冲击危险性厚煤层综放开采冲击地压发生机理

基于冲击地压对深部综放开采工作面安全高效生产的严重影响性,采用有限差分软件FLAC3D研究采煤方法(包括大采高开采)对冲击地压形成的不同影响作用,分析综放开采的合理采放比及综放工作面冲击地压发生的机理。研究表明对于冲击危险性特厚煤层采用综放开采是有利于冲击地压防治。支承压力集中程度仍然超过塑性区煤体强度极限和采空区以暂时稳定梁或者其它形式积聚了大量的弹性能量的瞬间释放是综放工作面冲击地压时有发生的原因。     

急倾斜煤层支承压力分布特征研究

为了研究急倾斜煤层支承压力分布特征,采用3DEC软件对综放开采过程中支承压力平面分布、走向与倾向支承压力影响范围、峰值大小与位置等内容进行研究。研究表明:急倾斜综放工作面支承压力动压区呈"圆弧形"分布,稳压区呈"矩形"分布。工作面上部超前支承压力峰值明显高于下部且峰值距离煤壁较远,具有非对称特征。与倾斜煤层相比,急倾斜煤层侧向支承压力动压区走向影响范围更广,稳压区沿倾向的影响范围更大。通过现场实测对以上结果进行验证,并提出具有针对性的冲击地压控制方法。     

综放面侧向支承压力分布规律模拟研究

随着厚煤层放顶煤开采技术的日益推广,放顶煤矿压规律的研究逐步深入,然而厚煤层开采的侧向支承压力的研究比较滞后,由于侧向支承压力的分布规律对煤柱的留设,以及煤炭资源的回收率等问题具有重要的意义。采用数值模拟方法通过对综放采场侧向支承压力的研究对区段煤柱的留设提供了依据。     

含硬煤夹层厚煤层综放面矿压显现规律研究

通过对秦源煤矿S204工作面采场矿山压力观测,研究了含硬煤夹层厚煤层综放面的矿压显现规律。研究结果表明:由于硬煤夹层的影响,与不含硬煤夹层综放工作面相比,其周期来压步距、平均动压系数都有不同程度的增大;工作面支架性能完全能够满足工作面支护强度的要求;由于硬煤夹层的存在,工作面超前支承压力分布呈现出较硬煤层的特征,即支承压力的分布范围和峰值点距煤壁的距离并不大。     

浅埋深薄基岩综放工作面超前支承压力分布规律的埋深效应

采用数值模拟的方法,研究了煤层埋藏深度对浅埋深、薄基岩、厚松散层特厚煤层综放开采超前支承压力的影响,研究结果表明:随着煤层埋藏深度的增加,综放工作面超前支承压力峰值大小和峰值距煤壁的距离呈对数增加,而支承压力集中系数呈线性减小。煤层埋藏深度的增加有利于顶煤的破碎,进而间接提高了特厚煤层采用综放开采的采出率。     

深井特厚煤层综放工作面支承压力分布特征的实测研究

为研究深井特厚煤层综放工作面支承压力分布特征,采用冲击地压实时监测预警系统对新巨龙矿井1301工作面走向及侧向巷帮煤体垂直应力进行了实测。研究表明：深井特厚煤层综放工作面走向支承压力峰值位置到煤壁的距离及巷帮煤体侧向支承压力峰值位置到巷帮的距离比一般工作面大;巷帮煤体侧向支承压力峰值出现在采空区后方;回采期间巷帮煤体垂直应力的变化沿走向可分为应力稳定区、应力升高区、应力峰值区、应力降低区、二次升高区和应力蠕变区。     

特厚煤层综放开采冲击地压防治技术与实践

基于华亭煤矿250102综放工作面冲击地压显现强烈、巷道返修难度大,开展了一系列技术研究和防治实践。分析表明,大采深、煤层具有冲击倾向性、坚硬厚层砂岩顶板、护巷煤柱留宽不合理是导致该工作面发生冲击地压的主要因素,并采用综合指数法判定该综放面冲击危险指数0.89,具有强冲击地压危险性。在早期预测的基础上,采用微震法对冲击危险区域进行监测。对具备冲击危险的区域,综合采用巷帮煤体卸压爆破、顶板深孔爆破、动压注水(8~13 MPa)与静压注水等卸压解危措施,削弱了冲击地压显现强度,有效降低了综放工作面冲击地压的发生。     

