特厚煤层大型综放面超前支承压力实测研究

为了研究特厚煤层大型综放工作面超前支承压力的分布特征,以某矿大型综采放顶煤B907工作面为例,通过超前支承压力与超前巷道变形的现场观测,分析了超前支承压力的显现特征,并采用数值模拟进行了验证。结果表明:B907大型综放面因9#煤层厚度大、煤质较硬、埋藏较浅等原因,造成超前支承压力分布特征与一般地质条件下综采面不同,其超前支承压力影响范围达80.5 m,塑性区宽度7.2 m,应力集中系数1.48,巷道采动影响强烈区为工作面前方0~23 m。得出B907综放面平巷超前支护距离20~25 m是合理的。     

特厚煤层综放面侧向支承压力分布的采厚效应

为解决同煤塔山矿区段宽煤柱造成的资源严重浪费、回采巷道矿压显现强烈等问题,采用极限平衡理论分析并运用CDEM数值模拟软件,对特厚煤层综放面侧向支承压力分布与釆厚间的关系及8206工作面侧向支承压力分布进行研究,为沿空掘巷小煤柱留设宽度提供理论依据。     

特厚煤层综放工作面侧向支承压力分布研究

为解决塔山矿区段煤柱造成资源浪费严重、巷道矿压显现强烈等问题,采用相似模拟的方法对特厚煤层综放工作面回采后侧向支承压力分布特征进行研究,为塔山矿沿空掘巷煤柱留宽度优化设计提供理论依据。结果表明:塔山矿8206工作面煤体侧向支承压力影响范围为60~70 m,其应力降低区范围为11 m,应力峰值为41 MPa,位于煤壁内30 m处,应力集中系数为3.3;侧向支承压力影响范围为60~70 m。相似模拟结果与极限平衡理论计算结果、现场微震监测结果一致,从而得出当煤柱宽度小于6 m时巷道处在应力降低区内,即区间煤柱宽度为6 m。     

不同条件特厚煤层综放开采侧向支承压力分布特征

以某矿特厚煤层开采为背景,运用理论计算和数值模拟的方法,分析了不同条件下特厚煤层综放开采侧向支承压力分布特征。基于极限平衡理论计算侧向支承压力峰值距煤壁距离,运用FLAC~(3D)有限差分软件分析工作面后方采空区顶板垮落之后,煤层厚度和煤层埋深对侧向支承压力分布的影响。分析表明:煤层厚度增加时,侧向支承压力峰值逐渐降低,但塑性破坏区逐渐增大,且应力峰值逐渐远离煤壁;而煤层埋深与侧向支承压力峰值正相关,塑性破坏区也随着埋深增加逐渐增大,且峰值越深入煤体。分析掌握了不同条件下侧向支承压力较低区域,将沿空巷道及煤柱布置在此区域,利于巷道支护,对煤矿安全高效开采具有重要意义。     

深井特厚煤层综放工作面支承压力分布特征的实测研究

为研究深井特厚煤层综放工作面支承压力分布特征,采用冲击地压实时监测预警系统对新巨龙矿井1301工作面走向及侧向巷帮煤体垂直应力进行了实测。研究表明：深井特厚煤层综放工作面走向支承压力峰值位置到煤壁的距离及巷帮煤体侧向支承压力峰值位置到巷帮的距离比一般工作面大;巷帮煤体侧向支承压力峰值出现在采空区后方;回采期间巷帮煤体垂直应力的变化沿走向可分为应力稳定区、应力升高区、应力峰值区、应力降低区、二次升高区和应力蠕变区。     

