云冈矿8708工作面过漏顶技术

1 工作面简介 1.1 工作面地质情况 307盘区3#层8708工作面位于307风井西南部,东西向布置,走向长度859.7m,工作面长度140m,煤层厚度2.6～3.5m,平均厚度2.96m,工作面直接顶分3层,由下而上依次分为5.73m厚的深灰色粉砂岩,6.8m厚的细砂岩,7.51m厚的粉砂岩;直接顶总厚度20.8m。     

大采高综采工作面初采强制放顶技术研究

4304工作面是山西晋煤长平矿大采高工作面,工作面煤层上方为厚度2.08m砂质泥岩,可随采随冒,但垮落后不能充满采空区;再向上为厚度8.04m的细粒砂岩,较为坚硬,为保证工作面初采安全,制定可行的初采放顶方案尤为重要。     

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...     

基于岩层质量指数对采场直接顶运动参数的分析

以潘一矿1241(3)综采工作面为对象,首先用岩层质量指数法求出顶板的岩层质量,顶板第1层属于质量"坏"的岩层:顶板第2层为质量"一般"的岩层。应用专家系统法算出工作面直接顶厚度,直接顶由第1层顶板和第2层顶板的一部分组成。然后再求出直接顶初次垮落步距和悬顶距,直接顶第1层初次垮落步距和直接顶第2层初次垮落步距相差不大,由于复合直接顶岩层质量为"坏",因此悬顶距较小。最后推断出直接顶的垮落方式,直接顶的2层同时垮落。研究直接顶的运动参数为工作面顶板控制提供了依据。     

直接顶厚度对厚硬顶板工作面矿压显现规律的影响

为研究直接顶厚度变化对厚硬基本顶工作面开采的影响,以淮南潘二矿11313工作面的工程条件为研究背景,基于煤岩物理力学参数测试分析,构建了UDEC~(2D)数值模拟模型,分析了无直接顶、1.58 m直接顶、5 m直接顶、9 m直接顶4种顶板条件下综采工作面矿压特征。研究表明:0~1.58 m直接顶条件下的初次来压步距小于5~9 m直接顶条件,薄直接顶条件下的支架动载系数较大,工作面煤壁片帮严重;5~9 m直接顶条件下的持续来压步距大,对支架的工作阻力要求高。     

直接顶厚度对厚硬顶板工作面矿压显现规律的影响北大核心

为研究直接顶厚度变化对厚硬基本顶工作面开采的影响,以淮南潘二矿11313工作面的工程条件为研究背景,基于煤岩物理力学参数测试分析,构建了UDEC^(2D)数值模拟模型,分析了无直接顶、1.58 m直接顶、5 m直接顶、9 m直接顶4种顶板条件下综采工作面矿压特征。研究表明:0~1.58 m直接顶条件下的初次来压步距小于5~9 m直接顶条件,薄直接顶条件下的支架动载系数较大,工作面煤壁片帮严重;5~9 m直接顶条件下的持续来压步距大,对支架的工作阻力要求高。     

基于微震与矿山压力监测的工作面周期来压步距与机理分析

为研究22116综采工作面周期来压对正常回采的影响,采用微震和支架在线监测系统对22116工作面进行现场实测,并结合理论分析对工作面周期来压步距及关键层进行了确定。结果表明:大同组23.0 m细粒砂岩为基本顶,其所控制的上覆岩层平均厚度70 m,下伏煤层以上岩层为直接顶;工作面推进速度越快,微震活动越强烈,动力扰动下"三铰拱"结构易失稳形成悬臂梁结构,且推进速度较快时周期来压步距较短;工作面推进速度不同,基本顶弯曲断裂的微震强烈程度不同,同时微震事件时域分布显示出明显的周期来压特点,与矿山压力监测结果一致。     

近距离坚硬顶板巷道水力控顶理论及其应用研究

为研究近距离坚硬顶板巷道水力控顶理论,通过理论分析和数值模拟研究了水力化控顶卸压时煤层载荷、巷道应力分布规律,揭示了水力化控顶卸压对巷道围岩稳定性的影响机制,阐明了该技术的工艺流程。研究结果表明：81403回风巷道未开掘时,工作面周期来压步距19 m,直接顶厚度4.84 m,基本顶厚度10.64 m,内应力区范围5.2 m;远离81401采空区侧的15~#煤层荷载与巷道开掘和单向切顶后相比分别降低了20%、15%;现场观测切顶钻孔试验区域巷道高度收敛率为33.7%、巷道宽度收敛率为23.0%,巷道高度收敛率较对比区域降低39%、宽度收敛率较对比区域降低32%。采用单侧高压磨料射流钻孔切顶能使顶板岩层及时垮落,切断顶板岩层间应力传递途径,能有效改善巷道围岩应力状态,减少工作面回采巷道后期顶底板及两帮变形量,降低巷道维护难度。     

