提高综放工作面采出率技术研究

以石港煤业15203综放工作面为背景,通过理论分析、数值模拟的方法,对比顶板解除支护前后顶板垮落情况,结果表明:解除支护前顶板初次垮落步距为15 m,解除支护后顶板初次垮落步距为8 m,两者相差7 m,结合15203工作面实际开采技术参数计算得出,解除支护后,15203工作面能提高煤炭产量6 498 t,对提高资源回收率有借鉴意义。     

贵州某硫铁矿采场顶板合理跨度优化数值模拟研究

合理的矿房跨度是保证矿山高效安全生产的重要因素之一。根据大林硫铁矿的采场布置情况,选用FLAC3D三维数值模拟软件,建立三维数值模型,结合矿山实际施加合理的初始条件和上部地应力,分别以16,18,20 m的矿房跨度按照爆破进尺和实际开采顺序对矿体进行模拟开挖,对开挖后的不同应力分布规律以及顶板位移情况进行研究分析比较,从而得出较优的矿房跨度为18m,为该矿的开采设计和高效安全生产提供了重要依据。     

急倾斜水平分段放顶煤开采应力分布规律及冲击地压防治北大核心

为了揭示急倾斜煤层水平分段放顶煤开采应力场分布特征及冲击地压显现规律,以王家山煤矿东一采区为工程背景;理论分析了急倾斜水平分段开采冲击地压显现特征,数值模拟分析了急倾斜煤层水平分段开采应力场演化规律;揭示了急倾斜煤层水平分段开采矿震动载扰动诱发底煤冲击地压显现的规律。结果表明:随着开采分段数增加,工作面采动应力持续增大,顶板巷应力集中程度高于底板巷,最大主应力由原水平方向分布转为沿垂直煤层倾向分布,导致顶板巷周围煤体水平应力集中程度高;工作面煤体水平应力场倾向方向呈现先增大再减小的趋势,且顶板侧水平应力明显高于底板侧水平应力,应力峰值与开采深度呈线性正相关关系,顶板巷冲击危险性明显较高。根据冲击地压发生规律,针对性制定了急倾斜水平分段开采冲击地压防治方案并进行了防治实践,监测表明防冲效果显著。     

缓倾斜厚大煤层坚硬顶板切顶卸压方法研究

针对坚硬顶板厚大煤层开采存在的巷道变形问题,本文采用理论分析、数值模拟与现场实践相结合对切顶卸压方法进行了研究。结果表明：针对坚硬顶板条件,顶板极限垮落步距及其极限载荷与顶板厚度及极限抗拉强度成正比,当顶板厚度较大时,更容易导致巷道变形严重,甚至发生冒顶风险;从切顶卸压效果与开采效益角度综合考虑,确定合理的切顶角度为75°,合理的切顶高度为9 m,给出了现场切顶卸压及预裂爆破方法。通过现场实践,卸压孔预裂爆破后,孔内裂隙发育,整体贯通性较好,切缝率可达86%,巷道顶板及两帮位移分别为358 mm、315 mm与282 mm,切顶卸压效果良好,可为类似条件矿山提供工程指导。     

麦捷150505综放工作面回采巷道切顶卸压分析

麦捷煤业正在开采的15煤层顶板比较坚硬,回采巷道需要留设30 m煤柱支撑。为了减少巷道的变形和煤柱的预留量,决定对回采巷道进行切顶卸压。结合150505综放工作面的地质条件,对切顶的参数和施工工艺进行了设计。通过数值模拟可以发现,在切顶高度为17 m时,煤层坚硬顶板被完全切断,小煤柱巷道周边的应力明显降低,可以为综放工作面的切顶卸压设计提供一定的参考。     

放顶煤开采对底板岩层破坏影响的数值模拟研究

采用FLAC3D软件对赵各庄十三水平放顶煤开采时围岩的应力分布和底板岩层的破坏情况进行了数值模拟分析,由于十三水平地质构造较复杂,断层发育,开采中应留足保护煤柱,避免导水断层与含水层相通,影响矿井安全生产.     

