8.8m超大采高工作面矿压显现规律实测及机理分析

针对浅埋深超大采高工作面矿压显现强烈的问题,基于支架压力现场监测,对上湾煤矿8.8 m超大采高工作面矿压显现规律进行了研究。结果表明:8.8 m超大采高工作面基本顶初次来压步距为45 m左右,周期来压步距平均为13.5 m,动载系数平均为1.6;超大采高工作面周期来压具有来压步距短、来压持续时间长、来压区域性明显、动载矿压强烈等特点。根据工作面上覆顶板结构分析认为,工作面开采强度大、顶板活动剧烈,关键层结构单一、赋存层位低、易滑落失稳、上覆顶板整体性破断,是造成浅埋深超大采高工作面矿压显现强烈的主要原因。     

补连塔矿12511综采工作面矿压显现规律

为研究近浅埋煤层特大采高工作面矿压显现规律,以补连塔12511综采工作面为研究对象,通过工作面矿压实测数据,分析了近浅埋煤层7.4 m特大采高工作面矿压显现规律。结果表明,工作面初次来压步距44 m,回采初期周期来压步距11.74 m,回采中期周期来压步距增大至14.1 m,工作面周期来压对支架作用强度整体显示出强、弱交替变化规律,周期来压强度呈现"两端小,中间大"的特征。工作面周期来压动载系数为1.39。支架工作阻力呈正态分布,呈现较好工作状态。     

大采高综采工作面矿压显现规律研究

为研究大采高综采工作面的矿压显现规律,以山西某矿3301大采高综采工作面为研究背景,对该工作面的周期来压步距与初次来压步距进行数值模拟和现场实测,结果表明:运用数值模拟和现场实测得出的该工作面的初次来压步距约为45 m,周期来压步距约为23 m,周期来压步距约为初次来压步距的1/2,数值模拟计算结果与现场实测结果一致,数值模拟计算方法可有效应用于大采高综采工作面周期来压步距与初次来压步距的计算中。     

考虑煤岩材料非均匀性的特大采高工作面周期来压分析

考虑煤岩材料的非均匀特性对特大采高工作面矿压显现规律的影响,采用理论分析、数值模拟和现场实测相结合的研究方法,研究神东矿区某８m 特大采高工作面周期来压规律.提出煤岩微结构密度参数,理论推导工作面非均质顶板周期垮落步距计算公式;建立非均质煤岩体工作面推进数值计算模型,结合现场实测结果验证理论模型和数值计算结果的合理性.结果表明:考虑煤岩材料非均匀特性,周期垮落步距随煤岩微结构密度参数增大呈近似线性减小;周期来压过程,８m 采高工作面垮落步距约为１５m,与现场矿压监测结果较为吻合.研究成果对于掌握神东矿区８m 特大采高综采工作面周期来压规律和保障特大采高综采工作面的 安全开采具有重要参考意义.     

神东浅埋工作面矿压显现规律的多因素耦合分析

针对神东矿区浅埋工作面矿压显现特征,结合126例浅埋工作面矿压实测数据采用回归分析、概率统计手段,分别就工作面覆岩岩性、采高、埋深及工作面长度对工作面矿压最大值、载荷分布及来压步距影响进行单一及耦合分析,提出覆岩硬度系数法来数值化覆岩岩性并结合KSPB软件归类覆岩,结果表明:1覆岩岩性、采高、埋深及工作面长度与工作面矿压最大值分别呈线性、线性、负对数及正双对数函数相关,无关键层、单一关键层及多关键层下相关参数不同;2工作面斜长上矿压呈二次函数分布,载荷分布系数a与工作面长度呈负对数相关,无、单一及多关键层下相关参数不同,且覆岩岩性、采高、埋深对工作面矿压分布影响较小;3工作面初次、周期来压步距与覆岩硬度系数呈正指数相关,与采高、埋深及工作面长度呈概率分布相关,无关键层、单一关键层及多关键层下相关参数不同,覆岩硬度系数预测值与概率统计值的并集为工作面初次、周期来压步距预测值。对比分析及工程实践表明,经验回归公式结合概率统计分析在一定残差范围内可准确预测浅埋工作面矿压最大值、载荷分布规律及初次、周期来压步距。     

