综放工作面合理支护强度的数值模拟分析

为解决唐庄煤矿工作阻力超限和支架严重损坏的问题,利用FLAC3D模拟软件建立数值模型对工作面支架的支护强度进行研究,根据"支架-围岩"的相互作用原理,通过模拟回采过程不同支护强度下顶板位移情况,分析控顶区顶煤下沉量与支架支护强度之间关系最终确定支架最佳支护强度0.91MPa,原有支架支护强度不足,需重新选型。依据模拟确定支护强度,通过"三机配套"原则更换支架后,经现场观测分析支架支护状态良好,工作阻力满足生产要求,表明FLAC3D模拟确定的支护强度满足该煤层综放工作面的顶板活动要求。     

数值模拟方法确定综放工作面支架工作阻力

以支架与顶板相互作用关系为理论依据,通过数值模拟方法分析了综放工作面顶煤下沉量及顶煤压缩量与支架支护强度的关系,在此基础上根据顶板条件的不同对综放工作面支架工作阻力进行确定。     

大倾角特厚煤层综放工作面支架合理工作阻力的确定

综合采用理论计算与FLAC3D数值模拟方法,分析了大倾角特厚煤层综放工作面不同支护强度下顶板下沉位移量。经分析对比,并结合大倾角综放工作面支架稳定性分析,确定大倾角特厚煤层综放工作面支架合理支护强度与工作阻力,为现场支架选型提供依据。     

急倾斜煤层机械化开采合理支护强度的研究

根据太平煤矿11#煤层的地质条件,为保证液压支架能够满足工作面的支护要求,分别采用估算法、倍数岩重法和统计类比法计算急倾斜煤层液压支架的支护强度（分别为288,152,318 kPa）。应用数值模拟软件对太平煤矿11#煤层急倾斜综采工作面支架支护合理强度进行模拟分析,给出了工作面顶板初次来压期间顶板下沉量与时间关系曲线及顶板下沉量与支护强度关系曲线,得出工作面支架的合理支护强度为0.4 MPa。根据3种计算方法,并对照数值模拟结果选取最大值,将急倾斜煤层走向长壁液压支架的支护强度定为400 kPa。     

支护强度对浅埋综放面矿压显现影响模拟研究

为了解浅埋煤层条件下综放工作面的矿压显现特征,以布尔台煤矿42104综放工作面为研究对象,采用数值模拟的研究方法对不同支护强度下工作面矿压显现特征进行对比分析。研究结果表明:随着工作面支架支护强度的逐步增加,煤壁片帮值和顶板下沉量逐渐减小;支护强度达到1.5 MPa时,片帮值为447 mm,顶板下沉量为278 mm,可以达到综放工作面煤壁和顶板控制要求。     

充填支架与顶板的相互作用关系数值模拟研究

为分析膏体充填开采充填支架与顶板的相关作用关系,确定支架参数和顶板受力的情况,采用数值模拟方法,研究了不同支护强度下充填支架对工作面顶板的下沉、离层、应力分布等影响。结果表明,充填工作面围岩破坏范围较小,充填支架对顶板下沉、离层和应力分布影响较小,顶板最大垂直应力大致为支撑强度的2倍。     

综放工作面顶板运动规律及支架-围岩关系研究

布尔台煤矿42103综放工作面回采过程中,经常出现台阶下沉甚至支架压死等现象,在对42103综放工作面支架合理工作阻力进行分析的基础上,采用理论推导和现场实测相结合的研究方法对工作面顶板运动规律进行计算,建立了42103综放工作面顶板结构模型,并分析支架-围岩的相互关系,利用顶板结构模型法和动载系数法综合计算确定了42103综放工作面支架合理工作阻力。研究结果表明:42103综放工作面顶板压力为1.63 MPa,支架合理工作阻力为18 709 k N,支架合理支护强度为1.71 MPa。     