不同煤层倾角对围岩及顶底板影响的数值模拟

以安徽某煤矿倾角煤层采煤工作面的开采为工程背景,通过FLAC3D大型模拟软件对不同煤层倾角采煤工作面开采后采场围岩及顶底板矿压分布规律进行研究。研究结果表明:倾角对煤层工作面开挖后采场围岩应力分布、支承压力的分布有显著影响。倾角煤层工作面开采后,采场顶板岩层的变形、破坏和运动形式不同于一般煤层工作面且采场顶板应力分布是不对称的。     

柿竹园多金属矿露天-地下协同开采安全稳定性分析

为研究柿竹园多金属矿露天-地下同时开采的相互影响，根据矿山的实际生产情况，构建了矿山的地表模型、露天坑最终境界模型、矿体模型、塌陷区及采空区模型。为尽可能真实地反映矿山开采及覆岩的变形特征，按不同的回采高度和回采区域将矿山整体开采顺序从上到下划分为6个阶段。其中，第1至第5阶段为露天-地下联合开采，露天开采东、北部684 m以上以及西、南部612 m以上的矿体，与此同时，地下采用分段凿岩阶段空场法开采东部407～610 m、北部470～536 m的矿体，以无底柱分段崩落法回采西部530～610 m的矿体以及中部490 m以上的矿体；第6阶段为地下开采结束全部转为露天开采。通过数值模型得出了露天-地下协同开采期间，各开采阶段地表和采场产生的最大位移量、采场顶板产生的最大拉应力值以及最大压应力的位置和大小；并对露天开采时，井下采场、采空区顶板、边坡的位移和应力进行了监测和分析。结果表明，露天-地下协同开采期间，露天开采区形成的露天边坡和平台未出现明显的应力集中现象，露天边坡产生的位移、拉应力和剪应力值均较小，矿山露天及地下开采对最终边坡稳定性造成的影响较小，开采造成的位移和应力集中程度不会...     

黄玉川煤矿6_上煤层采煤方法选择论证

为使黄玉川煤矿6上煤层达到高产高效、安全开采的目的,如何正确选择采煤方法至关重要。采用数值模拟方法,从煤壁及顶板稳定性、底煤破坏性、顶煤冒放性3个方面,对6上煤层采煤方法进行了选择论证分析。结果表明:6上煤层选用一次采全高综采放顶煤法是比较合理的。     

综放开采顶煤应力分布特征及其对渗透性的影响

基于现场工作面前方顶煤节理裂隙分布 ,运用UDEC软件对同一煤层地质条件下不同煤层厚度的综放开采与分层开采采场进行了数值模拟 ,利用数值模拟结果分析了综放开采采场前方顶煤与分层开采采场前方顶板的应力分布特征 ,运用顶煤应力分布特征对综放开采的瓦斯突出危险性进行了分析 ,并根据综放开采顶煤应力分布的卸压带范围选取了合理的钻孔位置。     

尾砂充填连续开采采场顶板稳定性数值分析

针对金属矿山上向分尾砂充填连续采矿法开采条件的复杂性,通过运用弹塑性有限单元分析方法,建立平面应变数学模型,对采场顶板稳定性及采场结构参数进行分析和优化计算。结果表明,控制采场跨度或暴露面积是维系采场顶板稳定的根本措施;单层矿体开采时,随着采场跨度的加大,顶板预应力拉应力也相应增大,但伴随采高的增加,围岩内部的最大主应力、最大剪应力逐渐增大,顶板下沉量也逐渐增大,而顶板内拉应力却逐渐减小。相对1#脉脉矿体,推荐采场顶板极限暴露面积为600 m²左右,以此为基础确定的采场长、宽尺寸采场顶板稳定性最好。     

巷道顶板离层群对锚固荷载影响的弹性分析

巷道顶板围岩由于变形的不协调常常会产生单个离层或多个离层群。在单个离层弹性分析的基础上,根据叠加原理对离层群引起的锚杆应力分布进行了归纳,得出应力曲线为多峰曲线。通过对不同情况的参数分析,得出:离层值越大,离层位置越靠近边缘,离层对锚固体的荷载影响就越大。离层对锚固体剪应力的影响较大,锚固体界面会因离层值过大而产生滑移破坏。     

巷道掘进空顶距确定的差分方法及其应用

提出了一种空顶距确定方法。该方法首先建立顶板稳定分析力学模型，然后采用差分法计算得到顶板应力分布规律与空顶距的关系，根据顶板应力与其抗压强度和抗拉强度关系判定顶板稳定性，在此基础上确定合理掘进空顶距。结合张双楼煤矿9802工作面回采巷道生产地质条件，应用该方法确定了巷道合理空顶距为6 m。在6 m大循环进尺掘进条件下采取2 m小循环内临时支护、高预紧力锚杆支护技术，现场应用效果表明，该方法有效控制了巷道围岩变形、提高了掘进速度。     

空场嗣后充填开采法矿房数值模拟分析与参数优化

本文针对近地表萤石矿房开采所导致的顶板及地表沉陷问题,建立了矿体开采摩尔库伦模型,通过数值分析对开采扰动对上覆岩层的影响进行了研究,得到了不同开采方案下顶板位移沉降值及应力分布,综合模拟结果进行分析,由于矿房开采宽度减小,出现应力集中现象,导致10m、8m、6m、4m矿房宽度开采方案顶板最大垂直应力基本呈递增趋势,结合位移分析结果可知,由于埋深较浅,及顶板悬露跨度大幅减少的原因,最终使得应力的小幅增长未对顶板沉降产生更大的影响,使得顶板沉降量与矿房宽度仍呈正比关系。在支护条件下,4m宽度方案开采推进至30m左右位置时,顶板及地表都会发生一定的沉降。     

