河畔煤矿工作面矿压规律与巷道稳定性研究

针对河畔煤矿2001工作面高瓦斯突出,以2001回采巷道作为研究对象,建立FLAC3D围岩移动—变形数值模型,通过模拟回采面上覆岩层移动—变形过程,阐述回采工作面围岩随采动影响下的变形、移动、破坏特征。模型数值计算研究分析得出,控制回采工作面煤壁和上覆岩层的移动—变形的有效措施是提高工作面被动支护支架的刚度与强度,合理减小煤壁及覆岩自身承压应力,数值分析确定工作面被动支护强度1.2 MPa为最佳支护强度参数。     

深井厚松散层薄基岩工作面矿压显现规律数值模拟研究

针对某矿深井厚松散层薄基岩影响区域21406工作面及21203工作面的地质条件以及回采过程中出现的安全问题,采用数值模拟方法,研究了不同推进距离条件下回采工作面通过薄基岩过程中上覆岩层覆岩活动规律、顶板垂直应力分布规律及工作面液压支架受力特征。结果表明,工作面开采过渡区时,厚度越大的基岩,其支架工作阻力越小,工作面顶板下沉量也越小。     

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。     

含硫化铁结核薄煤层不规则工作面顶板控制技术

杨村煤矿薄煤层综采工作面含有大量的硫化铁结核,采煤机截割速度受限,截齿磨损速度加快,损耗量增大;薄煤层不规则工作面两端头易出现大面积空顶现象,顶板支护困难。通过让压措施,适当降低工作面液压支架初撑力,将采场上覆岩层压力更集中地作用在煤壁上,可以起到将坚硬煤层压酥、易于截割的效果;调整工作面内排头支架与顺槽内两端头支架之间的位置关系,可使两端头出现的空顶得到有效的支护。     

破碎顶板条件下的安全回采

介绍了在破碎顶板条件下,采用QY型液压支架不能有效支护顶板和煤壁,而用内伸缩轻型掩护式液压支架能有效支护顶板和煤壁的情况。松藻矿务局石壕煤矿采用此种新型液压支架,不仅实现了在破碎顶板条件下的安全回采,而且实现了矿井的稳产和高产。     

基于顶板结构模型的液压支架支护强度计算

工作面顶板结构模型是回采工作面上覆岩层运动规律的直观量化表现,根据工作面顶板结构模型,可以对液压支架的支护强度进行计算,从而确定液压支架的工作阻力。该文根据某矿工作面地质条件,在确定该工作面顶板结构模型的基础上计算了液压支架的支护强度为P'T=1.62~1.69MPa。     

青山矿滑移顶梁液压支架使用效果探讨

1　前言　　控制采场矿压的一个基本手段就是回采工作面支架。回采工作面支架是平衡回采工作面顶板压力的一种构筑物。由于回采工作面支架形成的构筑物必须与开采后形成的上覆岩层大结构相适应。由于支架是处在对上覆岩层形成的支撑体系“煤壁—支架—采空区已冒落矸石”之中 ,煤壁相对来说具有较大的刚性 ,采空区已冒落的矸石则具有较大的可缩性 ,支架处于这两者之间 ,故支架应具备以下两个特性 :一是必须具备一定的可缩性 ;二是必须具有良好的支撑性能 ,即支架支撑力与支架可缩量的关系特征。因此 ,支架的性能将直接影响支架受力的大小。…     

综放面端头基本顶结构与合理支护参数

端头液压支架支护强度的确定是支架设计与选型的关键,为此,理论分析了端头区覆岩垮落形态、基本顶的结构运动规律及合理支护强度的确定方法.研究表明:端头区基本顶既可为裂隙带岩层,也可为垮落带岩层,裂隙带基本顶弧形三角块的下沉运动与工作面中部砌体梁相同,垮落带基本顶弧形三角块形可为仅受煤壁支撑与覆岩压力的悬臂梁,或同时与前后弧形三角块铰接形成弧形三角块类砌体梁结构;基本顶弧形三角板不同的结构形式,矿压显现不同,砌体梁结构基本顶活动的压力显现明显,动载系数大,而弧形三角块类砌体梁基本顶活动的压力显现不明显,动载系数较小;端头区支架与围岩作用关系中,支架的工作状态有3种类型:给定变形状态、限定变形状态和给定载荷状态,可根据对应的端头区砌体梁模型、悬臂梁模型和弧形三角块类砌体梁模型估算不同条件下端头支架合理的支护强度.     

