倾斜长壁工作面矿压显现规律及控制技术研究

针对郭屯煤矿3303倾斜长壁工作面上部区域片帮、底鼓严重和顶板来压明显等问题,通过理论分析和现场实测等方法,对工作面矿压显现规律进行研究,提出对应的围岩控制措施。现场应用结果表明,采取相对应措施后围岩控制效果良好,能够满足工作面安全回采要求。     

台头矿2S224工作面矿压监测与结果分析

通过对台头矿2S224工作面顶板破碎度、煤壁片帮、巷道变形和支架载荷的现场观测,分析了该工作面的矿压显现规律,得出了工作面的周期来压步距;同时探讨了工作面顶板垮落模式和出现端头悬顶的原因。研究表明提高该工作面推进度是降低顶板破碎度和减少片帮的有效措施。     

综采工作面矿压观测分析及顶板控制措施研究

顶板控制及矿压观测是综采工作面安全回采的一项重要内容,工作面在回采过程中必须对顶板矿压进行观察分析,并根据实际情况及时采取合理有效的顶板控制措施。本文以店坪煤矿5-302工作面为例,分析了工作面在回采期间顶板矿压观测以及采取的控制方法,确保工作面安全高效回采。     

坚硬直接顶综采工作面矿压显现规律研究

本文以四台矿81204坚硬顶板综采工作面为背景,通过理论分析和现场实测的方法,计算了坚硬顶板综采工作面的初次来压与周期来压步距,监测得到了坚硬顶板综采工作面支架工作阻力变化及来压步距特征,揭示了坚硬顶板综采工作面的矿压显现规律,主要得到如下结论：1）理论计算得到坚硬顶板综采工作面的初次来压与周期来压步距分别为43.7m和17.8m,明显大于非坚硬顶板综采工作面的初次来压与周期来压步距,且实测来压步距与理论计算的来压步距偏差不大;2）工作面中部的初次来压步距明显大于工作面两端。坚硬顶板初次来压期间,坚硬顶板在最大弯矩的作用下率先在两端发生破断;3）工作面中部的周期来压步距明显大于工作面两端。坚硬顶板周期来压期间,坚硬顶板会发生顶板的“O-X”型破断;4）坚硬顶板综采工作面来压期间,支架工作阻力均未超过35.2 MPa,81204坚硬顶板综采工作面顶板控制效果良好。     

霍宝干河煤矿采煤工作面矿压规律分析

为掌握霍宝干河煤矿2-126采煤工作面矿压显现规律,现场对该工作面液压支架荷载、煤层顶底板移近量、巷道顶板压力、顶板离层以及锚杆受力等进行监测,结果表明:工作面初次来压步距36～43 m,周期来压步距为15～24 m。工作面来压期间支架最大载荷为6635.68 kN,且两巷压力及变形均在控制范围内,说明选用的支架工作阻力能够很好地满足顶板条件。     

裴沟煤矿31071首采工作面矿压观测实践

顶板控制工作是矿井安全管理的重要组成部分,准确掌握顶板来压步距、周期、强度等数据,对科学制订针对性措施有着重要意义。裴沟煤矿利用KBJ-60Ⅲ矿压观测系统对该矿31071首采工作面进行了矿压观测,掌握了顶板周期来压步距、工作面支架支护强度,为现场管理提供了完善、准确的资料。     

张村矿大倾角综采工作面矿压活动规律分析

以张村矿二-11081大倾角综采工作面为例,通过现场矿压实测、相关理论分析、实验室数值模拟,对大倾角综采工作面采场矿压活动规律进行了研究分析。为类似条件下煤层顶板控制提供理论参考。     

韩家洼矿坚硬顶板综放工作面矿压监测结果与分析

文章以韩家洼矿特厚煤层坚硬顶板赋存的22203综放工作面作为工程背景,采用现场矿压监测研究方法,分析得出了综放工作面顶板矿压显现规律,并分析评价了综放工作面液压支架适应性,研究成果可为该矿特厚煤层坚硬顶板条件下综放工作面的安全高效生产提供理论依据。     