综采工作面跨野青带式输送机巷开采矿压分析

为了研究邢台矿综采工作面回采过程中对其正下方40~45 m处野青带式输送机巷的影响,在野青带式输送机巷建立观测站和顶板变形观测点,并对测试数据进行整理分析,结果表明:工作面推进过程中,野青带式输送机巷顶板锚杆受力基本稳定,顶板受力比较均匀,未受到大的地质构造应力和工程应力的影响;顶板呈现先上升后降低的趋势,且离工作面越近,顶板上升量越大,最大上升量约为160 mm。     

巷道顶板离层对锚杆载荷影响的弹性分析

针对巷道顶板岩层变形不协调产生的离层量过大会使锚杆失效的问题, 对离层产生的锚杆附加应力建立弹性力学模型, 根据岩层相对移动时拉拔载荷对锚杆的作用机理, 得出离层作用下锚固体的应力分布形式, 分析发现： 在相同离层位置条件下, 离层值越大, 离层对锚杆产生的附加应力就越大; 在相同离层值条件下, 锚杆中心处应力最小, 越靠近边缘离层产生的附加应力越大, 离层位置和锚固体的轴力、 剪应力呈非线性关系。     

复合顶板条件下充填法开采数值模拟研究

为研究充填法开采对复合顶板受力及变形规律的影响,运用三维模拟软件3DEC进行数值计算,建立了数值计算模型,采用4种不同的充填方案,从顶板岩层应力分布和顶板岩层位移分布两方面分析了不同充填条件下复合顶板的受力及变形规律。研究表明充填开采后采空区的应力较大,充填体承担了工作面前方煤体的较大部分支承压力,有效控制地表沉陷,进而减轻对煤巷的破坏。     

深部煤矿巷道等强梁支护理论模型及模拟研究

分析了矩形巷道顶板的受力特点,得到了顶板各位置弯曲正应力与剪力的分布规律。据此推导出了保证巷道顶板维持稳定所需的锚杆参数,并进一步对影响锚杆长度选取的各因素进行了敏感性分析,确定了各因素对锚杆长度选取影响程度的主次关系。由此得出了不同长度锚杆支护下的巷道围岩能够满足稳定性要求,基于此提出了深部巷道等强梁支护概念,即根据顶板弯曲正应力分布特征,在中部弯曲正应力大的区域,采用高强度、长锚杆局部加强;而在两边弯曲正应力逐渐减少的区域,可适当减少锚杆的长度,但增加锚杆直径提高抗剪能力,以期实现巷道顶板各横截面上在不同长度锚杆支护作用下最大正应力都相等,初步建立了等强梁支护施工技术工艺。运用有限差分软件FLAC3D模拟获得了锚杆原有传统支护与等强梁支护下顶板应力及位移分布规律,可看出采用等强梁支护理念可明显优化巷道的应力分布,让顶板局部应力达到均匀分布,并且有效控制了围岩变形,在一定程度上验证了等强梁支护技术的可行性。     

极厚煤层巷道顶板分析及支护方案设计研究

该文采用有限元分析的方法,对某煤矿的巷道围岩应力进行了分析评价,确定了开采巷道所适用的支护方案,为该煤矿其它巷道的顶板管理提供了依据。     

倾斜薄煤层切顶巷预裂顶板防治冲击矿压技术研究

针对倾斜薄煤层坚硬顶板型冲击矿压灾害的预防及控制问题,提出了切顶巷预裂顶板防治冲击矿压技术。采用理论分析、相似模拟、微震监测等研究方法,分析研究了切顶巷预裂顶板防治冲击矿压机理、切顶巷控制顶板破断减弱煤层应力集中的效果,并对切顶巷布置参数进行了优化。研究结果表明：切顶巷在坚硬顶板中形成了预裂弱化区域,工作面回采过程中,坚硬顶板因预裂弱化而破断步距减小,切顶巷控制了坚硬顶板的来压步距;同时减小了煤体应力集中,单个切顶巷区域,应力最大降幅可达29.4%,两个切顶巷协同作用时,应力最大降幅可达49.7%;同时在切顶巷预裂弱化作用下,矿震向工作面中下部转移,减弱了动载与工作面上部静载的叠加效应,有效降低了冲击危险。切顶巷间距应小于基本顶周期来压步距,按容许的来压步距在需要顶板预裂的区域进行成对布置,但其间距不宜小于10 m。