松软煤层大采高工作面深孔注浆加固技术

针对长平煤矿大采高工作面煤体疏松破碎、节理裂隙发育,煤壁易发生片帮、冒顶的问题,采用现场试验的方法,对长平矿大采高工作面的合理注浆时机、合理注浆压力、封孔和堵漏方法进行试验研究,并对工作面煤壁片帮情况进行统计分析。工业性试验结果表明:工作面超前支承压力弹性增强阶段的后部是工作面合理注浆加固区域,长平矿大采高工作面合理注浆区域为工作面前方30~40 m,合理注浆压力为10~12 MPa;采用深孔注浆加固后大采高工作面煤壁片帮情况得到有效控制,保证工作面安全生产。     

大采高采场超前支承压力分布规律研究

大采高工作面在开采时易导致煤壁产生失稳片帮现象,对工作面安全生产产生重要影响。文章根据某矿大采高工作面实际开采情况,利用FLAC3D数值模拟软件建立数值模型,研究大采高工作面开采超前支承压力分布特征。研究表明:1)通过理论分析得到超前支承压力峰值距离为8.3 m;2)工作面前方可分为应力增大区、应力减小区和原岩应力区;3)工作面前方的支承压力分布范围为30~36m,峰值应力点为5.8m~8.8m。研究成果可为大采高煤矿的安全生产提供理论依据。     

寺河矿5303大采高末采工作面深孔注浆加固技术

为解决寺河矿大采高工作面末采阶段片帮、冒顶问题,通过分析煤壁片帮机理,得出提高煤体自身力学性质是治理煤壁片帮的有效方法,利用合理注浆时机、配合高性能注浆加固材料,对末采工作面实施超前深孔注浆加固。工程实践结果表明:通过对工作面深孔注浆,共使用注浆材料187.25 t,注浆加固后的主撤巷道和顺槽在超前支承压力区的变形得到明显减缓,工作面末采阶段40 m仅用5 d回采完毕,在保证安全的同时实现了工作面与主撤巷道的快速贯通。     

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。     

大采高工作面末采注浆加固技术应用

针对赵庄矿大采高末采工作面片帮、漏顶问题,分析了末采工作面片帮机理,现场实测确定超前支承压力影响范围,确定合理注浆区域在工作面前方20～50 m.制定撤架通道深孔注浆方案,选用超细水泥深孔注浆材料,满足浆液充分扩散和工作面快速推进需求。效果考察表明,共消耗177.6吨注浆材料, 5303工作面仅耗时3 d安全快速通过末采20 m区域,未发生片帮、冒顶现象。     

大采高仰采面煤壁片帮机理及加固技术研究

针对经坊煤业3-602大采高仰采工作面煤壁片帮问题,分析了煤壁片帮机理,确定片帮形式为拉裂破坏和剪切破坏;分析了采高和仰采角度对工作面顶板结构的影响,并确定了两巷超前注浆、工作面煤壁注浆两种不同加固方案及其具体技术参数,大大提高了煤壁及顶板稳定性,保证了工作面的安全开采.     

大采高工作面采场支承压力分布规律分析

以寺河矿大采高高效回采工作面为试验对象,采用超前支柱监测、回采巷道及留巷变形监测、煤体应力监测等技术手段,研究分析了该工作面采场支承压力分布规律及巷道变形特征,为工作面巷道布置、采场及巷道围岩控制等提供依据。研究结果表明,与常规大采高工作面相比,该工作面超前支承压力的影响范围为9~15 m,集中系数为1.7~1.9,峰值位置前移,位于煤壁前方12 m处;后方支承压力具有明显的分区特征并伴有一定的滞后性;侧向支承压力峰值位置变化不大。     

大采高工作面矿压分布规律探讨

本文对阳煤一矿首个大采高工作面试验中,工作面片帮冒顶、超前支承压力影响范围和进回风巷矿压显现规律进行了总结和分析,为大采高回采工艺推广提供了详实的数据,也积累了管理上的经验。     