富水顶板大采高综采工作面涌水与矿压关系研究

针对纳林河二号煤矿31101富水顶板大采高综采工作面涌水情况,分析了工作面涌水与工作面矿压以及顶板岩层结构之间的关系。通过理论计算得出了关键层层位,认为基本顶及其控制的上覆岩层和关键层Ⅱ及其控制的上覆岩层共同组成了"复合悬臂梁—复合铰接岩梁"结构。计算得出关键层Ⅱ的初次断裂步距为210.3m,周期性断裂步距为101.1m,与现场实际矿压与涌水情况相符。认为"复合悬臂梁"的周期性破断失稳使得工作面产生"小"出水,而后发生小周期来压;"复合铰接岩梁"的周期性破断失稳使得工作面产生"大"出水,而后发生大周期来压。研究结果为31101工作面的出水预测提供了理论依据,并为相似工作面涌水与矿压关系研究提供参考。     

近浅埋煤层双关键层结构对工作面来压影响研究

该文针对鄂尔多斯地区典型近浅埋煤层的实际地质情况,在"关键层"理论的基础上,对近浅埋煤层大采高工作面矿压规律及采场上覆岩层运动特征进行了研究。研究发现:主、亚关键层在不同的破断距和破断形式的相互作用直接导致采场周期来压步距和来压强度均呈现非均匀性周期变化,并通过关键层破断对采场来压影响分级和现场实测等方法对理论分析结果进行了验证。论文对近浅埋煤层长壁开采的特殊来压规律进行合理解释,为现场工作面安全生产提供理论依据。     

上湾煤矿8.8m综采面矿压显现规律研究

神东煤炭集团上湾煤矿12401综采面是世界首个8.8m大采高工作面,为了明确超大采高综采面的矿压规律,上湾煤矿通过观测生产过程中不同条件下的矿压显现情况,并详细记录综采面矿压数据,通过对采集的数据进行分析,得出：综采面初次来压步距为45m,压力较大|周期来压随着埋深的减少,呈现明显的连续性和阶段性,周期来压步距由平均10.05m增大到12m,局部增加至16.4m。周期来压步距大小交替规律逐渐显现,来压强度上也有大小交替情况|随着回采距离增加,大步距数量增多,强来压次数增多,矿压显现变强|矿压显现剧烈时,确实存在估算工作阻力超过所选支架工作阻力的情况,但超出架数不多,安全阀开启率低,活柱下缩量小,所选支架能够满足需要。     

泉头煤矿坚硬顶板大采高采场矿压显现规律研究

针对坚硬顶板大采高工作面顶板控制困难的问题,研究了工作面矿压显现规律。通过现场调研、力学分析建立了工作面上方坚硬顶板的"悬臂梁-砌体梁"结构的简化模型。力学分析表明工作面矿压显现主要受悬臂梁的影响,高位砌体梁对回采空间矿压显现影响不大。通过材料力学的计算原理得到晋城泉头煤矿15301工作面初次来压步距为47.76m,周期来压步距为19.43m。通过数值模拟得到工作面初次来压步距约为42.35m,周期来压步距约为17.28m,矿压实测周期来压步距平均16.19m。结果表明:理论计算和数值模拟结果与矿压实测周期来压步距接近,力学模型可以解释该矿顶板破断规律。     