特厚煤层综放开采采空区侧向支承压力演化全过程实测研究

为有效获取特厚煤层综放开采采空区侧向支承压力演化全过程,在相邻工作面巷道内利用煤层应力监测系统及电磁波CT探测设备,对采空区侧向支承压力动态演化和静态分布及扩展过程进行了实测分析。通过连续4个月动态监测数据分析发现:自工作面前方110m位置开始,采空区侧向15m范围内煤体支承压力随工作面推进持续发生变化,至采空区内120m趋于稳定;工作面侧向煤体垂直应力依次经历了稳定期、首次增长期、降低期、二次增长期及最终稳定期5个阶段;上覆岩层的破断和煤体塑性破坏2种因素的交叉,造成了采空区侧向不同位置应力峰值拐点时间的同步性及差异性,并以此分析了侧向支承压力动态演化机制。电磁波CT支承压力静态探测分析表明:由于上覆岩层破断的周期性及回转的不均衡性,采动影响范围内,采空区侧向支承压力沿走向方向呈现间隔局部承载的不连续性,分布形态是以某区域为承载中心向煤柱未破坏区近似弧形辐射分布,距离承载中心越远,支承压力越小。该研究结论对煤柱宽度的优化、临空巷道掘进时机的确定具有重要的参考意义。     

综放面超前支承压力与影响因素关系分析

为了分析某矿2301S综放面超前支承压力分布规律,以确定巷道超前支护参数,建立了数值模拟模型,分别模拟了不同埋深、不同采高、不同煤层硬度条件下工作面超前支承压力分布规律。结果表明,埋深越大、采高越大,支承压力峰值及影响范围也越大,煤层硬度越大,矿压显现越剧烈,但支承压力峰值距煤壁距离及影响范围却减小。     

特厚煤层综放面支架工作阻力观测分析

为了掌握本采面及该区域回采工作面开采的矿压显现规律,为该面和后续工作面回采及管理提供一定的技术参考以及为回采工作面进一步优化设计提供一定的技术依据,通过采面矿压监测系统进行了液压支架工作阻力连续监测,观测结果表明:工作面存在大小周期来压现象,由下位和上位基本顶引起,初次来压动载系数为1.55。     

特厚煤层综放工作面端部结构及侧向支承压力演化机理

为揭示特厚煤层综放工作面侧向支承压力演化机理,以塔山矿8206工作面为工程背景,通过相似材料试验、数值模拟及理论力学分析,建立采空区端部覆岩运动模型,对采空区稳定前后端部结构特征及侧向支承压力演化规律进行研究。结果表明：采空区稳定前低位关键层以悬臂梁结构存在,高位关键层形成砌体梁结构,侧向支承压力峰值达41.6 MPa,影响范围68 m;采空区稳定后,低位关键层悬臂梁结构破断,实体煤侧断裂贯通形成三角形滑移区,侧向支承压力峰值降低至32.09 MPa,但影响范围增加至99 m;悬臂梁破断后块体的稳定性主要取决于破断块体的高长比、破断角以及摩擦面之间的摩擦因数;三角形滑移区破断稳定后部分载荷转移至采空区是侧向支承压力降低的根本原因,但受稳定前高侧向支承压力的影响,煤体塑性区范围扩大,致使稳定后侧向支承压力影响范围增大。     

特厚煤层综放面自然发火防治技术

工作面防止煤层自然发火一直是兴隆庄煤矿的重点工作,特别是在92年以后推广特厚煤层综放开采以来,在工作中不断总结成功经验和失败教训,逐步形成综放面煤层自然发火防治技术体系,其成功应用为今后该矿防灭火工作提供了可靠的技术支持,对其他煤矿特厚煤层工作面的自然发火防治工作也具有重要的参考价值.     

特厚煤层综放工作面收面工艺技术实践

特厚煤层综放工作面设备回撤通道跨度大,高度高,尤其是两端头三角区域尤甚.因此在综放工作面收面期间的工艺技术的选择尤为重要;针对东坡煤矿912工作面收面期间,为有效控制顶板,决定采用联合支护方式.实践表明,912工作面收面工作非常顺利,达到了预期目标;其工艺技术可为特厚煤层综放工作面收面提供经验借鉴.     