霍尔辛赫3207大采高工作面上覆岩层运移数值模拟分析

为了解决霍尔辛赫煤矿松软破碎顶板厚煤层开采存在的问题,以确保3207大采高工作面的顺利安全回采,基于采煤工作面上覆岩层运移规律,结合霍尔辛赫3207大采高工作面现场实际情况,利用FLAC3D软件对3207工作面超前支承压力、工作面滞后应力状态及推进速度对煤壁片帮的影响进行了数值模拟分析,得到了3207工作面上覆岩层运移规律。研究结果表明:3207工作面超前支承压力峰值位置距离工作面6~7 m,滞后支承压力峰值位于工作面煤壁后方10~14 m;3207工作面推进速度越慢,煤壁拉应力破坏区和剪应力破坏区就越大,发生片帮的概率增大。     

深部大采高超长工作面开采技术研究及展望

基于浅部大采高超长工作面应用的成功经验,在深部大采高超长工作面回采实践的基础上,分析了深部大采高超长工作面回采可能遇到的矿压显现、煤壁片帮、巷道变形和超前支护问题。分析表明,液压支架支护技术能够满足深部大采高超长工作面回采要求,煤壁片帮、巷道大变形与超前支护的适应性仍需加强研究。     

综采工作面回采巷道围岩破裂变形规律实测研究

为了研究综采工作面回采巷道围岩变形规律,为回采巷道的保护提供合理依据,以东欢坨矿2088_下工作面为工程背景,运用现场实测方法,通过钻孔电视探测分析2088_下回风巷道围岩破裂情况及对巷道进行位移监测并分析变形规律。结果表明:巷道顶板下位岩层中均存在较为严重的破裂区,破裂区范围约为2.0 m左右,2088_下工作面所在的8~#煤层巷道围岩属于中松动圈和大松动圈范围;未受采动影响区域内顶底板、两帮最大移近量仅为84、34 mm;超前影响范围约为90 m,顶底板、两帮最大移近量达到了1 280、1 869 mm,由此可见,在工作面回采扰动作用下巷道变形情况较为严重;回采工作面推进距离从测点前80 m至0 m过程中,顶底板、两帮移近量分别增大至243、206 mm,移近速度分别增大至19.1 mm/d和14.7 mm/d,均产生明显增长,说明回采工作面距测点越近,巷道受采动影响越大;在对回采巷道进行保护时,要求巷道支架支护必须考虑能够有效支护该范围内岩层重量以及上覆岩层作用力。     

曲堤煤矿下分层工作面顺槽布置及支护参数研究

结合曲堤煤矿实际,研究了上分层开采后下分层工作面顶板的应力状态变化情况。在理论分析和计算的基础上,确定了下分层工作面顺槽与上分层工作面顺槽的内错距离为5 m。上分层工作面回采后改变了下层煤开采时的覆岩破断和移动特征,上覆岩层已遭受了大范围的破断和运动,整体性和稳定性发生了变化,下层煤开采时,覆岩将没有周期来压或者周期来压不明显、工作面超前支承压力较小、应力集中程度降低、支承压力分布平缓、工作面顶板压力不大。根据矿压理论,计算的工作面支架承受的最大压力为2 904 k N,小于曲堤煤矿选择的液压支架额定工作阻力3 200 k N,可满足回采工作面顶板支护要求。     

充填体协同支架控顶效应研究

固体充填开采中充实率是控制岩层移动的关键,充填工作面中煤壁、液压支架与充填体形成体系协同承载上方载荷、控制顶板变形,该体系中支架的合理工作阻力与充实率密不可分。基于充实率与岩层破断关系,建立了煤壁-支架-充填体耦合控顶力学模型,给出了高、低充实率(kg=4.16×108,kg=2.15×107 N/m3)下支架立柱的合理工作阻力公式,分析高、低充实率下顶板的变形和受力特征受上覆岩层载荷、煤壁地基系数与支架工作阻力的影响规律,研究结果表明:由于不同充实率导致工作面覆岩破断结构形态不同,充填支架工作阻力与充实率并非为线性正相关;相比煤壁地基系数、支架工作阻力,采空区上方载荷对顶板变形、弯矩分布影响较为显著。     

急倾斜煤层大段高综放开采围岩变形监测研究

为研究急倾斜煤层大段高综放开采条件下围岩变形破坏的规律,对新疆碱沟煤矿+564m水平22m大段高工作面回采巷道、顶底板及顶煤体进行了围岩变形量监测。监测表明:工作面前方20m范围内,回采巷道顶底板变形量明显大于两帮变形量,但均在可控范围内;不同层位顶煤体完全垮落时距煤壁距离不同,从而保证支架在走向方向上承受上方顶煤体完全破坏后的部分压力;顶底板岩层的垮落区域均位于煤壁较后方采空区内,避免了工作面区域围岩大范围垮落的影响。研究为大段高开采条件下工作面的安全高效生产提供了基础依据,并为进一步提高工作面分段高度作了有益的尝试。     