7.0m大采高工作面覆岩破断及矿压显现规律研究

为解决神东矿区7.0 m大采高综采工作面的安全高效开采问题,采用现场实测、理论分析和物理模拟的手段,对19个特大采高工作面的矿压规律和关键技术进行研究。研究结果表明:特大采高工作面矿压显现较普通采高工作面更加强烈;由于特大采高工作面采高明显增大,覆岩第一亚关键层易进入垮落带,难以形成"砌体梁"结构,而呈"悬臂梁"结构周期性破断,形成工作面的周期来压,其持续长度与支架控顶距接近,较关键层"砌体梁"结构来压持续长度明显偏大;并且随着埋深的增大,高位关键层的破断对特大采高工作面矿压显现的影响也逐渐加大,多关键层的同步破断显然会传递更大的覆岩载荷,进而加剧了工作面矿压显现。针对特大采高工作面的矿压显现特征与特殊的覆岩破断规律,建立了支架合理工作阻力的确定方法,研发了特大采高工作面开采设备,开发了大断面巷道支护技术、强制放顶技术和末采快速贯通技术,实现了特大采高工作面的安全高效开采。     

20103工作面矿压显现特征与支架选用分析

为掌握工作面矿压显现规律,拟在20103工作面上中下部布置测站,进行现场矿压监测;结合现场情况分析,得出该工作面矿压呈现出中部大于下部大于上部的特点;实测工作面初次来压步距35.7 m,周期来压步距17～22.3 m,平均周期来压步距21 m;对液压支架强度、支架载荷以及对支架高度进行了验算;液压支架选型满足工作面安全生产需求.     

浅埋深大采高超长工作面矿压显现规律研究

为掌握大采高超长工作面的矿压显现规律,在斜沟矿18112进行了大采高超长工作面的现场观测。结果表明,18112大采高超长工作面超前支承压力的影响范围为47.7 m,在工作面前方7.9 m处达到峰值,最大应力集中系数为2。工作面初次来压步距为32.1 m,周期来压步距为21.8 m。文章以现场观测数据为基础,对支架选型进行评价,所选支架架型和工作阻力合理,能够满足大采高超长工作面顶板和煤壁的控制要求。     

8406大采高工作面矿压显现规律及支架适应性研究

为掌握四老沟矿8406大采高工作面矿压显现规律及支架承载特征,通过现场矿压监测对工作面支架工作阻力进行统计并对工作面支架适应性进行分析.结果表明:工作面初次来压步距为56.3 m,动载系数为1.44,周期来压步距为18.7 m,动载系数为1.42,工作面来压强度中部最强,下部次之,上部最弱.对工作面支架工作阻力的分析表...     

上覆旺采采空区对下部近距离煤层开采矿压分布规律的影响与对策分析

针对旺格维利采煤法采空区下部煤层回采巷道矿压显现剧烈这一难题,以神东矿区石圪台为工程背景,采用现场调查及现场监测的方法对工作面矿压规律和通过采空区的应对措施进行了研究,并通过了工程实践的验证。结果表明:工作面推进27 m时矿压显现剧烈,煤壁出现片帮、炸帮现象;工作面初次来压步距为35 m,周期来压步距为11.3 m,旺采采空区下来压步距13.6 m;当工作面进入旺采采空区工作面初次来压导致矿压显现剧烈,巷道破坏严重。提出了增大采高、工作面调斜、加强生产组织一次性通过应力集中区的方法;工程实践验证反映出该方法有效缓解了工作面矿压显现剧烈程度,保证了工作面安全回采。     

7.0m支架综采面矿压显现规律研究

基于神东矿区补连塔煤矿22303工作面矿压实测结果,对世界首个7.0 m支架综采面不同开采阶段的矿压显现规律进行了总结,并结合神东矿区各类大采高综采面的矿压显现,对比分析了不同采高综采面矿压显现规律的差异。结果表明:上覆遗留煤柱区下开采时7.0 m支架工作面矿压显现正常,但在临近推出煤柱区时,工作面内煤壁片帮现象严重,直接导致刮板板输送机被压死。而长壁采空区下开采时,7.0 m支架工作面在煤层间单一关键层结构和2层关键层结构区域呈现出不同的矿压显现。煤层间单一关键层结构区域,关键层距离煤层越近,矿压显现各项参数(除来压步距外)越大;而在煤层间2层关键层结构区域,工作面来压步距及动载系数呈现出大小交替的周期性变化规律,且大来压步距对应小动载系数。通过对比7.0 m支架综采面与神东矿区其它几个大采高综采面的矿压显现规律发现,随着采高的增加,支架支护强度缓慢增加,而动载系数随之减小,且采高越大、亚关键层1距离煤层越近,越易形成亚关键层1的"悬臂梁"结构,从而来压持续长度越长。     