孙疃矿综采工作面矿压显现规律

通过孙疃煤矿综采工作面的支架工作状态实测,分析了工作面布置方向及推进方向上的矿压显现规律,系统分析了综采工作面的矿山压力显现特点,为工作面矿山压力的控制及顶板管理提供了理论依据,取得了较好的效果。     

特厚煤层综放面矿压显现规律研究

结合唐家会煤矿首采工作面的生产实践,通过现场的矿压观测及理论分析,研究了开采时工作面及超前支护巷道的矿压显现规律。由观测结果可知,该工作面所选用的支撑掩护式支架较为合理,对于顶板来压的适应性较强。     

保德煤矿81504综放面支架工作阻力适应性分析

以煤层顶底板岩层力学参数为基础结合上覆岩层运移规律,研究工作面直接顶的岩层组成、顶板运动参数,构建合理的顶板结构模型.对顶板结构模型进行力学分析,定量的计算工作面支架的支护强度.已采81305工作面工程实践表明,工作面直接顶由3层岩层构成,直接顶总厚度为17.2 m,工作面老顶以粗粒砂岩为主,厚度6.7 m,工作面直接...     

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。     

工作面支护与液压支架技术理论体系

工作面支护是安全高效综采的首要条件,液压支架是综采系统的核心。笔者和其合作团队持续30多年致力于综采工作面支护与液压支架技术理论的研究和实践,建立了综采工作面支护与液压支架技术理论体系框架,提出了液压支架与围岩耦合原理,建立液压支架与围岩耦合模型,分析了液压支架与围岩的强度耦合、刚度耦合和稳定性耦合规律,阐述了液压支架合理工作阻力、临界护帮力和支护系统稳定性控制策略,提出液压支架三维动态优化设计理论和方法,将围岩下沉、断裂等力、力矩以及边界条件的变化通过液压支架骨架模型传递和分解到具体的液压支架结构上,借助三维设计平台动态模拟仿真液压支架与围岩耦合作用的力学特征,优化得出对围岩最优支护效果的液压支架结构参数。提出液压支架系列型谱和工作面支护系统液压支架群组的自组织协同控制方法,将支护系统群组自组织协同控制分解为围岩自适应控制和队列保持推进控制两个控制线程,同步实现群体系统协调控制。建立了工作面支护设备技术标准体系。     

综放工作面过陷落柱影响区煤壁片帮防治技术

陷落柱影响区煤岩往往较为破碎,工作面回采过陷落柱时易出现煤壁片帮及冒顶情况,影响工作面安全开采。为保证工作面安全开采,以赵庄二号井2309工作面为工程背景,分析了综放工作面过陷落柱时的应力演化规律和顶板结构特征,通过采取分阶段细化工作面管理和重点区域超前注浆加固的煤壁片帮综合防治技术,有效预防了工作面煤壁片帮和冒顶。现场工业性试验表明,采取综合防治技术措施后,工作面煤壁整体直立平整,最多连续出现2个架片帮,片帮深度不超400 mm,没有出现漏顶现象;工作面推进速度为2.46 m/d,为正常区域的81.7%。     

沙土质型冲沟发育区浅埋煤层长壁开采支护阻力的确定

基于沙土质型冲沟坡体下浅埋煤层长壁开采顶板结构承受非均匀载荷的基本特征,采用理论分析与现场实测的方法,以工作面背沟推进为主要方式,将冲沟坡体及其形态纳入顶板结构控制当中,结合冲沟坡体下开采基本顶初次破断与周期破断时的顶板结构力学模型,按给定失稳载荷状态,分析了工作面来压期间的“支架－围岩”作用关系模型,得到了控制顶板结构滑落失稳的支护阻力。结合具体工作面地质条件,分析了支架工作阻力随工作面推进的变化特征,给出了支架支护阻力算例,针对该工作面支架支护阻力进行的现场实测结果验证了该方法的可靠性。     

