煤矿九采区胶带下山1号联络巷为工程对象,在介绍其工程地质条件的基础上,分析原岩应力、断层、向斜构造、围岩条件对其变形破坏的影响,针对各影响因素并借鉴以往经验,提出“先喷后锚+锚网索+U型钢棚+注浆”的复合支护方案,设计与之配套的施工工艺流程,确保支护质量,并进行矿压观测。矿压观测分析表明,复合支护方案与工艺流程能够满足九采区1号联络巷的支护要求。