大采高采场覆岩顶板应力规律三维相似模拟研究

基于某矿区的地应力分布和大采高的具体条件,开展了采场矿压显现规律和巷道围岩变形规律的相似模拟研究。研究主要以该矿1-2煤层的地质赋存条件为典型背景,模拟开采高度为5m和6m时,工作面和巷道的矿压显现规律。通过大采高相似模拟实验,具体分析并总结了大采高开采过程中工作面的矿压显现规律。     

大采高综采工作面过空巷围岩应力分布研究

寺河矿采用6.2 m采高现代化综采工作面设备。为研究综采工作面推进过程中对空巷矿压显现规律,采用Flac3D模拟软件对工作面和空巷距离矿压显现规律进行对比分析。研究表明:随着工作面推进,空巷煤壁片帮和顶板下沉量均增大。这一研究结论对于大采高工作面过空巷的安全生产和支护设计都有一定的指导意义。     

大采高工作面矿压规律特征数值模拟分析

以丁集矿1272(3)工作面为研究对象,采用三维数值模拟软件FLAC3D对大采高工作面矿压显现规律进行分析,研究了不同推进速度下采场围岩的应力与变形破坏特征。模拟结果表明:加快推进速度可以减小顶板下沉量,并且对采场围岩应力产生较好的控制效果。     

大倾角煤层开采顶板垮落特征及矿压显现规律

为了研究大倾角条件下的综合机械化采煤工作面矿压显现规律,采用FLAC5.02D数值模拟软件建立相应的分析模型,模拟了煤层开采过程中的顶板垮落和围岩应力分布特征,重点分析了工作面上下端头的围岩应力分布规律及变形特点;结合具体生产矿井的综采工作面现场情况,得出了综采工作面推进过程中的周期来压、采动影响范围和煤壁片帮等矿压显现特征,并针对开采中出现的问题提出了相应的安全防范措施.     

8.8 m支架超大采高工作面矿压规律及覆岩破断结构研究

针对8.8 m支架超大采高工作面矿压显现强烈而顶板活动规律不明的问题,以神东上湾煤矿12401工作面为研究对象,采用矿压大数据分析手段研究了8.8 m支架超大采高工作面矿压显现规律,采用微震监测、顶板深基点位移监测、数值模拟、理论分析等综合手段研究了工作面覆岩运移破断结构特征,并通过分析二者的时空关系,研究了覆岩破断对...     

考虑煤岩材料非均匀性的特大采高工作面周期来压分析

考虑煤岩材料的非均匀特性对特大采高工作面矿压显现规律的影响,采用理论分析、数值模拟和现场实测相结合的研究方法,研究神东矿区某８m 特大采高工作面周期来压规律.提出煤岩微结构密度参数,理论推导工作面非均质顶板周期垮落步距计算公式;建立非均质煤岩体工作面推进数值计算模型,结合现场实测结果验证理论模型和数值计算结果的合理性.结果表明:考虑煤岩材料非均匀特性,周期垮落步距随煤岩微结构密度参数增大呈近似线性减小;周期来压过程,８m 采高工作面垮落步距约为１５m,与现场矿压监测结果较为吻合.研究成果对于掌握神东矿区８m 特大采高综采工作面周期来压规律和保障特大采高综采工作面的 安全开采具有重要参考意义.     

大倾角厚煤层顶板破断规律的数值模拟研究

为了研究大倾角综采工作面顶板破断及矿压显现规律,采用UDEC2D数值模拟软件建立了沿工作面走向和倾向的数值分析模型,模拟了工作面开采过程中的顶板破断和矿压显现规律及围岩应力分布特征,可为类似煤层开采提供参考.     

