基于微震监测的双系煤层开采覆岩运动与矿压显现关系

以大同矿区双系煤层开采为研究背景,基于高精度微地震监测技术,研究石炭系特厚煤层8104综放工作面开采过程中上部侏罗系煤层群复杂采空区影响下微震事件时空演化特征,得到双系煤层影响下覆岩运动与矿压显现的关系。结果表明:8104工作面接近和进入上部侏罗系煤层采空区对应区域,8104工作面覆岩运动加剧,侏罗系煤层的开采是工作面覆岩运动加剧的主要原因;侏罗系煤柱重叠区域微震事件密集分布,在工作面的开采扰动和重叠煤柱应力传递的共同作用下,微震总能量和能量大于10~5J的震动次数均处于较高数值,覆岩运动更加剧烈。临近采空区对8104工作面的强烈覆岩运动起到了关键作用,在临近采空区和侏罗系覆岩共同作用下,工作面超前微震事件集中,矿压显现剧烈。工作面开采扰动、临近采空区覆岩运动和侏罗系重叠煤柱的耦合作用,是石炭系综放工作面矿压显现剧烈的根本原因。     

工作面超前支护段强动压巷道围岩应力优化技术研究

以芦子沟矿3107特厚煤层综放工作面为工程背景,应用数值模拟分析了3107工作面采动阶段煤柱侧帮围岩应力动态变化特征,巷道煤柱侧帮围岩受采动影响强烈。理论分析了回采巷道强动压显现机理,基于此,提出强动压巷道顶板大深度预切缝卸压技术,并阐述了其技术原理。预切缝后,沿空巷道超前支护段围岩应力降低,侧向支承压力峰值位置向工作面中部移动,沿空巷道超前支承压力峰值位置向工作面推进方向前移,能够有效改善超前支护段巷道围岩应力状态。数值模拟及现场实测结果表明预切缝后超前支护段巷道围岩稳定,巷道变形量减小,矿山压力显现缓和。     

某矿1301综采工作面应力数值模拟分析

利用FLAC3D 数值分析软件，对1301综采工作面开采前的应力特点以及开采后的工作面超前应力情况进行研究。结果表明，上覆残留煤柱引发应力集中，并对下部工作面的正常回采构成影响，影响长度约40 m，应力最大值为22 MPa；断层对工作面所产生的影响主要发生在工作面回采过后，断层区域应力集中，易下滑，具有冲击危险；超前支承压力影响区域约25 m，其中最大超前支承压力在工作面超前距离约7 m，应力最大值约20 MPa。数值分析结果为1301综采工作面液压支架选型、巷道维护以及工作面的安全高效开采提供了重要的依据。     

坚硬顶板工作面临近采空区强矿压显现机理研究

为了研究坚硬顶板工作面临近采空区影响下的强矿压显现机理,以同家梁矿为例,采用理论分析和UDEC数值模拟方法,研究采空区侧向悬顶下的围岩应力分布特征。结果表明:在区段煤柱采空侧形成约30m长的侧向悬臂,形成5.01MPa的叠加应力;采空区侧向支承压力的影响范围达到80m,临空巷道处于侧向支承压力升高区内。强矿压显现是坚硬顶板悬顶和临近采空区覆岩运动共同作用的结果。     

邻近高瓦斯综放工作面围岩支承压力分布模拟研究

为了保证邻近工作面顺利接续回采,高河煤矿在W4301工作面回采期间,应用边采边掘工艺布置W4302工作面回风顺槽.通过MATLAB数值模拟软件,对邻近高瓦斯综放工作面围岩支承压力分布规律进行研究,得出工作面不同区域超前支承压力和侧向支承压力的分布情况,为确定合理的护巷煤柱宽度提供依据,从而保证迎采巷道围岩稳定性,实现工...     

双系煤层开采覆岩应力场分布规律研究

基于同忻煤矿工程地质条件,对侏罗系遗留多采空区及区段煤柱条件下,石炭系煤层覆岩顶板应力场分布规律进行研究。结果表明:侏罗系多采空区冒落矸石可简化为"粘弹性结构"受力;石炭系综放工作面超前支承压力峰值为10.34MPa;遗留煤柱对应力具有承接转载作用,8101工作面过煤柱时呈强矿压显现现象。     

沿空煤柱工作面冲击地压危险性研究

沿空煤柱工作面受采空区影响产生侧向支撑压力,回采时与超前支承压力产生应力叠加形成高应力集中,极易诱发冲击地压。以某矿5302沿空煤柱工作面为背景,提出采用综合指数法与可能性指数诊断法进行宏观评价,确定了冲击地压的类型,并结合数值模拟方法对该工作面进行应力分析。该工作面的冲击危险性指数为0.74,发生冲击地压的可能性指数为0.977,数值模拟显示回采过程中工作面煤壁前方的静态垂直应力约为35 MPa,通过评价该工作面具有中等冲击危险性。根据评价结论,在工作面回采前采取了预卸压措施,工作面实现了安全回采。     

