工作面超前支承压力与瓦斯涌出关系研究

文章通过对支承压力区域分布的现场实测,分析了平煤十三矿12071工作面超前支承压力的分布规律,在对现场工作面不同承压区的钻孔瓦斯涌出量和钻屑量进行了测量的基础上,研究了工作面超前支承压力与煤层瓦斯涌出关系,认为瓦斯涌出量与所在位置的支承压力成反比。研究结论对工作面瓦斯的预测和瓦斯治理有指导意义。     

深部工作面支承压力估算软件开发与应用

快速准确掌握支承压力分布规律对矿山开采设计具有重要意义。通过理论分析建立了不同运动状态工作面静态支承压力估算模型,在此基础上,利用C#开发了支承压力估算软件,介绍了软件的结构与使用方法。以山东某矿1300工作面为例,通过该软件对1300工作面侧向静态支承压力进行估算,现场动力显现与计算结果相符,表明该软件能够有效估算深部工作面支承压力分布规律。     

长城煤矿深井工作面超前支承压力分布规律实测研究

针对长城煤矿1301工作面超前支承压力分布特征问题,采用钻孔应力计测量了辅助运输平巷、运输平巷实体煤及窄煤柱帮的围岩内部超前支承压力。结果表明:沿空巷道超前支承压力影响范围略大于实体煤巷道,沿空煤柱受影响范围及强度均最小,覆岩大结构处于稳定状态,窄煤柱位置处于应力降低区;煤柱受超前支承压力影响,浅部相对中部比较敏感,煤柱浅部位置最先受到影响。     

急倾斜煤层支承压力分布特征研究

为了研究急倾斜煤层支承压力分布特征,采用3DEC软件对综放开采过程中支承压力平面分布、走向与倾向支承压力影响范围、峰值大小与位置等内容进行研究。研究表明:急倾斜综放工作面支承压力动压区呈"圆弧形"分布,稳压区呈"矩形"分布。工作面上部超前支承压力峰值明显高于下部且峰值距离煤壁较远,具有非对称特征。与倾斜煤层相比,急倾斜煤层侧向支承压力动压区走向影响范围更广,稳压区沿倾向的影响范围更大。通过现场实测对以上结果进行验证,并提出具有针对性的冲击地压控制方法。     

锤击波速法测量煤体支承压力试验研究

通过陶庄煤矿420工作面和权台煤矿3147工作面支承压力测量试验研究结果介绍了锤击波速法。该法是一种地球物理方法，其实质是采用锤击为激发源的地震折射方法。研究结果表明，锤击波速法是一种简单易行的方法，取得数据周期短，可测出支承压力高峰值位置、应力影响范围和应力集中系数。     

支承压力变化与构造煤渗透性关系的实测分析

针对新安煤矿二_1煤采动条件下支承压力与瓦斯渗透性之间的关系开展现场实测研究,通过支承压力变化规律的分析,拟合得到其gauss分布特征,以工作面前方位置为纽带,建立了支承压力与与瓦斯流速之间的关系。通过分析发现,支承压力对于瓦斯渗透性影响显著,支承压力对于瓦斯渗透性有一定的影响,瓦斯流速随着支承压力增高而降低,在支承压力峰值处最小,支承压力降低,其瓦斯流速会增大。这也为瓦斯抽采钻孔布置提供了理论上的依据。     

基于四棱体积分计算理论的采场固定支承压力研究

根据支承压力的形成机理,应用四棱体理论对采场固定支承压力进行积分计算,并利用midas GTS对采场固定支承压力进行了研究,分析了采场固定支承压力的大小及其影响范围。结合现场工程实际,对其采场固定支承压力进行了计算和实测验证,该方法较弹性力学中的极限平衡理论计算更为直观简洁。结果表明:运用四棱体积分计算理论对采场固定支承压力进行计算,较其它计算方法更可靠、更有效。四棱体积分计算理论在矿井支承压力研究中值得进一步探讨和应用。     

