张集矿大采高薄基岩顶板破碎煤层综采实践

以张集矿回采实践经验为基础,通过对不同工作面地质构造、设备配置选型、推进速度、矿压显现的比较,分析得出大采高薄基岩顶板破碎煤层综采工作面漏顶、压架及矿压规律变化原因,从而得出结论:成熟的"三机"配置、工作面合理推进速度、稳定的直接顶板及有效的技术措施是回采成功的关键条件。通过分析研究,形成了大采高薄基岩综采面安全开采评价技术体系,为类似条件综采工作面安全开采方案设计提供参考。     

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。     

综采工作面初采顶板预裂爆破参数的优化

在以往综采工作面初采过程中,随着工作面推进,经常出现直接顶和基本顶一次大面积垮落的情况,垮落过程中将采空区内瓦斯大量挤出,容易造成瓦斯超限,矿压比较大,工作面生产存在安全隐患。结合煤层围岩赋存情况,对综采工作面初采前顶板预裂爆破参数进行了优化,使工作面初采期间直接顶、基本顶均匀且多次少量有控制垮落,缩短垮落步距,减少顶板垮落的冲击,保证了大采高综采工作面初采期间安全生产。     

复杂地质条件下大采高综采技术可行性研究

针对阳泉矿区在复杂地质构造条件下,应用大采高综采工艺的可行性缺乏科学严谨论证的问题,以阳煤一矿已回采的8310和8303工作面为背景,通过理论分析、数值模拟和现场实测对大采高条件下围岩灾变机理及特征进行了研究,认为阳泉矿区大采高综采受工作面顶板结构、煤层强度、构造和仰采角度等因素影响较大;然后以待采的81303工作面为例,对其工作面开采技术条件进行了分析,认为81303工作面采用大采高开采合理的采高应控制在5.5 m以下;受工作面煤层强度低、厚度大、倾角大、顶板破碎以及地质构造发育等不利因素影响,81303工作面大采高一次采全高的适应性较差。     

大采高综采面破碎顶板稳定性研究

基于FLAC3D数值模拟和现场实测对大采高综采工作面破碎顶板稳定性进行研究,解决大采高综采开采工作面破碎顶板的稳定性问题,完善大采高围岩控制理论,使得大采高在实际应用中能够充分发挥其潜力,取得较好的效果。     

三软煤层综放工作面片帮漏顶原因分析及对策

神火煤电公司泉店煤矿主采的山西组二1煤层属典型的三软中厚煤层,在实际回采过程中,容易发生片帮漏顶事故。根据综采放顶煤工艺的特点,分析了综放开采中片帮漏顶事故发生的原因,提出了超前管理、降低采高、拉超前架、煤壁打玻璃钢锚杆、加快推进速度等防治措施。通过实施这些措施,有效控制了破碎顶板对工作面回采的影响,实现了矿井的安全生产。     

采煤工作面破碎顶板超前管棚控制技术与实践

青龙煤矿11609W综采工作面回采过程中,受地质构造的影响,煤体硬度非常低,顶板极易破碎。生产中随煤机割煤,破碎顶板直接冒落,伴随大量片帮,工作面新暴露的顶板空顶面积大并产生漏顶,容易引起综采工作面频繁冒顶事故。在综采工作面破碎顶板暴露之前使用超前管棚支护技术,能在煤壁前方形成可靠的金属骨架,当顶板因采动或暴露时可起到限制悬浮顶板岩石冒落的作用,能有效防止漏冒型冒顶引起的综采工作面事故的发生。     

基于等压开采的大采高综采工作面过空巷防冒顶技术

针对神东矿区浅埋煤层大采高综采工作面过空巷过程中发生的冒顶和压架事故等问题,采取支护强度计算和现场矿压显现分析等手段,总结提出了等压开采技术,详细阐述了等压开采技术的定义、顶板活动规律、机理以及等压距离的确定,并在哈拉沟煤矿02209综采工作面过空巷进行了现场应用,结果表明,采用该技术可以有效防止大采高综采工作面过空巷期间发生漏矸、冒顶、压架事故。     