沿空跟掘回采巷道合理煤柱留设及围岩稳定性控制

沿空跟掘回采巷道掘、采全服务周期经受相邻工作面采空区未稳定压力、相邻工作面回采侧向支承压力及本工作面回采超前支承压力多重动压影响,煤柱稳定性差、围岩支护困难、异常矿压显现。以潞宁孟家窑煤业有限公司22115回风巷为工程背景,综合运用理论分析、数值试验研究并参照已有工程实践经验确定最佳护巷煤柱宽度,提出合理可行的围岩稳定性控制技术。研究结果表明:22115回风巷净煤柱宽度应不低于15 m。提出的分阶段、重点部位针对性加强高预应力强力支护方案井下工业性应用效果良好,掘、采全服务周期锚杆（索）受力稳定,强度利用率高;顶板离层量小且在较短时间内趋于稳定;围岩整体未出现大变形,完全满足安全生产需求。     

遗留煤柱下四面临空孤岛工作面矿压显现规律研究

济宁市金桥煤矿1304工作面为孤岛开采,工作面回采期间左、右、后、上方均为采空区,且上分层留有46 m遗留煤柱,1304工作面回采期间受采空区、遗留煤柱等因素影响较为明显。从1304工作面基本情况着手,通过FLAC^3D数值模拟,重点研究上分层遗留煤柱塑性区分布及1304工作面超前支承压力影响范围,根据数值模拟结果,1304工作面受采空区侧向支承压力影响,煤柱所承受的支承压力峰值逐渐增大,应力集中程度逐渐较高。因此,1304工作面回采过程中压力显现将逐渐明显,结合应力在线系统监测数据,确定1304工作面超前支承压力影响范围在20~50 m,显著影响区域为超前30 m。     

大倾角煤层多重扰动煤巷围岩应力分布规律

基于山西大远煤业有限公司1202工作面运输平巷大倾角煤层赋存条件,采用理论分析和数值仿真的综合研究方法,研究巷道在采空区侧向支承压力与超前支承压力叠加作用下的应力分布规律,并基于应力分析结果,提出合理的区段煤柱宽度。研究显示：在叠加压力作用强烈影响下,巷道围岩应力呈非对称分布特征,帮部集中应力与煤层底板侧向支承压力峰值影响范围贯通;侧向支承压力成为导致工作面超前支承压力非对称分布的主要因素,两者产生强烈应力叠加效应,形成典型多重扰动叠加应力环境;从减小巷道围岩应力非对称程度出发,并考虑煤柱与顶板和底板岩层的滑移破坏,建议山西大远煤业有限公司大倾角煤层区段煤柱宽度取值范围为6-12 m。     

古书院矿煤柱回采工作面超前支承压力研究

通过对煤柱回采工作面运输巷、回风巷围岩变形和超前支护阻力的监测,预测超前支承压力分布范围.分析了煤柱回采工作面、回采巷道围岩力学特征,为回采巷道的支护和维护提供了科学依据.     

孤岛工作面遇断层采动应力分布规律研究

针对孤岛煤柱工作面回采过程中遇一斜交10°断层的现状,为解决工作面煤壁易片帮、冒顶等问题,研究了工作面前方采动应力场分布特征及对回采工作的影响。通过采用极限平衡理论和数值计算分析了工作面在回采过程中应力分布规律及围岩变形特征。结果表明:工作面液压支架集中应力主要分布在工作面中上部和下端头附近;开采扰动易造成断层活化,使得断层附近工作面垂直应力下降,水平应力上升。根据监测结果,随着工作面的不断推进,超前支承压力峰值始终位于工作面煤壁前方5 m左右。     

侧向支承应力作用下6.0 m小煤柱巷道加固技术研究

为了解决塔山煤矿三盘区6.0m小煤柱巷道围岩稳定性控制难题,利用数值模拟与现场实测研究相结合的方案,对8311工作面回采过程中煤柱应力的变化规律和侧向支承应力作用下小煤柱巷道加固技术进行了研究,提出了对穿锚索加固小煤柱配合顶板支护方案,有效的降低了6.0m小煤柱巷道的围岩控制技术难度。数值模拟研究表明,随工作面与测站相对位置变化,小煤柱先后承受超前支承应力与侧向支承应力作用,煤柱应力逐渐增大。通过现场工业性试验,采用对穿锚索加固小煤柱配合顶板支护方案后,巷道中央顶板的最大收敛量为241 mm,两帮移进量最大为521 mm,能够满足巷道服务期间的安全生产要求。研究结果表明,采用对穿锚索加固小煤柱配合顶板支护方案,解决侧向支撑压力作用下小煤柱巷道的维护难度是可行的。     