综放采场围岩支承压力分布及动力灾害的层厚效应

以谢桥矿1151(3)综放工作面地质及开采技术条件为背景,采用大型非线性三维计算机数值模拟,对不同开采高度（3.0,5.4,8.0,12.0 m）进行模拟研究.研究表明：不同采高工作面围岩支承压力分布规律存在明显差异,随着煤层一次采高的增加,工作面煤体内和采空侧煤柱内支承压力峰值呈下降趋势,峰值位置超前工作面距离增大,煤体抵抗损伤应变能的区域变大;工作面侧向实体煤支承压力峰值沿走向在工作面前方与煤层厚度无明显关系,而在工作面后方随采高逐渐降低,峰值位置离煤壁也越远.应用损伤力学和能量法分析了支承压力分布对煤与瓦斯突出层厚效应影响规律,表明综放开采随一次开采高度的增加,采场周围煤岩体内积聚的弹性能降低且抵抗损伤变形的能力增强,有利于减缓动力灾害.     

综放面单侧采空煤柱稳定性研究及实测

在使用留煤柱护巷的长壁采煤工作面中,单侧采空煤柱的稳定是后采工作面安全顺利回采的保障.近年来随着煤矿开采强度加大,对采对掘情况比较普遍,形成的护巷煤柱将经历两次工作面回采动压影响,对煤柱的稳定产生较大影响,对巷道围岩控制带来困难,特别是在综放开采的矿井尤为明显.因此,对厚煤层放顶煤工作面及相邻巷道对采对掘形成的区段煤柱在单侧采空状态下煤柱内支承压力分布规律进行了理论计算和现场实测分析.以东坡煤矿922和923综放工作面间20m护巷煤柱为例,分析和研究了煤柱形成后各阶段支承压力演变过程,得到了单侧采空煤柱采空区侧和巷道侧极限平衡区范围计算公式、煤柱最小宽度公式;通过钻孔应力计对现场煤柱内支承压力进行实测,得到了本工作面回采超前压力的影响范围和峰值,并说明现场20m宽煤柱内存在稳定弹性核区,煤柱可进一步优化以提高采出率.     

顶板动态法在工作面防冲设计方面的研究及应用

工作面回采期间,随工作面的不断推进,采场上覆岩层应力重新分布,支承压力的峰值及位置也在不断变化。特别是深部开采条件下,支承压力愈是靠近煤壁位置,采场发生冲击地压的可能性就愈大[1]。文章结合赵各庄煤矿实际,采用顶板动态监测法确定工作面超前支承压力峰值及位置,然后采取超前松动爆破的方式解除冲击危险性,收到了良好效果,为邻近矿井的防冲设计提供参考。     

特厚煤层综放采场直接顶关键层及支架适应性

为了探索大同矿区石炭系特厚煤层综放开采工作面支架-围岩相互作用关系,采用现场实测与理论分析的方法,在分析塔山矿石炭系特厚煤层综放工作面顶煤、顶板运移规律及矿压显现特征的基础上,将塔山矿石炭系特厚煤层综放开采采场直接顶结构分为2类,指出"直接顶关键层"的存在将进一步增大顶板管理的难度.对8102和8103综放面所用ZF10000/25/38及ZF13000/25/38支架的适应性进行了分析,结果表明,ZF13000较ZF10000支架能够适应的最大煤层采放厚度由17 m提高至20 m,也能防止端面顶煤冒落,ZF13000支架具有更强的适应性.     

厚煤层综放开采设备选型及配套探讨研究

在分析影响综采放顶煤工艺设备配套及选型因素的前提下,对厚煤层采用综采放顶煤技术的主要设备进行选型分析,确定出选型要求和原则,特别总结出了三种不同煤层地质条件(急倾斜特厚煤层、缓倾斜中硬厚煤层、倾斜厚煤层)综放开采液压支架的选型原则;阐述了综放工作面主要设备配套要求,可为厚煤层综放开采设备选型及配套提供参考.     

基于预抽与边采边抽的高瓦斯工作面瓦斯治理

由于预抽与边采边抽煤层瓦斯作为解决瓦斯涌出超限的有效手段而被广泛应用于生产实践,煤层应力、瓦斯压力一般随开采深度增加而增大,所以瓦斯涌出量随开采深度增加而加大,特别对于高瓦斯厚煤层的放顶煤开采,瓦斯治理方法受到较为严格限制.本文通过对大隆煤矿S1702综放工作面瓦斯治理效果的分析,总结出综放工作面瓦斯治理的有效途径,对于指导生产实践有重大的现实意义.     