采场覆岩结构对采场支承压力的影响分析

为了掌握采场周围支承压力的分布状况,根据上覆岩层运动结构的承载状态将其分为承载结构岩层、半承载结构岩层与不承载结构岩层。按照弹性基础梁的方法分析了承载层或半承载层在其下岩层产生的支承压力,再用弹性力学的方法将承载层或半承载层产生的支承压力传递到工作面煤壁内煤层,将它们叠加起来得到工作面前方煤层中支承压力的解析值。结果表明,承载、半承载岩层层数决定了支承压力峰值的个数;承载、半承载岩层距离开采煤层越近,支承压力峰值位置距离煤壁也越近;承载层或半承载层下沉量与其下部垫层地基系数决定了支承压力的大小。以济宁三号井为工程背景,计算所得5312工作面超前支承压力,对5312工作面沿空巷道的布置以及支护具有重要意义。     

大采深综采工作面支承压力分布规律研究

以淮南矿业集团潘三矿西区1622综采工作面为例,采用理论分析和数值模拟的方法对深井综采工作面支承压力的分布规律进行研究。结果表明,支承压力随着工作面推进距离的增加逐渐增大,当推进距离达到一定数值后,增加的趋势趋于平缓;而且随着支承压力峰值点到煤壁距离的增加,峰值点向煤岩体的深部转移,支承压力的影响范围逐渐扩大。最后对工作面前方的支承压力进行观测,观测结果与理论分析和数值模拟的结果比较吻合。     

上保护层开采数值分析研究

通过对某矿具体地质条件进行保护层开采的数值模拟计算,得到了开采空间周围的位移分布特征、超前支承压力分布与侧向支承压力分布规律,结果表明,上保护层开采使煤层底板岩层的压力变小,底板在支承压力作用下破坏,在一定程度上起到了泄压的效果,同时根据超前支承压力与侧向支承压力分布,计算了工作面的卸压角。     

基于FLAC~(3D)的厚煤层顶分层开采支承压力分布特征研究

采用FLAC~(3D)数值模拟的方法,以赵固一矿16011工作面的实际煤层条件为工程背景,分析了厚煤层顶分层开采时采场倾向和走向的支承压力分布规律。结果表明:走向和倾向的支承压力随着工作面的推近变化明显;工作面见方后,支承压力趋于稳定。同时,支承压力峰值大小、分布范围以及峰值点距离煤壁距离都与一般、综采放顶煤等工作面存在差异。     

兴县矿区综采工作面的矿压观测

通过对综采工作面进行支架阻力的监测、两巷走向与倾向支承压力分布监测、工作面顶板深基点位移测量，通过对上述测量值的分析，掌握8#煤层顶板的矿压规律。     

初采调斜工作面矿压显现特征研究

针对初采调斜开采的工作面矿压显现特征与正常回采不同的问题,以金桥煤矿2321工作面调斜开采为背景,采用FLAC3D及现场实测的方法研究调斜工作面推进过程中煤体中支承压力平面分布特征及走向支承压力动态演化特征。研究结果表明:调斜工作面第一次周期来压前,工作面前方支承压力分布不对称,支承压力在工作面上端大于下端。初次来压时,工作面上端支承压力峰值达最大值。现场实测验证了以上结论。     

工作面支承压力峰值计算方法研究

为了确定区段煤柱尺寸和预防动力灾害事故(瓦斯事故、冲击地压、底板突水等),对支承压力分布规律进行研究。采用理论分析、数理统计研究方法,研究支承压力峰值大小,提出支承压力峰值大小的计算公式。以山西省内30个煤矿144个地应力测试数据为基础,进行支承压力峰值系数计算,得出峰值系数为2.88~5.06,符合国内学者的共识,支承压力峰值是3~5倍的上覆岩重,进一步验证了支承压力峰值的计算公式的合理性。     