4~1-100综采工作面回采巷道矿压显现规律研究

通过对41-100综采工作面回采巷道围岩变形以及超前支护单体支柱工作阻力的观测分析,研究并揭示了回采巷道受超前支承压力影响的矿压显现规律,为回采巷道的合理性支护提供理论依据。     

麦捷煤矿综放工作面矿压显现实测分析

以麦捷煤矿150506综放工作面开采为实例,在回采期间,通过监测液压支架的工作阻力,得出工作面平均周期来压步距为18.4 m,周期来压的平均影响范围为6.36 m,支架的动载系数表现为工作面两端头大、中部小的特征;对工作面超前支承压力和侧向支承压力进行了实测分析;实测结果表明,超前支承压力范围为超前工作面50 m的范围,峰值出现在工作面前方约13 m的位置,应力集中系数为1.8～1.9;侧向支承压力峰值约在7 m的位置,集中系数为1.16～1.29。     

大倾角煤层回采巷道的矿山压力研究

针对石台矿Ⅲ313工作面回采巷道在工作面回采过程中围岩变形破坏的具体情况,采用数值计算、现场实测等研究手段,研究了大倾角工作面回采巷道围岩在工作面超前支承压力的作用下变形破坏的规律性和复杂性。结果表明,倾角增大不仅使回采巷道内围岩应力分布表现出与倾斜、缓倾斜煤层不同的特征,而且上下平巷矿压显现也不尽相同,其主要表现为运输平巷的集中应力大于回风平巷,给出了运输平巷和回风平巷超前支护的范围和巷道支护的关键位置。     

榆树坡矿5105综放工作面矿压显现规律探索

本文以榆树坡矿5105综放工作面为研究背景,通过对工作面回采期间支架工作阻力及工作面超前支承压力进行监测,结果表明,5105综放工作面开采期间,顶板初次来压步距为22.5～28.8 m,周期来压步距为7.6～14.1 m,来压期间支架工作阻力在22.7～38.1 MPa之间,动载系数在1.53～2.56之间;总体表现为工作面中下部来压强度较大、上部来压较小的特点.支承压力影响区在超前煤壁约40 m范围内,并在工作面前方22 m位置处达到峰值,约为7.1～7.9 MPa,集中系数约为1.65～1.97.     

高应力综采工作面回采动压对巷道稳定性动态特征研究

针对王庄煤矿91高应力采区首采工作面巷道围岩稳定性问题,采用数值模拟和现场监测相结合的方法,研究了91-205工作面回采过程中91-205风巷和紧邻91-203运巷围岩的位移场和应力场。结果表明:91-205工作面超前支承压力的影响范围为30 m,超前支承压力对本工作面回采巷道和相邻91-203工作面回采巷道变形影响较小,对工作面正常回采影响不大,巷道变形量在可控范围内,同时为预测91采区其它工作面回采矿压显现提供理论依据。     

大采高工作面采动围岩活动与瓦斯涌出关系

为了研究大采高工作面采动围岩活动与瓦斯涌出的规律,现场实测斜沟煤矿18205工作面的液压支架支护阻力、超前支承压力及瓦斯涌出量,分析回采时支架支护阻力、超前支承压力的变化情况,根据现场实测工作面瓦斯涌出量,确定采动活动与瓦斯涌出的关系。结果证明:18205工作面矿压显现增大时,瓦斯涌出量显著升高;在周期来压时煤岩体卸压增流,工作面瓦斯涌出量明显升高。在周期来压期间覆岩裂隙通道受到挤压和冲击作用,高浓度的瓦斯流涌向工作空间,导致高位钻孔瓦斯抽采量明显增加,其与来压步距基本一致,且高位钻孔能有效拦截采空区及邻近层瓦斯,有效保障了工作面安全回采。     

矿压显现规律受工作面长度变化影响的实测研究

以卧龙湖煤矿8102软厚煤层工作面为例,通过现场实测接架前后支架工作阻力及回采巷道表面位移,研究工作面长度变化对工作面矿压显现规律影响。研究结果表明,工作面长度增加导致工作面矿压显现强度减弱及基本顶周期来压步距减小,同时回采巷道超前支承压力剧烈影响距离减小,因此当工作面增长时可适当减小超前支护距离。