大采高综采工作面上覆岩层移动规律及围岩控制研究

通过大采高采场的覆岩结构、力学模型、应力分布数值模拟、结合相似材料物理模拟试验等手段,揭示了大采高综采工作面围岩移动变形规律和矿压显现规律,提出了工作面推进过程中顶板管理、煤壁片帮控制等关键技术方案,为支架工作阻力确定及架型选择提供依据,为建成年产1 000万t综采示范工作面奠定技术基础。     

沟壑地貌下综放开采覆岩破断特征研究

针对沟壑地貌下综放开采工作面矿压显现强烈、来压规律异常的现象,论文以某矿12309工作面经过沟壑地貌下的推进过程为工程背景,综合采用数值模拟和相似模拟的研究方法,分析了工作面推进过程中的覆岩运移和破断特征以及塑性区演化规律,揭示了沟壑地貌对综放开采矿压显现的影响机理。研究结果表明：主关键层的破断将引起基岩和黄土层之间的离层,使得裂隙贯通至地表形成裂缝,此时沟壑地貌的地表不均布载荷易于和采动应力相互影响,造成工作面覆岩和黄土层上坡段区域出现向采空区回转的趋势,导致综放工作面矿压显现异常剧烈;同时相似模拟结果量化了12309工作面基本顶初次破断步距为35 m,周期来压步距介于23~34 m。数值模拟分析了工作面覆岩塑性区演化规律,与相似模拟结果相互吻合。该研究结论可为相似条件下的工作面推进规划提供借鉴。     

超长大采高工作面矿压特征影响因素分析

采用FLAC3D数值模拟软件模拟了超长大采高俯斜工作面顶板下沉量及工作面超前支承压力分布规律,并在此模型的基础上,通过调整采高、面长、采深,对比分析了超长大采高工作面矿压显现特征与常规工作面的差异.研究结果表明:刘庄矿171301大采高综采工作面超前支承压力影响范围大,达到60 m；顶板最大下沉量随着采深、面长的增大而增大,增大幅度逐渐减小,随着采高的增大而急剧增大；工作面支承压力峰值随着采深的增大而增大,随采高的增大而减小,峰值位置均向煤壁前方发生迁移；工作面面长对支承压力影响不显著,所以在其他条件不变的情况下,增加面长矿压显现变化不大.     

波状厚煤层综放开采矿压显现规律分析

通过对郭家河煤矿1301综放面进行现场矿压观测,分析研究该综放面顶板覆岩运动特征,掌握其矿压显现规律,对麟北煤田综放面矿压显现规律研究和确定合理支架工作阻力具有一定的借鉴作用。     

深井高地压坚硬顶板采场围岩特性的数值模拟

深井高地压坚硬顶板采场矿压显现与围岩控制问题更加突出,分析煤壁、顶板、底板的应力状态与变形破坏特征,对深井高地压坚硬顶板采场围岩控制具有重要的意义．本文采用AN—SYS6．1数值模拟软件,模拟分析了不同采深条件下煤层和顶底板应力状态的变化特征,通过比较得到了支承压力、煤壁破碎区、煤壁变形、直接顶及底板应力等的变化特征,初步研究了深井高地压坚硬顶板采场围岩特性．结果表明,深井条件下围岩的受力情况更加复杂,围岩更容易出现应力集中,这提高了工作面的支护难度．     

断层孤岛煤柱轻放工作面矿压显现规律研究

针对石圪节煤业公司2123断层孤岛煤柱轻放工作面煤层的地质条件与顶底板的具体情况,制定了矿压观测的内容及方法,进而对工作面液压支架工作阻力、初次来压、周期来压,顶煤运移规律,巷道围岩变形进行实测分析,得到矿压显现的规律,从而为断层孤岛煤柱的成功开采提供了科学的依据。     

微地震监测技术在回采工作面矿压显现规律中的应用

工作面回采导致上覆岩层破坏,上覆岩层的破坏与煤矿顶底板突水、冲击地压、煤与瓦斯突出等事故发生密切相关,对回采工作面矿压显现规律的研究是保障煤炭安全开采的关键之一。回采工作面在覆岩破坏过程中,由于应变能的释放,产生相应强度较弱的地震波（微地震波）。微地震监测技术能够实现实时动态三维空间的整体监测。对鲁西煤矿3_上107工作面回采过程中覆岩破坏产生的微地震事件进行了监测,通过对监测到的微地震事件定位计算,证实微地震发展演化与采场覆岩破坏密切相关。鲁西煤矿3_上107工作面矿压显现规律的微地震监测分析表明,顶板来压时微地震事件数达到高峰,顶板的来压完成时微地震事件数下降,据此得出3_上107工作面基本顶来压步距为23.3 m。与通过现场实测得出的基本顶来压步距24.3 m基本吻合,说明采用微地震监测技术研究回采工作面显现规律是可行的,从而为回采工作面矿压显现规律的研究提供了一种新的技术途径。     

两煤层坚硬顶板联动冲击致灾机制

针对宽沟煤矿"3·7"、"3·8"震动事件呈现短时间隔"连锁"效应的现象,采用现场实测方法研究两煤层开采后的岩层结构特征,采用理论分析、微震监测的方法分析了两煤层开采形成的结构形态与失稳演化过程,基于数值模拟方法揭示了两煤层开采坚硬顶板联动效应引起的煤体应力演化过程,提出了两煤层联动冲击致灾机制.研究表明:I01020...     