坚硬老顶综采面覆岩活动规律数值模拟研究

以某矿二号煤层开采为背景,运用RFPA2D数值模拟软件,对10 m厚中细砂岩老顶条件下综采工作面开采过程进行了数值模拟和分析。研究表明,工作面直接顶的初次垮落步距为24 m,老顶的初次来压步距为56 m,应力集中系数3.24,老顶的周期来压步距为28 m,应力集中系数2.34,在超前支承压力的影响下,工作面煤壁塑性区分布范围分别为4.0 m和3.5 m。随上覆岩层与煤层的间距的增大,煤层上方岩层的竖直位移呈显著台阶状减小,竖直位移曲线图趋于平滑。     

坚硬顶板切顶卸压垮落规律研究

为了解决坚硬顶板垮落步距大而易引起大面积来压等问题,以邱集煤矿1102工作面为研究对象,开展切顶卸压对坚硬顶板垮落规律的研究。基于悬臂梁理论推导了切顶卸压后坚硬顶板垮落步距的计算公式,理论计算了邱集煤矿1102工作面坚硬顶板各岩层荷载和切顶卸压前后各岩层的垮落步距,对比分析了切顶卸压前后顶板的垮落特征,并利用现场实测数据验证了理论分析的准确性。结果表明:切顶卸压后,直接顶的垮落步距从26.66m减小到9.13m,减小了65.8%;基本顶的初次垮落步距从45.41m减小到25.64m,减小了43.5%;周期垮落步距从18.54m减小到12.82m,减小了39.9%。切顶卸压减小了直接顶和基本顶的垮落步距,实现了对坚硬顶板垮落步距的有效控制,保证工作面安全开采,对类似的地质条件下煤层开采和矿压控制具有借鉴意义。     

掘进迎头顶板变形特征及合理空顶距确定方法

针对掘进迎头附近顶板稳定性影响因素多、空顶距离取值不合理导致掘进速度慢的难题,建立梁结构模型,分析空顶区直接顶下沉规律,并采用数值模拟和响应面法分析影响迎头顶板变形的关键因素及其交互作用关系。结果表明:地质力学环境不变条件下,影响顶板变形破坏的因素中空顶距离最关键,其次是软岩厚度,最后是支护强度。提出通过采用响应面法分析空顶距离、支护强度和岩层结构等关键因素的交互作用来确定最大空顶距离的方法;根据霍尔辛赫矿井条件,空顶距离超过2m且软岩厚度超过2m条件下顶板的下沉较难控制。在霍尔辛赫3603运输巷进行现场应用,将空顶距离定为2 m左右,并提高支护强度至0.1～0.15 MPa后,掘进速度提高约36%,而且巷道整体稳定可控,验证了研究结论的合理性。     

组合支架切顶沿空留巷支架选型及影响因素研究

针对葛泉矿1528工作面沿空留巷围岩控制难题,采用了组合支架切顶沿空留巷技术。通过建立基本顶应力力学模型,对组合支架切顶阻力进行校核,并利用FLAC~(3D)数值模拟软件,进行了24组数值模拟,分析了采高、采深、侧压系数、巷道宽度、直接顶厚度、直接顶强度等关键影响因素对组合支架切顶沿空留巷稳定性的影响。结果表明:设计的组合支架切顶阻力能够满足基本切顶条件;顶板下沉量与采高、采深、侧压系数和巷宽呈正相关,与直接顶厚度和直接顶强度呈负相关,如采深为200m时,顶板下沉76mm,采深为400m时,顶板下沉172mm,增大了126%;最后通过对比发现,采深、直接顶强度对组合支架切顶沿空留巷稳定性影响最为显著,其次是采高和巷宽,直接顶厚度和侧压系数的影响不明显。     

坚硬顶板工作面支架前方切顶卸压技术研究

针对青龙煤矿21606工作面上部坚硬顶板难以垮落造成工作面支架支撑压力过大的问题,运用理论计算、数值模拟、现场实测的手段,分析了工作面切顶前后的覆岩运移特征及切顶后的工作面支架来压情况,开展现场工业试验,验证了支架前方切顶技术卸压效果。结果表明：采用切顶技术能够切断坚硬顶板之间的联系,根据强制放顶断裂力学模型计算出了切顶后的第1层基本顶的初次断裂步距为27.3 m,第2层基本顶的初次断裂步距为50.3 m,相较于未切顶条件下,分别减小了4.3 m、8.3 m;采用数值模拟分析了上覆岩层的运移规律,得出最佳切顶高度为15 m;切顶后工作面支架平均支撑压力由36 MPa减小为26.5 MPa;切顶后工作面基本顶在开采50 m后完全破断;根据来压规律,得出切顶技术实施间距为50 m。支架前方切顶卸压技术对减少工作面的煤壁片帮、增加采空区侧顶板垮落量、降低工作面支架压力等方面都有较好的效果。     

π型组合钢梁简易放顶煤工艺在44117工作面的应用

44 117工作面平均煤厚 3 2m ,中间有泥岩夹矸 ,直接顶为砂质泥岩 ,软且易冒 ;直接底为细砂岩 ,较硬。通过与分层开采和加大采高 ,只采顶分层方案比较 ,确定采用π型组合钢梁简易放顶煤工艺。介绍了该工艺回采过程 ,支护方案设计及其取得的技术经济效果。     

综合机械化采煤在薄煤层中的应用

1 工作面地质条件 梁家煤矿8805工作面煤层埋藏深度211～273m,平均242m.单一煤层,结构简单,煤层厚度0.9～1.4m,平均1.3m,为2#弱粘结煤.工作面伪顶为粉砂岩,厚度0.3～0.8m,坚硬、致密;直接顶为细砂岩,厚度6.9～16.0m,结构松散;老顶为粉细砂岩,厚度大于10m,层理较发育;直接底为粉砂岩.     