特厚煤层综放面顶板离层水害防治

根据某矿305综放面实际生产条件及地质条件,采用数值模拟、钻孔观测等手段,分析了两带发育规律、顶板离层水害特征、离层水形成影响因素等,制定了现场顶板水探放方案及措施,现场实施取得了较好效果,为矿井其他工作面进行围岩控制、顶板水预疏放设计、矿井水害防治等提供了理论依据和技术支撑。     

特厚煤层综放开采关键技术分析

对特厚煤层综放开采关键技术的三个方面(放煤步距设置、放煤方式选择和放煤机构优化)分别进行针对性分析,并对其应用效果进行了介绍。     

深部厚煤层综放面支承压力规律及小煤柱应力观测研究

根据新河煤矿530采区5301(70 m)、5302(120 m)、5303(90 m)三个综放工作面开采的地质和技术条件,采用钻孔应力计对工作面侧向、走向支承压力分布规律和小煤柱应力分布特征进行实测,以及对监测数据进行分析,得出工作面不同面宽的侧向支承压力峰值及范围、工作面中部压力峰值及范围、沿空煤柱受力分析及应力分布规律,确定超前支护强度与长度,给出工作面矿压观测数据的参考值,使其更具科学合理性。     

特厚煤层综放开采矿山压力显现影响分析

为了研究特厚煤层综放开采矿山压力显现影响因素,基于FLAC3D数值模拟软件,模拟分析不同煤层厚度在顶煤冒放前后工作面围岩应力变化情况和在不同煤层硬度条件下应力应变的变化情况以及在开采过程中随工作面推进顶板位移量和应力变化情况.分析结果表明:随着煤层厚度的增加,工作面支架所受的载荷和关键层层位都在增加;工作面围岩内的最大...     

厚煤层综放开采超前支承压力预测理论与实测分析

厚煤层综放开采会引起超前支承压力和影响范围的明显变化,以东日升煤矿8103综放工作面为工程背景,建立超前支承压力作用下煤岩体力学模型,得出超前支承压力与极限平衡区公式,计算得出超前支承压力影响范围为5.5 m;基于声波测距原理,在8103工作面进行瑞利波的发射和监测,得出极限平衡区范围4.8 m,与现场实测结果基本相符,证明了理论计算的合理性。     

特厚煤层综放面高精度微震监测技术的应用

为了研究同煤集团塔山煤矿特厚煤层综放面围岩运动的规律、科学地进行开采设计并为矿山压力控制提供科学依据,根据综采放顶煤工作面的实际情况,按高精度微震监测技术的要求,确定了测区布置的原则,分析了影响监测定位精度的主要因素,对采集数据进行了研究比对,初步得出了塔山煤矿特厚煤层综放工作面围岩运动参数.     

特厚煤层综放采场支承压力分布的数值模拟

针对特厚煤层综放采场邻空巷道超前支护段巷道大变形问题,通过FLAC3D数值模拟软件模拟郭家河煤矿1305工作面回采过程,得到综放采场支承压力的分布特征,分析邻空巷道大变形的原因。结果表明:随着工作面推进,特厚煤层综放工作面超前支承压力峰值及影响范围逐渐增大,峰值点位于工作面前方10~25 m,峰值应力集中系数在1.2~3.2之间,支承压力影响范围超过100 m,影响集中区域为工作面前方60 m;采空区的存在使得工作面侧向支承压力影响范围增大4倍以上,应力集中系数增大0.7~1.3,随着工作面邻近,侧向支承压力增长速度变快,应力峰值深入实体煤的距离增大;邻空巷道强矿压显现是双向高支承压力叠加作用的效果。     

特厚煤层综放面高精度微震监测技术的应用

为了研究同煤塔山特厚煤层综放面围岩运动的规律,根据综采放顶煤工作面的实际情况,按高精度微震监测技术的要求,确定了测区布置的原则,分析了影响监测定位精度的主要因素,对采集数据进行了研究比对,初步得出了塔山煤矿特厚煤层综放工作面围岩运动参数.     

大倾角特厚煤层综放面瓦斯治理技术

本文以赵各庄矿3237西上面为研究对象,根据3237西上面的地质条件及开采工艺,分析3237西上面的瓦斯来源,探讨该面瓦斯易于积聚的原因,在本煤层预抽不理想的情况下,提出对角引巷抽采、顶板走向高抽巷抽采技术,其中对角引巷抽采起到了类似Y型通风系统的效果。瓦斯治理技术实施后,综放面所需风量由最高的1500m3/min降低到990m3/min左右,回风巷瓦斯浓度不超过0.4%,为大倾角特厚煤层条件下综放面的安全高效开采提供了方法。