支护强度和采空区留煤垛对综放工作面矿压显现影响规律模拟研究

为研究采空区留煤垛对综放工作面矿压显现的影响规律,采用FLAC3D模拟软件对不同支护强度下工作面矿压显现规律进行对比分析。研究表明:随着工作面支架支护强度增大,煤壁片帮值和顶板下沉量均减小;一定支护强度条件下,留煤垛开采时的煤壁片帮值和顶板下沉量均较小,工作面支护效果明显优于无煤垛开采。这一研究结论对于综放工作面的安全生产和支护设计都有一定的指导意义。     

综采工作面支架工作阻力数值模拟研究

近些年来,随着煤矿开采深度的增加,矿山压力也逐渐增大,而由此引发的安全事故也逐年递增。为了确定某煤矿首采工作面的支架工作阻力,运用通用离散元软件UDEC,对采场开采过程进行数值模拟分析。并通过现场实测,获取基础数据。通过UDEC数值模拟得到该工作面顶板的下沉量与液压支架支护强度的关系,从而对该综采工作面液压支架的工作阻力进行确定。     

工作面支架合理工作阻力的确定

根据内蒙古某矿16~#煤层工作面地质条件,首先使用估算法进行第1次计算分析,接着使用数值模拟方法分析了顶板在10种不同的支护强度条件下顶板下沉量与支护强度的关系,从尽量降低顶板下沉量的方向来考虑支护强度的大小,最终得出工作阻力为11 000 k N,支护强度1.1 MPa。     

首采工作面坚硬顶板预裂技术研究与实践

玉溪煤矿1301首采工作面老顶为一层坚硬厚实的中粒砂岩,在工作面切眼内实施工作面回采前深孔预裂爆破,通过对顶板预裂前后老顶断裂极限跨距的理论分析、回采初期顶板垮落情况、工作面综采支架工作阻力等的综合分析,发现顶板爆破有效缩短了初次来压步距,减小了悬顶面积,防止了大面积垮落时工作面瓦斯超限,减弱初次来压对支架的冲击破坏性。     

综采与综放工艺条件下采场矿压特征分析

基于相同顶板条件下,综采工艺与综放工艺的平均矿压显现特征差异,为给支架选型与顶板管理提供基础依据,以某矿217工作面为例,采用支架压力记录仪实时记录支架工作阻力,结合工作面矿压显现进行顶板来压特征分析。通过分析放煤阶段和不放煤阶段的支架阻力变化,研究综采与综放工艺的顶板来压特征之差异。研究结果表明：与综采工艺相比,综放工艺支架阻力显著增加,动载系数1.30～1.41,顶板来压强烈,基本顶周期来压步距从平均22 m减小到平均11 m,明显减小。在倾斜方向上,中部基本顶来压最强烈,其次是下部、上部,工作面周期来压较强烈。     

采煤工作面支护测试平台设计

为了解决国内现有液压支架实验台结构简单、加载装置和监测仪器落后,从而无法动态地监测采场顶底板岩石破裂演化规律以及无法自动调节工作面倾角等弊端,设计了一种在液压支架与工作面顶底板作用过程中测试支架工作阻力、顶板压力、顶底板内部裂隙发育、不同架型支架在多种采场环境下支护效果的实验平台;通过信号采集系统和信号处理系统,实时地监测、采集和存储加载力、支架活柱的受力大小以及顶底板岩石内部裂隙的发育和分布情况;经上述方法实现了从微观的角度分析采场支架和围岩的关系。     

大采高仰斜综采工作面矿压显现规律研究

针对某矿701仰斜大采高工作面在高强度采动影响下引起的围岩控制难题,采用数值模拟、现场观测相结合的方法对其采场矿压显现规律进行了分析。结果表明,701工作面初次来压步距约为30 m,周期来压步距约为10 m;倾斜方向工作面两端先于工作面中部发生来压现象。通过工作面煤壁前方支承压力曲线分布可知,最大应力集中系数随工作面推进距离增加而增大。根据现场实测发现,工作面中部支架的工作阻力远高于工作面两端头,初次来压时,作用于工作面中部支架的最大载荷为40 MPa,周期来压期间为30 MPa左右。在两巷中实测顶底板及两帮移近量发现,采煤面推进至距离观测站10 m时,两帮最大移近量为416 mm,顶底板移近量为408 mm。     

