大采高综采工作面煤壁应力及稳定性研究

利用煤壁力学模型,分析工作面前方支承压力与煤层压缩角之间的关系,结合成庄矿4322工作面的实际情况,研究大采高综采工作面煤壁应力,计算得出煤壁上的应力为15.0 MPa,工作面前方支承压力峰值为22.6 MPa,煤壁极限平衡区宽度为16.4 m。利用数值模拟软件FLAC3D,求解工作面回采150 m后煤壁的应力,以验证理论计算结果,通过分析工作面中部和端头煤壁的塑性破环范围,研究4322工作面煤壁稳定性。结果表明:工作面两端头煤壁比中部煤壁容易发生片帮。根据工作面前方支承压力分布规律和煤壁前方塑性区范围,研究大采高综采工作面煤壁片帮机理,提出煤壁片帮防治措施。     

千米深井大采高采场围岩应力分布规律数值分析

煤矿深部开采的应力集中异常突出,以唐口煤矿1305工作面为例,利用FLAC3D有限差分软件对千米深井大采高采场围岩应力分布规律进行数值分析。模拟结果表明:1305工作面回采时,在采空区四周煤体内形成对称的"双肺"状支承压力影响区;随着工作面推进,采场支承压力峰值及采空区上覆岩层破坏高度逐渐增大,工作面见方后,采空区顶板破坏高度与超前支承压力峰值变化趋于稳定,支承压力最大峰值约为72MPa,应力集中系数k为3.0;工作面煤壁前方与采空区两侧煤体内支承压力峰值随工作面推进向深部转移,且支承压力影响范围逐渐增大,压力峰值与工作面煤壁之间的距离基本保持在8~15m范围内。     

综放工作面应力分布规律的数值模拟研究

以燕子山煤矿8102综采放顶煤工作面为研究对象,通过数值模拟试验,分析了工作面回采过程中采场围岩应力、破坏分布规律。结果表明:受到采动及巷道围岩应力集中的影响,在工作面煤壁边缘、巷道边缘均发生不同程度的屈服破坏;8102工作面超前支承压力值呈现采面中部运输机机尾运输机机头的特征,支承应力峰值出现在煤壁前方10 m附近,影响范围为工作面煤壁前方80 m,最大应力集中系数1.6。     

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。     

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。     

大采高综采工作面应力分布特征的数值模拟分析

山西某矿3405工作面采用一次采全高的综合机械化的采煤工艺,其矿压显现比较剧烈。为了更好地安全高效回采该工作面,通过FLAC3D数值模拟软件来分析该工作面回采时应力分布特征。结果表明:3405工作面超前支承压力峰值位置距煤壁5 m,影响范围为75 m,应力集中系数为2.3;固定支承压力峰值位置距煤壁15 m,影响范围为45 m,应力集中系数为2.0;工作面拉应力区范围在16 m左右。     

深井特厚煤层综放面覆岩运动规律监测

为了研究深井特厚煤层综放工作面回采过程中上覆岩层运动规律,采用微震监测系统对某煤矿24112综放工作面在回采过程中的岩层破裂情况进行了实测,得到了采场静态支承压力分布特征。研究表明,工作面周期来压步距为15~20.5 m,平均为17.8 m;煤层直接顶、基本顶和高位顶板厚度分别为35,30,35 m;工作面采动的超前影响范围约为180 m,其中剧烈影响区宽度为100 m,滞后影响范围约为100 m,剧烈影响区宽度为60 m;走向静态支承压力峰值距煤壁65 m,侧向静态支承压力峰值位置距巷帮约为70 m。研究结果能够为矿井回采过程中超前支护距离的确定以及支架选型提供参考。     

顶板动态法在工作面防冲设计方面的研究及应用

工作面回采期间,随工作面的不断推进,采场上覆岩层应力重新分布,支承压力的峰值及位置也在不断变化。特别是深部开采条件下,支承压力愈是靠近煤壁位置,采场发生冲击地压的可能性就愈大[1]。文章结合赵各庄煤矿实际,采用顶板动态监测法确定工作面超前支承压力峰值及位置,然后采取超前松动爆破的方式解除冲击危险性,收到了良好效果,为邻近矿井的防冲设计提供参考。     

超长工作面综放开采矿压显现规律研究

在超长工作面综放开采过程中,由于工作面长度增加使采场倾向各部的矿压显现规律存在差异,以平朔井工一矿19106工作面为工程背景,利用弹塑性理论和数值模拟对超长工作面综放开采矿压显现规律进行研究。结果表明:理论计算工作面超前支承压力峰值为18.7 MPa,峰值距煤壁距离为16 m;模拟结果工作面倾向上部、中部、下部超前支承压力峰值强度分别为18.32、18.64、17.81 MPa,与理论计算结果基本一致,其影响范围分别为70~95 m、75~100 m、67~93 m;同时根据采场基本顶塑性区破坏范围及形式和现场实测数据,确定了顶板初次来压步距范围及工作面周期来压步距。