浅埋煤层超前支承压力分布规律研究

山西某矿区浅埋煤层回采过程中,对工作面超前支承压力影响范围和程度难以准确估计。为了确定浅埋煤层超前支承压力分布规律和影响范围,为工作面超前支护范围与强度提供依据,采用现场实测方法,在工作面顺槽布置应力监测仪器,对浅埋煤层回采工作面超前支承压力进行跟踪监测,并研究超前支承压力与工作面推进距离关系。研究表明:沿工作面走向且超前工作面8 m范围内为采动影响剧烈区,8~24 m区域为采动影响明显区,24 m以外区域为采动影响轻微区;煤柱内的超前支承压力强烈影响范围小于9 m。     

深井不同采高围岩应力演化规律研究

文章以山东某矿深井工作面为工程背景,运用数值模拟软件对千米深井不同采高下应力分布规律进行研究,通过对工作面超前支承压力峰值、推进影响范围和煤层围岩破坏等方面的分析,得出结论:深井开采过程中,煤壁前方支承压力峰值和压力影响范围与推进距离呈正相关,在采高不同的情况下,工作面推进距离相同时,超前支承压力峰值随采高的增加而增大,工作面围岩的破坏随采空区的增大破坏范围增大。研究成果对深井工作面安全开采具有一定的指导意义。     

大采高采场超前支承压力分布规律及应力峰值位置研究

根据三元王庄煤矿3045大采高工作面实际情况,在工作面前方巷道实体煤一侧布置了GMC20应力传感器,对超前支承压力进行了实测,并运用FLAC3D数值模拟软件,针对采场建立了工作面的实体模型,研究了工作面超前支承压力的分布规律以及应力峰值的位置。研究表明,王庄煤矿大采高采场实测支承压力峰值及位置与数值模拟、理论计算基本一致;应力峰值位于工作面前方10.3m左右,超前支承压力的影响范围为47m左右,结论可为大采高工作面超前支护方案的确定提供有力依据。     

赵固二矿14030工作面煤壁片帮柔性加固方案优化

为控制赵固二矿14030大采高工作面煤壁片帮,分析了大采高工作面煤壁片帮机理,得出煤壁片帮主要分为拉裂破坏和剪切破坏两种形式。通过柔性注浆加固工艺能提高煤体强度,有效控制煤壁片帮。通过数值模拟软件UDEC对注浆孔位置进行了优化,得出当注浆孔位置距离底板高度为5 m时,煤壁破坏范围最小,柔性加固效果最好。     

大采高工作面煤壁片帮的多因素敏感性分析

以西部矿区大采高工作面煤壁片帮现场监测为基础,将煤壁片帮过程细分为煤壁发生破坏与煤壁破坏体发生失稳2个阶段。通过对煤壁片帮的应力路径效应分析,研究得出了煤壁发生破坏与煤壁破坏体发生失稳的内部与外部影响因素。研究了各主要影响因素与煤壁破坏深度、超前支承压力峰值大小及超前距离之间的关系,并通过引入正交试验方法,进行了各主要影响因素对煤壁片帮不同阶段的单目标多因素敏感性分析。确定了煤壁发生破坏的影响因素敏感性排序依次为煤体的内摩擦角内聚力抗拉强度采高埋深支护强度;煤壁破坏体发生失稳的影响因素敏感性排序依次为煤壁破坏面的内摩擦角内聚力抗拉强度护帮强度埋深支护强度。基于大采高工作面煤壁片帮影响因素的敏感性分析结果,提出了基于内因与外因相结合的大采高工作面煤壁片帮防治措施。     

综放开采合理割煤高度确定

为确定综放开采合理的割煤高度,采用理论分析和FLAC3D数值模拟的方法,研究了不同割煤高度对煤壁片帮深度、顶板位移、工作面超前支承压力的影响。研究结果表明:片帮深度与割煤高度成正比,采高越大,片帮程度越剧烈。顶板水平位移和垂直位移在采高小于4.5 m时,随采高增大缓慢增加;采高大于4.5m时,随采高增大增幅显著增大,即割煤高度4.5 m可以有效控制顶板。支承压力峰值随采高增大而增大;不同模型采高,超前支承压力影响范围均为煤壁前方90 m左右。割煤高度4.5 m时,煤层采出率为82.12%~85.08%,达到国内综放开采采出率的较好生产水平。因此,建议综放开采合理的割煤高度为4.5 m。     

