采深对采空区下坚硬顶板运动规律影响特征分析

为了能够更进一步的确定采深对采空区下工作面的影响,尽可能的避免上、下采空区的贯通,采用了数值模拟的方法研究上覆岩层的离层空间、动压显现特征以及"三带"裂隙高度。结果表明:随着下煤层工作面采深不断增加,在工作面上方顶板岩层中的拉伸破坏单元逐渐的增多,采深的增大加剧了采空区下坚硬顶板的垮落和断裂,同样减小了顶板的断裂步距。随着采深的不断加大,初次来压期间的位移下沉值不断扩大,尤其是向上扩展的高度不断地增大,说明了下煤层工作面采深的增大促进了"上三带"的发展。     

大倾角煤层开采覆岩运移规律数值模拟研究

通过对大倾角煤层顶板的破断情况进行力学分析,建立UDEC二维模型,分析不同煤层倾角条件下上覆岩层的运移规律。结果表明:大倾角工作面上部区域顶板比下部更易断裂,且倾角越大现象越明显。受直接顶矸石滑落影响,工作面下部区域基本顶有矸石支撑,采空区上部区域易形成空顶,促进了采空区上端头基本顶的断裂垮落。上覆岩层下沉量随岩层倾角增大而逐渐减小,在煤层倾角大于40°后发生突变,上覆岩层下沉曲线由"V"形变为"U"形,采空区中部区域上覆岩层下沉量迅速减小。     

“两硬”条件下极近距离煤层开采技术

运用弹塑性理论和滑移线场理论,推导出极近距煤层间距计算判据公式。确定了极近距下部煤层顶板的分类与工作面载荷计算方法,提出了"两硬"条件下极近距煤层工作面顶板的分类指标,分为夹石假顶、碎裂顶板和块裂顶板3类。根据矿区两硬极近距离条件下上部煤层顶板岩层垮落特点,将工作面采空区顶板垮落分为充分垮落顶板和非充分垮落顶板2类,并分别推导出其载荷强度,为确定下部煤层开采时上覆载荷提供计算方法。     

近距离煤层采空区下工作面顶板压力的控制

为了求出近距离煤层采空区下的工作面顶板压力,本文以西铭矿43108工作面实际条件为工程背景,利用分析研究,得到以下结论:根据煤层赋存条件和层间距大小,可将采空区下工作面顶板分为三类,对于43108工作面,其顶板属于次生顶板结构,其顶板压力除直接顶和基本顶所施加的载荷外,还受到采空区内矸石所施加的附加载荷,附加载荷大小约为上部煤层直接顶岩层的容重。     

采空区边缘煤层顶板的断裂与垮落探查

在上阶段采空区内的综放面上风巷中,论文采用巷探和钻探的方法,对采空区边缘附近煤层顶板的断裂、垮落与沉降形态进行探查,获得了在具体的地质、采矿条件下煤层回采后采空区边缘附近煤层顶板断裂、垮落的实际资料,包括顶板岩层的断裂线位置、断裂高度、断裂角以及沿煤层倾斜方向顶板岩层的垮落形态等数据.     

采空区下近距离煤层综采工作面支架载荷分析

基于采空区下近距离煤层采高和顶板岩层结构,按照支架的力源将采空区下近距离煤层开采时顶板分为"直接顶岩层+垮落带岩层"、"直接顶岩层+垮落带岩层+裂隙带岩层"、"直接顶岩层+基本顶岩层+垮落带岩层"、"直接顶岩层+基本顶岩层+垮落带岩层+裂隙带岩层"4种类型。针对不同类型顶板结构,运用相应的力学模型分析其支架-围岩关系,计算采空区下近距离煤层工作面载荷,确定支架的工作阻力,给出定量的计算公式。     

水体下急倾斜煤层开采覆岩破断规律

为了给水体下急倾斜煤层开采防水煤柱的留设提供依据,采用数值计算和相似模拟的方法,考虑顶板水与岩层的耦合作用,对水体下急倾斜煤层开采的覆岩破断和导水裂隙的演化规律进行了研究,结果表明急倾斜煤层顶板的垮落沿工作面方向呈不对称分布,直接顶垮落后向下移动,工作面的上端形成冒落空洞;顶板在采空区上下边界煤柱侧断裂形成的断裂线随着垮落层位的增高而向上山方向移动;在顶板垮落初期,主要是沿煤层法线方向的移动,垮落后期顶板向下抽冒特征明显;导水裂隙的产生在竖直方向上的发育高度大于垂直岩层方向,同时沿煤层产生一定深度的裂隙漏斗。研究结论为水体下急倾斜煤层开采时防水煤岩柱的留设提供借鉴。     

柳林煤矿采空区下煤层回采巷道支护参数优化分析

柳林煤矿5#煤层与上部4#煤层间距很小,顶板平均厚度3.69 m,且顶板起伏变化大,强度低,易破碎,给巷道支护造成困难, 5#煤层工作面开采过程回采巷道支护参数与一般常规工作面回采巷道不同,需进行针对性的分析。基于此,通过数值模拟计算,分析了5#煤层回采巷道上覆岩层为煤柱及采空区条件下,不同顶板锚杆长度、不同两帮锚杆长度、不同锚杆间距及不同锚杆排距下的巷道围岩变形规律。根据数值模拟结果,考虑回采巷道的实际情况,以形成巷道的整体支护结构为基础,确定了5#煤层回采巷道合理的锚杆支护参数。     

采深对采空区下坚硬顶板运动规律影响特征分析

通过使用数值模拟软件、现场观察、试验探索等方法分析了"三带"裂隙高度、上覆岩层动压的变化及离层空间特征。根据数据结果:随着煤层开采深度的不断加深,深层开采促使采空区顶板出现断裂和垮落,顶板的断裂步距相应减小,初次来压期间的位移下沉量不断增加,特别是向上扩展的高度增加尤为明显。     

极近距离中厚煤层下行开采可行性研究

应用采场破坏深度理论和悬臂梁理论,对泰山隆安煤业极近距离中厚煤层底板破坏深度情况进行试验,计算出煤层安全开采时所需最小层间距为2.54m。通过FLAC3D数值模拟软件,对不同层间距下11_下煤层顶板稳定性进行数值模拟,得出煤层间距小于2.6m时,层间岩层在工作面开采过程中将被拉伸破断,下煤层顶板稳定性较差,容易发生冒顶事故。煤层间距大于2.6m时,层间岩层在工作面开采过程中主要受到剪切破坏,顶板拉伸破断位置滞后于工作面。从数值模拟角度验证了前面理论分析的结果,煤层间距大于2.54m时,不采取任何技术措施,即可确保11_下煤层的安全开采,为工作面综采提供了指导。