浅埋深近距离坚硬顶板煤层上行开采实践

基于中盛煤业有限公司近距离煤层埋藏浅、厚度小、顶板坚硬、层间距较近的开采条件,利用比值分析法、"三带"判别法、数理统计分析法、围岩平衡法对7号煤层上行开采的可行性进行了分析,判定7号煤层位于9号煤层覆岩裂缝带之中的上位,9号、10号煤层的开采对7号煤层影响很小。通过对7号煤层703首采工作面现场实测,得出了该工作面沿走向和倾向的矿压显现规律以及支架工作阻力分布特征。研究表明:7号煤层可进行上行开采,703工作面直接顶初次垮落步距29.3m,基本顶初次来压步距33.7m,周期来压步距平均19.6m,整面来压基本同步,来压动载系数1.66,较为明显;工作面支架初撑力偏低,导致部分顶板异常破碎,严重影响工作面安全,因此,应加强支架升架管理,防止出现冒顶事故。研究结果为类似条件下上行开采现场实践提供一定的参考和指导。     

“三软”煤层大采高工作面倒架原因分析及防治技术

根据大柳煤矿1404大采高工作面倒架现象,分析了“三软”煤层6.5 m大采高工作面倒架原因。针对顶底板破碎严重以及受断层影响,采用锚索网加固顶板及注浆工艺对工作面进行加固,保证了工作面的顶板稳定,为“三软”煤层大采高开采提供了借鉴。     

放顶煤工作面漏顶现象分析及防治措施

应力场的变化和破碎带的形成使煤层及其顶底板岩层的稳定性状况发生改变,并导致在开采过程中采场围岩的稳定性以及相应的矿压显现特征发生改变。松软煤层条件下综采工作面的漏顶、片帮是影响正常生产的主要矿压显现形式,在分析工作面煤壁片帮力学机制的基础上,提出了防止综采放顶煤工作面漏顶、片帮的力学途径及技术措施。     

布尔台矿区42102工作面大采高改综放开采矿压显现分析

针对布尔台矿区原42102大采高综采工作面矿压显现强烈,煤壁片帮深度大,工作面液压支架前漏矸、漏顶严重等问题,采用FLAC3D数值模拟方法,对比分析了42102工作面在综放开采和大采高综采两种开采模式下的矿压显现规律,结果表明:综放开采可以有效降低煤壁片帮,并且采高越小,煤壁片帮值越小,采高3.5 m综放开采的煤壁片帮量仅为采高5 m大采高综采的65%左右,且顶板下沉量仅为综采的20%~30%。在42102工作面改为综放开采后,经现场实测:综放工作面煤壁片帮程度较大采高综采减小了50%,未出现漏矸、漏顶和冒顶现象,工作面支架工作状态良好,控顶效果良好。     

松软破碎顶板大采高工作面端面漏冒机理及控制技术研究

采用现场工业性试验及长钢丝绳注浆加固方法,开展了大采高松软破碎顶板综采工作面端面漏冒机理及其加固技术研究。结果表明:大采高松软破碎顶板工作面发生端面漏冒并不是工作面压力异常导致,工作面压力异常并不是产生漏顶事故的根本原因;端面漏冒的发生与支架结构、支架的初撑力、工人操作水平以及工作面超前支承压力影响等综合因素有关;采用长钢丝绳或锚索与注浆联合加固的方法,构成了新型的空间网格状加固方式,该方法能够很好控制松软破碎顶板工作面的端面漏冒,在现场得到了成功应用,保证了工作面的安全回采。     

风氧化带影响下零阶段综采面安全开采技术实践

当采煤工作面在临近风氧化带附近开采时,由于煤层顶底板受到采动和风化影响,围岩强度降低,两巷维护困难,一直成为综采工作面安全开采的一大难题。文章以某矿1202(3)工作面在上提面风氧化带等极破碎顶板条件下,采用大断面架棚支护、大功率设备、大采高支架等生产技术条件下,分析了零阶段综采面在回采过程中遇到的制约生产的影响因素及采取的有效技术对策,并总结实践经验,对相似条件开采的工作面提供参考借鉴。     