受采动影响综采工作面矿压显现特征数值模拟分析

针对古汉山矿17126大采高综采工作面的地质条件,采用计算机数值模拟(FLAC3D)系统,对试验面不同回采距离时,超前支承压力、上覆岩层移动以及围岩塑性区分布等特征进行分析,得出该工作面超前支承压力的影响范围为煤壁前方50 m,应力峰值位于煤壁前方5~7 m;回采时工作面中部顶板下沉最大,且最大下沉量不足以造成工作面压架;随着工作面的推进,采场围岩塑性破坏区范围不断增大且表现为采空区上方以拉伸破坏为主,工作面上方以剪切破坏为主。     

大采高工作面破碎围岩注浆加固技术

大采高综采工作面煤壁片帮、顶板漏冒采用传统架设木垛的方法很难处理,也存在极大的安全隐患,煤壁及顶板注浆加固应是发展方向。文章采用现场实测结合FLAC3D数值模拟分析了煤壁片帮机理、煤壁注浆前后片帮破碎情况及支承应力的变化和注浆前后的效果,得出了注浆前后支承压力分布规律,为大采高综采工作面的安全开采提供了技术指导。     

大采高充填工作面巷道超前支护优化

为进行膏体充填开采工作面超前支护进行优化设计,对1331大采高膏体充填工作面巷道超前矿压规律进行研究,通过超前巷道围岩钻孔应力监测观测,研究得到了工作面超前支承压力影响范围及程度,了解了巷道受超前支承压力采动影响情况。结果表明:膏体充填开采工作面超前前方受支承压力扰动的距离约为30m,扰动剧烈的距离约为10m,工作面前方煤壁的破坏区为3.6m,工作面开采对前方巷道扰动程度相对采空区全部垮落法工作面较低。在此基础上确定了合理有效的巷道超前支护优化方案,达到了降低工人的劳动强度的目标。     

8.8 m超大采高综采面矿压显现规律及围岩控制技术

针对8.8 m超大采高工作面在超大采出空间下矿压显现强烈、围岩控制难度大的问题,以上湾煤矿12401工作面为工程背景,基于现场实测手段对8.8 m超大采高开采矿压显现规律和围岩控制技术进行了全面研究。研究得出：8.8 m超大采高工作面矿压显现具有来压步距短、持续时间长、动载矿压强烈等特征,但工作面超前支承压力影响不显著。采用三维激光扫描手段对超大采高工作面煤壁片帮特征进行了分区域、全方位、高精度探测,并根据工作面支架立柱压力和护帮力对煤壁片帮的影响关系,确定了超大采高工作面煤壁片帮预警指标和阈值。在矿压规律研究的基础上,探索出了一套超大采高工作面顶板灾害综合预警与防治技术,保障了8.8 m超大采高工作面的安全回采。     

特厚煤层大采高工作面支承压力分布规律研究

随着厚煤层一次采全高高度的增加,工作面超前支承压力特征势必与普通工作面不同。尤其对于特厚煤层而言,超前应力影响范围、围岩破碎程度等会表现出不同的特征。文章以山西某矿特厚煤层12302工作面为背景,通过现场监测得出,超前支承应力影响范围为45 m左右,在超前工作面20 m附近达到峰值,围岩移近量及破坏程度远大于普通采高工作面;通过钻孔窥视得出特厚煤层大采高工作面回采巷道超前工作面20 m范围内靠近工作面侧顶板较为破碎,靠近煤柱侧及中央破碎位置主要位于巷道留设的顶煤中。该研究结果对特厚煤层大采高工作面巷道支护及顶板管理提供科学的指导。     

大采高工作面矿压规律分析

为实现游仙山矿大采高综采工作面的安全回采,采用现场观测和理论计算的方法在15210工作面进行了大采高综采工作面矿压规律的分析.基于工作面矿压观测结果,工作面来压强度较小,端面失稳主要表现为煤壁片帮.通过对锚索受力进行分析,工作面的超前支承压力影响范围为37.8～46.5 m,其中前方17.6 m为剧烈影响区.结合理论计算结果,得到工作面的初次来压步距为31.7 m,周期来压步距为17.6 m.