厚煤层大采高工作面巷道围岩控制技术研究

以三交河煤矿2-506工作面为研究对象,通过理论分析和现场实践,研究了大采高工作面巷道过断层和空巷的控制技术,提出了当大采高工作面过小断层时,在离断层面一定距离时就开始向上抬起一定的角度向前推进,保证当工作面推进到断层面时,工作面的底板正好处于断层下盘的底板;并且根据直接顶与老顶的下沉关系,推出了顶板下沉量与工作面的控顶距呈正相关关系。     

浅埋煤层综放开采条件下两柱掩护式放顶煤支架适应性研究

液压支架作为综合机械化采煤工艺中重要的顶板支撑设备,其工作特征与顶板的适应性对控制采煤工作面矿山压力举足轻重。以华昱公司五家沟煤业5302综放工作面为例,针对两柱掩护式液压支架结构合理性、支架特征与顶底板适应性进行分析,应用关键层理论分析确定了工作面初次来压最大强度为0.97MPa,正常回采期间周期来压强度为0.78MPa。建立支架在工作面控顶效果模型,并进行数值模拟分析研究,最终确定ZFY12000/23/34型液压支架能够满足工作面安全生产要求。     

近距离煤层群顶板结构及破断模型分析

通过对近距离薄煤层群不同间距下层间顶板破断情况进行分析,根据顶板厚度将近距离煤层群顶板结构分为3类：散体结构顶板、块体结构顶板及板式结构顶板。建立了不同顶板结构下的3DEC数值模拟模型,分析了不同推进距离下顶板位移及应力分布情况。模拟结果表明：散体结构顶板破坏时为散体破坏,不具有承载能力;块体结构顶板破坏时为块体破坏,表现出一定的承载能力,矿压显现不明显;板式结构顶板破坏时为板式破坏,具有较强的承载能力,并具有初次来压及周期来压特点。对官地煤矿3318工作面矿压现场实测,3318工作面直接顶初次破断来压步距约为22.3 m,平均周期来压步距约为19.8 m。实测结果与数值模拟结果相吻合,表明3318工作面顶板为板式结构。     

特厚煤层大采高综放面组合悬臂梁运动特征及支架阻力研究

针对直接顶岩层结构对大采高综放采场矿压显现影响较大的特点,基于关键层理论与岩块铰接条件,分析直接顶岩层运动特征及液压支架工作阻力合理确定方法,以准格尔地区某矿大采高综放工作面为例计算分析。研究表明,特厚煤层综放采场直接顶关键层及其上位直接顶形成组合悬臂梁结构,随工作面推进破断回转,与其后方的已破断岩层接触、分离滑落,其重量由后方已破断岩层与液压支架共同承担,其悬臂破断回转、与已断岩层接触、分离滑落的过程直接影响着工作面矿压显现。正常回采阶段液压支架仅承受顶煤及下位直接顶的荷载;来压阶段应保证承受顶煤、下位直接顶及组合悬臂梁破断所施加的荷载,才能防止支架压死、活柱急剧下缩等现象;依据其力学特征确定了大采高综放工作面合理的液压支架工作阻力。     

大采高伪斜综采工作面基本顶初次来压规律研究

以担水沟煤矿4101综采工作面为对象，运用UDEC数值模拟、理论计算和矿压显现现场实测等方法，分析了大采高伪斜开采工作面“支架—围岩”系统稳定性影响因素，研究了4101工作面基本顶初次来压规律。结果表明：大采高伪斜开采4101工作面基本顶初次来压呈现明显的分段来压特征，避免了整个基本顶同时破断来压对工作面的大范围影响，但工作面下端头与小断层区域顶板产生应力集中现象，矿压显现相对强烈，应重点加强顶板的管理与控制。