复杂地质条件下大采高综采技术的应用

介绍了大采高综采工作面开采大倾角煤层的防倒、防滑技术及工艺，松软破碎顶板防片帮冒顶技术和穿过大断层开采经验。     

大倾角煤层俯斜开采顶板破坏机理研究

以葛亭煤矿2317工作面大倾角煤层俯采采场为研究对象,采用相似材料模拟和理论分析的方法研究了顶板运动规律、采场覆岩离层的产生、直接顶破坏规律以及基本顶结构动态演化规律。结果表明:大倾角俯斜开采基本顶初次来压步距约50m,周期来压步距约25m,比同等条件下工作面沿倾向布置时的来压步距较长;采场离层带呈"锐角三角形状",离层由下位岩层开始产生,形成组合结构向上有规律地运动;直接顶不规则冒落的岩石滑向工作面,对工作面不利,同时使原来是基本顶的岩层在工作面推进到一定距离后变成了直接顶,使直接顶位置上移,基本顶结构发生明显运动的区域主要处于倾斜中上部,其在垂直岩层层面内顶板的破断和运动是稳态的,并沿倾向向上位岩层发展呈"阶梯状"。     

大采高工作面破碎围岩注浆加固技术

大采高综采工作面煤壁片帮、顶板漏冒采用传统架设木垛的方法很难处理,也存在极大的安全隐患,煤壁及顶板注浆加固应是发展方向。文章采用现场实测结合FLAC3D数值模拟分析了煤壁片帮机理、煤壁注浆前后片帮破碎情况及支承应力的变化和注浆前后的效果,得出了注浆前后支承压力分布规律,为大采高综采工作面的安全开采提供了技术指导。     

近浅埋煤层大采高工作面双关键层结构分析

根据实测统计分析,近浅埋煤层大采高工作面支架载荷普遍较大,且随采高增大有增加的趋势,工作面来压存在大小周期,厚度较大的等效直接顶静载是工作面支架的基本载荷。通过物理模拟实验,揭示了大采高工作面直接顶变厚和顶板结构铰接点上移的机理,提出了"等效直接顶"的定义,建立了近浅埋煤层大采高工作面顶板"双关键层"理论。近浅埋煤层大采高工作面顶板主要表现为"双关键层"结构,根据等效直接顶对采空区的充填程度,双关键层顶板结构分为"双砌体梁"和"斜台阶岩梁-砌体梁"两类,常见的是"斜台阶岩梁-砌体梁"双关键层结构。建立了双关键层顶板结构模型,揭示了工作面出现大小周期来压的机理,给出了支架初撑力和工作阻力的计算公式,可为近浅埋煤层大采高工作面顶板控制提供理论依据。     

大海则煤矿超大采高工作面的矿压显现研究

为研究综采工作面的超大采高矿压显现及控制技术,保障煤矿生产的安全,以某公司大海则煤矿2~#煤层为研究对象,对其开采高度、底板、基本顶与直接顶等岩层现状,通过运用FLAC~(3D)仿真软件,建立了大海则煤矿2~#煤层超大采高综采工作面在开采中的矿压显现数值计算模型,通过该模型的运用,对其围岩破坏状态进行了数值计算分析,得出了大海则煤矿2~#煤层采用超大采高开采后的直接顶初次来压、基本顶初次来压、顶板冒落带高度、裂隙带高度等数值,为今后的生产以及矿压显现控制提供了技术指导。     

九龙矿野青灰岩坚硬顶板爆破弱化效果分析与应用

九龙矿4~#煤层直接顶缺失,基本顶为坚硬难冒落的野青灰岩,在开采过程中多次出现因顶板周期来压大而造成工作面液压支架大面积压死现象。以15445综采工作面为工程背景,运用数值模拟(UDEC4.0)和现场试验相结合的研究方法,对野青灰岩坚硬顶板爆破弱化后应力分布规律及其对工作面支架的影响进行研究。研究表明顶板爆破弱化后,工作面上方和前方压应力和高应力集中区域缩小,顶板下沉量减少,周期来压步距5~15 m,来压峰值降低,压架现象减少80%以上。