浅埋煤层开采过沟谷区域动载矿压机理及防治技术研究

浅埋煤层开采过沟谷区域时如存在关键层缺失的情况,容易引发覆岩结构失稳,并诱发动载矿压显现。以朱家峁煤矿1305-2工作面通过第一条沟谷期间发生的压架事故为研究背景,基于现场踏勘和理论推导,分析了关键层位置以及压架机理,并由此提出了动载矿压防治技术。研究表明：压架事故发生的主要原因为顶板覆岩主关键层局部缺失导致无侧向水平的约束作用力,“砌体梁”结构出现滑落失稳,并以动载形式诱发工作面矿压显现。通过力学推导得出,减小工作面周期来压步距可有效缓解动载矿压显现,并在工作面通过第二条沟谷期间采用深孔爆破和水力压裂联合的防治技术处理工作面顶板岩层,最终周期来压步距由18 m减小为12 m,且未发生压架事故,保证了工作面的安全生产。     

三元煤矿超长综放工作面矿压显现规律研究

为了掌握超长综放工作面矿压显现规律及发生机理,采用现场实测和理论分析的方法对三元煤矿1312超长综放工作面回采期间的矿压显现特征、液压支架适应性和周期来压规律进行了研究。结果表明:工作面平均初次来压步距18.3 m,周期来压步距8.4 m,支架动载系数1.38,平均初撑力4 913 kN,来压期间平均循环末工作阻力9 741 kN,前柱平均工作阻力大于后柱1 557 kN。主关键层的破断距离和对支架的载荷与实测的平均周期来压步距及来压期间循环末工作阻力基本一致,工作面矿压显现受上覆主关键层破断后回转运动的影响,与亚关键层的运动关系不大。     

松软厚煤层大采高综采工作面矿压显现规律分析

针对潞安矿区松软厚煤层地质条件,介绍了王庄煤矿首个大采高综采工作面概况和矿压观测方法,通过现场矿压观测,对大采高综采工作面矿压显现特征及其规律进行了详细分析。得出了工作面的周期来压步距和来压强度,为大采高工作面安全生产提供指导。     

浅埋特大采高工作面矿压规律及支护阻力确定

基于大柳塔煤矿52304工作面的矿压实测数据,分析了近浅埋煤层7 m特大采高工作面的矿压显现规律。工作面初次来压步距为73.3 m,周期来压步距平均为16.0 m。周期来压步距呈现"两端大、中间小"的特征,来压持续长度呈现"两端小、中间大"的特征。工作面来压时,中部矿压显现强烈,支架动载系数为1.58,支护阻力高达18 000 k N;而工作面两端支架受力较小,为12 000 k N。非来压时,工作面支架工作阻力一般为12 000 k N,分布较均匀。采用大采高"斜台阶岩梁"结构计算法和实测统计法,计算了合理的支架工作阻力,表明原工作面支架工作阻力偏低。实践表明,采用大采高"斜台阶岩梁"结构计算得出的合理支架工作阻力符合实际,为大采高工作面支架选型提供了依据。     

阳泉矿区首采大采高综采面矿压规律实测分析

 寺家庄煤矿15104工作面是阳泉矿区首个大采高综采工作面,为了了解工作面矿压规律,对15104工作面进行了现场矿压实测与分析,结果表明,工作面初次来压步距为35.8m,周期来压步距为17.9m,动载系数为1.48,工作面中部来压超前于两端1~2m,支架初撑力偏低。实测结果对相同条件下煤层开采具有实践指导意义。