薄基岩综放采场直接顶结构力学模型分析

为深入研究薄基岩综放采场矿压显现规律,以山西潞安矿业集团司马煤矿薄基岩区厚煤层开采为研究背景,采用数值模拟、理论分析、现场实测等方法对薄基岩综放采场直接顶结构特征进行了研究,建立了薄基岩综放采场直接顶结构力学模型,分析了直接顶“半拱”式平衡结构的形成机理和破断规律。结果表明：根据司马矿薄基岩区直接顶厚度和岩层性质不同,将直接顶划分为Ⅰ型和Ⅱ型两种类型;采高6.5 m,直接顶厚度大于15 m时,容易形成“半拱”式平衡结构,采场矿压呈现出来压步距短、静压大、动压小、动载系数小等特征,“半拱”结构有规律的破断失稳是薄基岩综放工作面矿压显现的根源,该结论解释了司马煤矿薄基岩综放采场的矿压显现规律。     

基于微震监测的千米深井厚煤层综放面支架围岩关系研究

基于高精度微地震监测技术,并结合岩石力学理论进行分析,得到滕东生建煤矿3107工作面回采过程中覆岩运动规律,对千米深井厚煤层开采条件下小采宽综放工作面支架围岩关系进行了研究。结果表明,微震事件在低位岩层高密度分布,在高位岩层低密度分布;微震事件在空间和时间上的周期性分布规律与顶板岩层的周期运动过程相一致,高位岩层的断裂强迫低位岩层断裂;工作面支架围岩关系随着基本顶的周期性断裂运动存在2种情况:1)基本顶非周期来压期间,支架压力来源于厚度4.4 m的顶煤、厚度20 m的下位直接顶和部分厚度15 m的上位直接顶共同产生的静压;2)基本顶周期来压期间,支架压力来源于基本顶断裂产生的动压以及顶煤和直接顶产生的静压。动压对支架产生冲击载荷,这是工作面支架被压死的主要原因,通过提前减小顶煤放出率、减小支架控顶距等措施,可减弱动压对支架的冲击影响。     

斜沟煤矿8号煤顶底板岩层工程地质特性研究

斜沟煤矿8号煤层为其主采煤层之一,以8号煤层开采18101工作面的煤顶底板岩层特征为例,对斜沟煤矿8号煤层顶底板岩层的工程地质特征进行了研究,斜沟煤矿8号煤顶板岩性结构以泥岩和砂岩为主,底板岩性结构由砂质泥岩和中粒砂岩组成,分别对其物理力学性质进行了测试,受沉积环境影响,不同地段顶底板岩性组成存在一定差异。这些研究为数值分析顶底板"三带"高度、提出"三带"高度的经验公式提供科学依据和实例验证。     

错层位接续工作面基本顶的断裂垮落及其分类

 采场上覆岩层顶板的划分具有重要的意义。现有的划分方法基于采高、松散系数的判定,并且此类研究在厚煤层一次回采的应用中已证明存在一定的局限性。错层位巷道布置采全厚采煤法与以往的厚煤层整层回采方法在接续工作面存在本质的不同,理论分析及相似模拟实验表明,在该技术的接续工作面上覆岩层随着回采空间的增加,随采随冒的直接顶厚度显著增加,并且达到首采工作面上覆稳定岩层层位时为一个分界点。拟通过理论分析并总结相似模拟试验现象,立足于直接顶和基本顶的定义及特点,以弹性薄板力学及关键层理论作为研究的基础,对错层位巷道布置采全厚采煤法接续工作面顶板进行科学的分类划分,并且结合影响基本顶破断、垮落的所有因素综合分析,从而在工作面长度等因素与基本顶板来压显现中建立一个科学的判定关系,为实际生产提供一定的理论依据。     

回撤通道直接顶下沉量计算及其影响因素分析

回撤通道的直接顶下沉量对设备回撤具有重要影响,本文基于基本顶断裂位置,建立了工作面贯通后回撤通道直接顶挠度力学模型,将支承应力表达式简化为与其拟合的x的n次抛物线函数,断裂位置不同,n的取值不同,推导出了回撤通道顶板中心线处直接顶下沉量表达式.312工作面基本顶断裂位置d约12 m,此时n取4,求得直接顶下沉量约为10...