坚硬顶板煤层开采底板破坏深度研究

针对研究区11煤坚硬顶板的特性,采用理论计算和现场实测研究了坚硬顶板煤层开采底板破坏深度。结果表明:坚硬顶板条件下工作面超前应力集中系数和塑性区宽度变大,导致底板破坏深度增加。坚硬顶板相比中硬顶板煤层开采底板破坏深度约增大23%。     

坚硬顶板综放工作面超前弱化模拟研究

利用相似材料模拟和RFPA2D数值模拟方法研究了坚硬顶板超前预爆破顶板弱化技术,分析了不同顶板特性条件下综放开采引起覆岩结构变化过程,得出覆岩冒落特征并总结了综采工作面矿压显现规律、工作面超前支撑压力的分布形态及其发展变化趋势.在此基础上,得到超前预爆破顶板弱化技术能有效地解决坚硬顶板冲击矿压危害,有助于综放安全、高效开采和提高煤炭资源的回收率.     

坚硬厚层顶板综放工作面矿压显现影响因素分析

针对不同因素对坚硬厚层顶板综放工作面矿压显现的影响规律,在采用理论分析对综放工作面来压机理进行分析的基础上,以兖州矿区坚硬顶板地质条件为研究背景,采用数值模拟的研究方法,对深井综放工作面开采过程中,不同煤层埋深、不同工作面长度、工作面不同推进距离对工作面矿压显现的影响规律进行模拟分析。得出以下结论:工作面煤壁超前最大支撑压力及其影响范围均随煤层埋深增加而增加,随工作面长度增加最大支撑压力呈幂函数增加,影响范围以200 m为界呈线性增加,随工作面推进距离的逐步增加最大支撑压力呈线性增加,工作面初次垮落在工作面推进至25 m时,超前支撑应力影响范围为22.5 m。     

深部厚层坚硬顶板破断采场聚压及能量演化规律研究

针对深部厚层坚硬顶板灾害,运用数值模拟及现场监测,分析了坚硬顶板开采条件下采场围岩应力及能量积聚演化规律。结果表明:坚硬顶板的不易垮落性及开采扰动是采场围岩应力及能量显著增加的主导因素,为顶板灾害的发生提供了潜在的力源及能量条件,且煤层较其他岩层中积蓄的应力及能量值大;提高工作面支架阻力可有效改变坚硬顶板剪切破坏形式,从而减低顶板灾害发生的可能性。     

厚煤层坚硬顶板工作面超前支承压力演化规律

针对厚煤层坚硬顶板工作面地质条件,采用实验室岩石力学性质实验和数值模拟方法,分析厚煤层坚硬顶板工作面开采过程中超前支承压力演化规律,为此类煤层巷道和工作面布置提供参考。结果表明:由于上覆坚硬顶板的影响,工作面超前支承压力影响范围达到40 m以上,应力集中系数达到3以上。     

深孔爆破弱化坚硬顶板技术在大采高综采工作面的应用

潞宁煤矿2号煤层采用大采高综合机械化开采,煤层基本顶为厚14.57m的中粗砂岩,根据国内外坚硬顶板条件下开采经验,在开采过程中,为了避免工作面大面积悬顶突然垮落造成的冲击,需对坚硬顶板进行处理。介绍了22105大采高综采工作面在初采和正常回采期间坚硬顶板弱化处理的深孔爆破方案及具体参数。实践证明深孔爆破可以解决顶板难以垮落的问题,实现坚硬顶板条件下的安全开采。     

"两硬"条件下4.5～5 m大采高综采技术

大同矿区坚硬顶板、坚硬煤层的条件严重制约着该矿区厚煤层高产高效开采技术的应用，尤其是采出率难以提高。经过多年的研究和试验，解决了坚硬顶板、坚硬煤层条件下大采高综采技术装备的难题，有效地控制了坚硬顶板，取得了显著的经济效益。     

坚硬顶板近距煤层刀柱与长壁联合开采相互影响分析

<正> 在我国,坚硬顶板条件下开采以大同矿区为代表,过去多采用短壁刀柱法开采。由此形成的残留煤柱,导致下面近距离煤层开采的困难。本文根据开采区围岩应力有限元计算及解析法计算成果,分析了刀柱开采围岩应力分布以及两层近距煤层开采的相互影响特征。 1 残留刀柱下部围岩应力分布     

长治15号煤层坚硬顶板软化处理技术

针对长治地区15号煤层K2石灰岩顶板厚度大、致密坚硬、开采中不易垮落的特性,提出了对15号煤层坚硬顶板进行软化处理的技术方案,有效解决了长壁回采工作面坚硬顶板的放顶问题.     

建筑物下大采深坚硬顶板煤层条带开采技术

针对开滦林西煤矿井田东部地面建筑物下大量压煤的现状,进行了建筑物下大采深(九东、十东)坚硬顶板煤层条带开采技术研究.为提高采出率,利用煤层采深大、非充分采动、顶板坚硬的特点,确定了合理的采留宽度,并对条带留设煤柱进行了二次开采.通过改变回采工艺和有序协调开采,对坚硬顶板实行浅孔强制放顶,达到了地表变形小,地面建筑物不损坏、不搬迁、不维修以及工作面安全开采的目的.     