彬长矿区坚硬特厚煤层综放面矿压显现特征

为了确保矿区坚硬特厚综放开采条件下安全生产,采用物理相似模拟和现场观测的方法,对综放工作面覆岩移动、矿压显现特征进行了分析研究,总结了坚硬特厚综放工作面矿压显现特征.研究结果表明,工作面来压过程中覆岩破坏范围大,支架载荷较大并具有一定的瞬时冲击性,矿压显现剧烈.可为坚硬特厚煤层综放工作面矿压显现规律的认识和顶板管理提供借鉴.     

特厚煤层智能化综放开采理论与关键技术架构

综放开采方法是我国特厚煤层矿区实现高产高效的主要技术途径,智能化综放开采是未来综放开采技术发展的重要方向。在分析千万吨级特厚煤层智能化综放开采技术和问题的基础上,围绕安全、高效、智能这一主题,综合考虑特厚煤层顶煤体和上覆岩层的相互作用,以掌握特厚顶煤冒放理论,实现综放工作面放煤智能化,降低含矸率、提高顶煤采出率为主导,提出要解决的关键科学问题和技术构想。针对综放开采存在的煤矸智能识别、智能放煤控制、“采-支-放-运”系统智能协调等主要难题,凝练出特厚煤层智能综放开采大尺度顶煤体破碎与冒放机理,特厚煤层智能化采放协调控制机理与方法,特厚煤层智能综放开采群组放煤过程控制原理三大科学问题。攻克特厚煤层群组协同智能放煤工艺决策技术,特厚煤层顶煤厚度与放煤量实时监测技术,冲击振动和高光谱融合的煤矸识别技术,多模式融合的智能化放煤装备及控制技术,综放工作面“采-支-放-运”系统智能协调控制技术五项关键技术。突破特厚煤层智能化综放开采技术与装备瓶颈,研发煤矸识别装置、开发智能放煤控制系统及软件,解决采放协调、煤矸识别、群组放煤等难题,创建年产1 500万t智能化综放开采示范工程。最终实现特厚煤层智能化综放开采,为我国特厚煤层的安全、高效开发提供可靠的技术支撑。     

基于瓦斯抽放确定高瓦斯单一厚煤层综放工作面的合理宽度

针对综采放顶煤采煤工艺的特点,结合高瓦斯厚煤层瓦斯抽放方式和抽放系统布置的特点,提出适应高瓦斯厚煤层瓦斯抽放要求的合理工作面宽度确定方法,推导出满足瓦斯抽放要求的综放工作面合理宽度的计算公式,并将其应用于鹤壁矿区。     

特厚煤层综放工作面矿压规律实测研究

通过对安家岭一号井综放工作面支架工作阻力、围岩应力、顶煤活动等的实测研究,得出了综放工作面矿压显现规律,为实现浅埋深特厚综放工作面安全高效回采提供了依据。     

锚杆支护技术在回采工作面上下顺槽中的应用

厚煤层巷道掘进与支护已成为实现综放工作面高产高效的重要一环。文中结合郁山煤矿厚煤层开采技术及地质条件,分析了放顶煤开采煤巷的矿压特点,介绍了锚杆支护的试验情况,并对支护效果进行了矿压监测和技术分析,对支护参数进行了修正。     

千米深井大倾角特厚煤层综放开采技术实践

为实现千米深井大倾角特厚煤层综合机械化放顶煤开采,应用相似材料模拟、数值模拟和现场试验等手段,研究了影响千米深井大倾角特厚煤层综合机械化放顶煤开采的工艺参数、顶板顶煤运移规律、矿山压力规律.通过试验得出二采一放、多轮间隔、由下而上的最佳放煤方式,同时掌握了大倾角特厚煤层放顶煤开采的工艺参数和矿压显现规律,实现了安全开采.     

较薄急斜近距厚煤层水平分段放顶煤科学性分析

论述了乌鲁木齐矿区创造较薄急斜近距厚煤层水平分段轻型支架放顶煤采煤方法的科学性．避免了急斜近距煤层开采形成的相互影响，提高了生产能力和采出率，形成了通风系统规范化的基础，采用液压支架放顶煤保证作业安全，适应了联合开采后围岩破坏和矿压显现特征．并提出了进一步扩大联合开采的范围，完善工作面生产体系的建议．