不同倾向断层对大采高工作面矿压及顶板运移影响研究

以王庄煤矿8101工作面的煤层地质条件为背景,采用1∶60大比例相似材料试验,研究大采高综采工作面分别向不同倾向断层推进时所引起的矿压及顶板岩层变化规律。研究表明:当工作面由上盘接近断层,会首先在顶板岩层内形成切入断层的超前水平裂缝,该裂缝下方顶板发生较大的垂直位移;当工作面由下盘接近断层,顶板会沿断层面出现整体下沉,支架压力增大,工作面通过断层后,采空区上覆岩层发生大范围不均匀沉降,距工作面越近下沉量越大;工作面的推进会引起上覆岩层裂隙带的台阶式发育,且工作面由下盘向断层推进引起裂隙带发育的高度与速度均大于从上盘推进时的情况;通过对支架压力的监测,明确了断层带压力增高区,对现场工作面的支护与加固具有指导意义。     

背斜构造成因机制及冲击地压灾变机理研究

针对背斜构造诱发冲击危险相关特点,基于材料力学及Winkler弹性地基理论,建立了背斜构造成因力学模型,导出了该模型挠度、弯矩及应变能理论解;通过UDEC数值试验,揭示了背斜轴影响下工作面煤壁前方支承压力分布特点,研究了采动影响下支承压力峰值处盈余能量E0-Ec值变化规律。结果表明:背斜构造的形成受到多重因素共同作用,煤体埋深、上覆岩层容重、特征系数及地基系数越小,构造力偶越大,背斜越易形成;背斜不同位置处应变能不同,构造力偶越大、抗弯刚度越小,微段dx处应变能越大;随着工作面不断推进,煤壁前方支承压力与背斜轴高构造应力呈现出"连接-叠加-分离"现象;工作面越靠近背斜轴,支承压力峰值处盈余能量E0-Ec值越高,发生冲击危险的可能性就越大。     

综采工作面超前支护措施研究与应用

综采工作面在回采期间受采动压力、构造应力以及上覆岩层重力等影响,工作面顺槽压力加大,经常出现顶板下沉、底板鼓起等现象,不仅影响着工作面高效回采,而且很容易发生安全事故。西山煤电集团马兰矿对28302回风顺槽(502巷)采取架设工字钢棚及迈步式超长锚索支护煤壁等超前支护方法,保证了工作面安全顺利回采。     

特厚煤层大采高综放工作面煤壁片帮机理及控制

针对不连沟煤矿F6202大采高综放工作面煤壁片帮严重的问题,通过现场调研观测,根据煤壁片帮位置,总结并分析了回采过程中煤壁片帮的基本特征。进一步分析了顶板结构、液压支架工作阻力及工作面推进速度对煤壁片帮程度的影响。研究表明:顶板形成的"下位组合悬臂梁-上位砌体梁"结构中组合悬臂梁失稳断裂引起煤壁上方"反弹区"向煤壁冲击,以及支架工作阻力偏小、工作面推进速度过快引发组合悬臂梁结构强度伪增强而积聚更多应变能瞬间释放是导致大采高综放条件下煤壁片帮的重要因素,增大液压支架工作阻力能够降低煤壁片帮程度。提出了"煤层注水、适当减缓工作面推进速度、提高液压支架工作阻力"的片帮综合治理方案;工程实践表明,治理后煤壁片帮频次和日片帮深度均值较之前大幅减小,取得良好片帮治理效果。     

发展端头支护技术应注意的几个问题

<正> 随着我国综机采煤技术的发展,与采面液压支架效能相比,采面端头支护落后的矛盾越来越突出了。当前它在一些矿区已成为影响综机采煤高产的重要因素之一,因此,研究综机采面端头支护已是迫在眉睫的问题。本文着重从端头支架功能及矿压角度,浅析几个端头支护技术发展中应注意的问题。一、端头支护的现状及存在问题正确的端头支护应能保证安全有效地维护端头围岩,使其工作状态良好。鉴于采面和顺槽支护方式及回采工艺的多样性,故且端头支护方式也是不同的。当前我国端头支护还是比较落后的。巷道端头用单体或液压支架维护;采面机头、机尾设备区用单体特殊超前支架或液压支架及时支护;煤壁前方支承压力影响区用单体点柱或抬棚加强支护;当采用沿空留巷时,煤壁后方支承压力     

中厚偏薄煤层综采面矿压显现规律研究

基于祁东煤矿东翼一水平三采区6137中厚偏薄煤层首采工作面开采条件,采用KBJ-60Ⅲ-1矿用数字压力计、KBJ-60Ⅲ-2矿用压力数据采集器连续记录了液压支架的工作阻力、超前支承压力及两巷断面收缩量,分析了工作面液压支架支护阻力的循环变化规律及工作面沿倾斜方向上的压力分布特征,研究了支护参数、顶板管理及支架的适应性,掌握了工作面上覆岩层运动规律及其矿压显现规律,为今后井下类似条件下开采、巷道布置与支护设计提供了科学、可靠的依据。