关键层位置与采高对支承压力影响规律的研究及应用

工作面超前支承压力不仅受采高影响,与覆岩关键层位置也密切相关。通过理论分析和UDEC2D数值模拟的方法研究了采高和关键层与煤层的距离对超前支承压力的影响规律。结果表明:在关键层厚度保持不变的前提下,关键层与煤层的距离一定时,采高越大,工作面超前支承压力峰值越小,峰值位置距离煤壁越远;采高一定时,关键层与煤层的距离越近,工作面支承压力峰值越大。当关键层与煤层距离大于一定值后,关键层对工作面支承压力峰值基本无影响。该结论对于超前段巷道的支护以及瓦斯抽采钻孔的优化布置具有一定的指导意义。     

工作面支承压力采厚效应解析

在建立的支承压力分布黏弹性损伤模型基础上,对工作面煤壁前方及侧向实体煤的支承压力分布进行了解析.研究结果表明,支承压力分布与一次开采煤层厚度相关,其峰值大小与一次采厚成反比,峰值距煤壁的距离与一次采厚成正比,即随一次采厚的增加,支承压力分布范围增大,而峰值强度降低;侧向支承压力分布与时间具有一定的相关性.     

深部厚煤层走向支承压力动态分析

通过现场实测与FLAC3D数值模拟的方法分析了某矿1310工作面走向支承压力的变化特征,研究了工作面推进步距对支承压力变化规律的影响。结果表明,走向支承压力随煤壁前方到煤壁之间距离的增大而逐渐增大,在煤壁前方125 m处达到峰值后迅速下降,釆动影响范围为125m;顶板断裂前,支承压力逐渐增大,顶板产生回转式破断时,支承压力减小,顶板断裂下沉稳定后,支承压力也逐渐趋于稳定。数值模拟结果表明,随着工作面前方到煤壁间距离增大,支承压力在煤壁前方20m范围内迅速升高,达到峰值后,随着工作面前方到煤壁之间距离的继续增大,垂直应力最终在煤壁前方130 m处趋于稳定,且稳定度与工作面推进距离无关,均为23.75 MPa。     

采空区矸石压实过程对煤柱支承压力的影响

为了研究采空区压力及煤柱上支承压力随采空区矸石压实程度的变化规律,通过实验室试验、数值模拟等方法,探讨建立了采空区矸石压缩模量与矸石压实率之间的关系式,分析了采空区矸石压力分布随矸石压实率变化规律;基于弹性基础梁理论和弹塑性极限平衡理论建立了煤柱上支承压力与采空区矸石压力间的关系式,分析了煤柱支承压力峰值大小、峰值位置受矸石压实率影响规律。最后,将采空区矸石压缩模量与矸石压实率之间的关系用于FLAC3D数值模拟,与理论形成对比,证明二者结果基本一致。研究表明:矸石压实率越大,采空区压力回升越快,压力恢复至原岩应力的位置距煤壁越近,对应的煤柱上支承压力峰值位置越靠近煤壁,压力峰值越小。     

双向渐厚综放工作面超前支承压力研究

基于九里山矿15081孤岛综放工作面煤层厚度不均的现场情况,采用理论计算、Flac3D数值模拟及现场实测的方法,对该面的支承压力影响范围、峰值大小及峰值位置进行确定,验证了支承压力的变化具有“采厚效应”,同时发现了支承压力不仅与一次采厚相关,还与一定范围内的煤厚变化率相关,不仅为指导工作面安全放煤提供了理论依据,还为研究支承压力提供了新思路。     

浅埋两硬煤层综放面支承压力分布规律研究

为研究浅埋两硬煤层综放面支承压力的分布特征,用钻孔应力计对安家岭矿4102工作面回采巷道两侧煤体内的应力进行了实测。研究表明:浅埋两硬煤层综放面超前支承压力、后方支承压力及侧向支承压力的影响范围较大,超前支承压力峰值位置到煤壁以及侧方支承压力峰值点到煤柱侧帮的距离都较小(3~4m),这是与普通煤层综放面超前支承压力峰值点前移及侧方支承压力峰值远离巷帮的规律不同之处,侧方支承压力峰值出现在工作面后方,在工作面采动影响稳定后,煤柱侧巷帮煤体内会出现明显的破碎垮落区、塑性区和弹性区。