综采面坚硬顶板活动规律观测与控制

为了确保坚硬顶板综采面的安全生产,基于黑龙江某矿煤层的地质与开采条件,对工作面支架工作阻力随工作面推进的变化进行观测,得到综采工作面顶板矿压活动规律。数据分析显示:坚硬顶板来压强烈;工作面下部基本顶来压步距大于工作面中、上部的来压步距,工作面上、中部来压步距相差不大,工作面中部周期来压较工作面上、下部频繁,但整个顶板来压强度比较均匀;工作面液压支架支护强度一般可以达到控制顶板的要求,但初撑力往往偏低。最后针对顶板矿压活动规律和支架运行特性,提出矿压显现时工作面顶板的防控措施。     

大倾角大采高综采面顶板矿压观测分析

大倾角大采高工作面顶板矿压显现规律与一般综采面有较大区别。本文通过在1901S综采面上、中、下选择3组支架,观测支架初撑力及工作阻力变化情况,同时在工作面顺槽布置测点,观测工作面超前支承压力。观测结果表明:大倾角大采高综采面周期来压压力分布不均匀,动载系数上部最大,中部次之,下部最小;顶板的压力大小与工作面的推进速度呈反比;回风巷受顶板压力范围大于运输巷等。观测结果为后期工作面回采的巷道支护、支架防倾斜管理工作提供了技术支持。     

综采工作面冒落区综合治理技术措施应用

针对15204综采工作面回采过程中的顶板冒落,对工作面冒落区采取"人工假顶+注浆加固+柔性自锁超前支护"综合治理技术等综合安全管理技术措施,有效控制了冒落区范围扩大,解决了支架在冒落带附近工作阻力低,导致支架支护效果差、支架顶梁托空等技术难题,保证了工作面安全高效回采.     

采动围岩活动与回采工作面瓦斯涌出关系

结合淮北矿业股份有限公司袁店一井煤矿1021工作面实际条件,对该矿支架支护阻力、超前支承压力及工作面巷道瓦斯浓度进行即时监测,由数据分析得到工作面回采时采场周期性的支承压力变化与瓦斯涌出关系,周期性的顶板垮落对瓦斯涌出的影响。     

任楼煤矿提高回采上限首采面突水溃砂原因分析

针对任楼煤矿首个提高回采上限工作面回采过程中发生的突水、溃砂事故,从覆岩结构、矿压显现、支架阻力等角度,对突水溃砂的原因进行了分析。结果表明,风巷顶板破坏并沿巷帮发生失稳导致顶板侧向支承结构消失,周期来压期间覆岩整体破断时支架阻力不足、支护不及时而导致覆岩砌体梁结构失稳、端面漏冒加剧,进而造成严重突水溃砂。在后期的复采过程中,提高支架阻力、修复变形严重的风巷、改变巷道支护形式、完善排水系统以及加强工作面支护管理是防范突水溃砂的主要手段。     

近距离下位薄煤层工作面支架压力增大规律分析

为掌握近距离下位薄煤层工作面矿压随基岩厚度、松散层厚度、采高等因素变化的规律,在液压支架上安装了KBJ-60Ⅲ-1型综采工作面矿压监测仪器,对工作面支架工作阻力进行现场实测。依据所采集的数据对支架初撑力、时间加权平均阻力、循环末阻力,工作面来压步距和动载系数等基本矿压参数进行了分析,观测到近距离下位薄煤层44305工作面在推进过程中5次支架受压较大情况,并分析了压力增大的原因。对近距离下位薄煤层工作面支架工作阻力设计以及顶板控制有重大意义。