坚硬顶板近距离煤层覆岩运移与应力演化特征

基于坚硬顶板和近距离煤层群耦合开采条件作业空间安全隐患较大的问题,采用离散元软件对该条件下采动覆岩运移规律及顶板应力演化特征进行了研究。结果表明:老顶及上下层位坚硬顶板的垮落形态分别呈"W"型、"V"型和"U"型;开采初期,上下层位坚硬顶板协同弯曲运动,工作面回采70 m后,二者间出现离层并随工作面推进(90 m和110 m)出现2次突然垮落;顶板岩块水平应力与垂直应力的变化决定其运动状态。     

爆破处理坚硬顶板机理与实践

煤矿坚硬顶板控制是井工开采中矿山压力分析与研究的重要方向之一,结合莒山煤矿底板、煤层软弱而顶板坚硬的复杂结构及力学特征,采用现场观测与理论分析相结合的方法,制定出有效的顶板控制方案,总结出一套适合于莒山煤矿生产条件的坚硬顶板控制技术,在高档普采条件下,成功实现了对长壁工作面坚硬顶板的有效控制。运用矿山压力板理论及分层开采来压规律对3#煤层上分层长壁工作面来压情况进行了预测分析,对坚硬顶板预爆破的步距、位置、时机等参数做出了理论设计并得到实际验证。     

“两硬”条件厚煤层网下放顶煤开采支架与围岩相互作用关系探析

探讨了大同矿区“两硬”条件下(坚硬顶板、坚硬煤层)厚煤层下分层网下综放开采的顶板结构、压力显现特点,提出了该条件下支架载荷确定方法,对类似顶板条件下的综放开采有一定的参考作用。     

双系煤层群开采覆岩破裂演化规律

针对大同矿区双系煤层群的赋存特征及石炭系3-5#煤层开采的条件,通过相似材料模拟实验的方法,研究双系煤层群开采条件下坚硬顶板破断运动规律,观测坚硬岩层的破断形式和扩展范围;监测围岩应力分布,分析双系煤层群多次采动过程中顶板应力分布规律,为双系煤层群安全高效开采提供理论指导。     

特厚煤层坚硬顶板初次破断特征的力学分析

为了揭示特厚煤层综放工作面坚硬顶板破断与矿压显现的力学机制,基于材料力学与岩石力学等理论,建立了特厚煤层综放开采坚硬顶板初次破断力学分析模型,分析了特厚煤层综放开采坚硬顶板中弯矩的分布情况,推导了坚硬顶板超前破断位置与初次破断距的解析公式,系统研究了煤层厚度、顶板厚度、顶板弹性模量、顶板强度等关键因素对顶板初次破断特征的影响规律。结果表明:特厚煤层综放工作面坚硬顶板的初次破断距与煤层厚度呈负相关的关系,而与顶板厚度、顶板弹性模量、顶板强度呈正相关的关系。在此基础上,开展了山西韩家洼煤矿特厚煤层22203综放工作面矿压规律的现场监测,并将理论分析结果与现场监测数据进行对比分析,两者基本吻合。     

坚硬顶板区域冲击矿压防治的研究

坚硬顶板区域极易发生冲击矿压,其主要原因是坚硬厚层砂岩顶板容易聚积大量的弹性能,同时在工作面开采过程中这些弹性能又能瞬间释放.三河尖矿在此条件下的冲击倾向煤层的开采中,对冲击矿压发生机理与防治方法进行了研究,实现了该条件下的安全生产.     

坚硬顶板控制技术在综放开采中的应用研究

本文针对大同煤田坚硬煤层坚硬顶板的特点,在综放工作面开采过程中存在的主要技术难题之一即坚硬顶板控制技术,经过长期的试验研究,探索出一条坚硬顶板弱化处理技术,即通过预爆破方法对坚硬顶板进行预裂处理,改变厚层状整体砂岩顶板的矿压显现特征,提高顶板的可冒性,一方面减弱了来压强度使得开采得以保证;另一方面随采随冒起到了矸石墙的作用,有利于顶煤的回收。     

中高位坚硬顶板深孔预裂爆破减震技术

针对煤层上覆中高位坚硬顶板易产生强矿压显现的问题,以门克庆煤矿为背景,通过数值模拟,研究预裂爆破对中高位坚硬顶板煤层开采的影响,并通过现场工程实践验证预裂爆破对中高位坚硬顶板的控制效果。研究结果表明,在相同顶板高度,爆破后的围岩应力小于爆破前,且爆破后应力破坏范围较大,顶板的弹-塑性破坏区域扩张的更快,中高位坚硬顶板沿预裂爆破位置形成规律性的破断。工程实践微震大能量事件的分布规律表明,预裂爆破缩短了中高位坚硬顶板的破断距,总能量峰值大小显著降低,保障了工作面的安全回采。     

巨厚坚硬顶板工作面的底板破坏规律

针对郭庄矿开采9#煤时受巨厚坚硬顶板和底板奥灰水双重威胁的情况,利用现场钻孔注水试验手段与数值模拟的方法对9#煤底板进行破坏深度探测及破坏规律的研究.现场钻孔注水试验结果表明,工作面煤层底板监测钻孔控制深度内的底板岩层均发生了不同程度的破坏,最大破坏深度介于18.80~21.00 m,9#煤与下伏奥灰层间距不足20 m;数值模拟结果表明,坚硬顶板条件下,强制放顶比充填开采对煤层底板产生的破坏程度大.     

煤峪口矿回采工作面坚硬顶板预裂爆破处理

针对煤峪口矿回采工作面顶板坚硬且不易自然垮落的问题,通过现场实测考察与分析,决定采用超前深孔预裂爆破的方式对工作面顶板进行提前处理,以达到提前弱化顶板的目的。研究表明：经在工作面回采巷道向煤层坚硬顶板内布置超前深炮孔进行爆破后,工作面顶板来压情况稳定,且在来压期内工作面煤壁稳定,液压支架工作正常。