告成矿滑动构造顶板矿压观测研究

采用现场调查、现场观测、理论分析和数值模拟相结合的方法, 分析了告成煤矿13191工作面顶板滑动构造成因和构造带岩性对顶板控制的影响, 得出了工作面顶板矿压显现的基本规律, 为工作面顶板控制提供了依据。     

近距离煤层下层综放工作面压架机制研究

以大佛寺煤矿40109综放工作面在近距离煤层重复采动过程中出现的压架事故为研究对象,利用顶板灾害监测预警系统掌握40109工作面在回采过程中周期来压规律,结合40109工作面工程地质条件分析以及顶板涌水情况可知,上煤层回采扰动、下层厚煤层开采以及矿井水侵蚀造成的40109老顶破断-失稳是压架事故发生的主要原因。后期通过加强对40109综放工作面顶板的合理管理,有效预防了压架事故的发生,保证了该工作面的安全快速回采。     

大倾角松软煤层炮采工作面矿压显现规律研究

工作面围岩压力分布及顶板活动规律是安全管理和合理安排生产的关键因素。采用数值模拟、相似材料模拟、现场实测综合方法获得了大倾角松软煤层炮采长壁工作面围岩压力分布及矿压显现规律。结果表明:大倾角松软煤层炮采长壁工作面老顶初次来压步距20 m,周期来压步距为15m,在工作面顶板支护设计中应重视周期来压的支柱安全;工作面围岩变形具有近场效应,在临近工作面附近变形剧烈,平巷支护设计理念应从载荷控制向变形控制转变。     

隆德煤矿浅埋上下煤层协调同采技术研究

为了确定隆德煤矿浅埋深1-1煤与2-2煤协调开采合理安全间距,采用CT探测技术及钻孔应力监测系统两种测试方法开展了上下煤层同采应力实测研究。研究得出：CT探测确定了2-2煤层大采高工作面超前采动应力范围最大为59.5m,1-1煤工作面顶板在采空区后方47.5m开始垮落,并影响下方2-2煤工作面应力分布|钻孔应力计实测确定了2-2煤层工作面超前应力影响距离最大50.7m,应力峰值超前于工作面6m,应力集中系数1.23,而2-2煤层工作面不受间隔煤柱宽度20m的相邻工作面以及间隔顶板岩层厚度54m的上覆1-1煤回采影响|采用了3种方法综合确定了隆德煤矿上下煤层协调同采合理滞后距离为138.4m。数值模拟研究表明,安全间距50m以内拉应力贯穿整个层间距,从而验证了隆德煤矿上下煤层协调开采安全间距138.4m的安全性。     

鄂尔多斯侏罗纪煤田巨厚顶板砂岩含水层区域治理技术研究

文章以母杜柴登煤矿302盘区侏罗纪3-1煤层开采为背景,在充分分析矿井地质及水文地质条件的基础上,结合长距离定向钻孔技术在我国煤矿瓦斯治理、矿井水防治等方面的应用情况,提出了以工作面外巷钻孔导流、邻面钻孔截流、双侧采空区截流和长距离定向钻孔追踪探放水为核心的巨厚顶板砂岩含水层区域治理技术。应用结果表明：该技术经济、可行,在工作面巷道掘进期间,对巷道掘进施工影响较小|可实现采煤工作面顶板水“分区防控、煤水分离、清浊分流、区域治理”|较好地解决了富水顶板砂岩含水层的水害隐患,在顶板放水孔单孔涌水量超过200m3/h、工作面涌水量超过600m3/h的条件下,实现了厚煤层一次采全高工作面的安全生产和平均超过12000t/d的回采效率。