特厚煤层大采高综放工作面煤壁片帮机理及控制

针对不连沟煤矿F6202大采高综放工作面煤壁片帮严重的问题,通过现场调研观测,根据煤壁片帮位置,总结并分析了回采过程中煤壁片帮的基本特征。进一步分析了顶板结构、液压支架工作阻力及工作面推进速度对煤壁片帮程度的影响。研究表明:顶板形成的"下位组合悬臂梁-上位砌体梁"结构中组合悬臂梁失稳断裂引起煤壁上方"反弹区"向煤壁冲击,以及支架工作阻力偏小、工作面推进速度过快引发组合悬臂梁结构强度伪增强而积聚更多应变能瞬间释放是导致大采高综放条件下煤壁片帮的重要因素,增大液压支架工作阻力能够降低煤壁片帮程度。提出了"煤层注水、适当减缓工作面推进速度、提高液压支架工作阻力"的片帮综合治理方案;工程实践表明,治理后煤壁片帮频次和日片帮深度均值较之前大幅减小,取得良好片帮治理效果。     

大采高倾斜长壁采场矿压规律研究

通过对淮南张集煤矿俯斜和仰斜工作面矿压实测,分析大采高倾斜长壁工作面顶板的初压和周压步距、来压动载情况、支架阻力分布、煤壁片帮等规律,并提出了相应的顶板控制和防止煤壁片帮的措施,对类似条件的采面的高效安全生产具有指导意义。     

8605工作面坚硬砂岩顶板深孔预裂爆破卸压技术研究

煤峪口矿8605回采工作面顶板为厚硬砂岩顶板,采面推过后不能及时垮落,在悬露顶板作用下工作面矿压显现强烈、支架工作阻力增高、煤壁片帮破坏。针对以上难题,提出深孔预裂爆破技术对顶板进行卸压,设计了深孔预裂爆破参数。应用效果表明:采取深孔预裂爆破措施后,随着工作面推进不再出现顶板悬露现象,工作面来压平稳,支架工作阻力在可控范围内。     

大采高倾斜长壁采场矿压规律研究

通过对淮南张集煤矿俯斜和仰斜工作面矿压实测，分析大采高倾斜长壁工作面顶板的初压和周压步距、来压动载情况、支架阻力分布、煤壁片帮等规律，并提出了相应的顶板控制和防止煤壁片帮的措施，对类似条件的采面的高效安全生产具有指导意义。     

大采高综采工作面煤壁片帮机理及控制技术

为控制大采高综采工作面煤壁片帮,通过理论分析、数值模拟、现场实测等研究方法,研究了大采高综采工作面煤壁片帮机理,在此研究基础上,根据淮南张集矿1215(3)大采高综采工作面具体条件,提出了俯斜开采、采用高阻力结构合理的液压支架、加快工作面推进速度、加固煤壁和及时带压移架等控制煤壁片帮技术,应用实践表明,控制煤壁片帮效果良好.     

大采高大倾角工作面煤壁片帮机理分析

为研究大倾角大采高工作面煤壁片帮机理,控制煤壁片帮。建立大采高大倾角条件下的煤壁片帮模型,利用压杆失稳理论解释煤壁片帮现象。通过理论计算得出了大采高大倾角工作面煤壁片帮临界力以及片帮最易发生的位置,分析了倾角、采高与片帮临界力和片帮位置的关系。结果表明：煤壁片帮临界力与采高和煤体自身刚度有关,与煤层倾角无关。采高越大,煤壁片帮临界力越小,煤壁抗弯刚度越大,煤壁片帮的临界力越大。煤壁片帮发生的位置受煤壁自身刚度、顶板压力、煤层倾角、采高的影响,但主要由采高决定,煤壁最易片帮位置距离顶板约0.398倍采高处。此外,现场观测了攀枝花煤矿11073大采高大倾角工作面的煤壁片帮现象,现场观测与理论分析结果一致。现场采用提高支架工作阻力等措施,有效地控制了煤壁片帮现象。     

W4301大采高工作面过断层围岩破坏控制及研究

为研究大采高综采工作面过断层方案及围岩控制技术效果,以W4301工作面为工程背景,通过FLAC软件建立W4301工作面连续推进的模型研究断层对工作面回采过程中阻力的影响,发现工作面推进至断层破碎带附近时煤壁前方进入应力集中的区域为较正常情况下扩大了一倍;断层处液压支架的工作阻力升高;工作面顶板受断层影响极大。矿方通过断层期间应对煤壁进行超前注浆加固,防止煤壁出现片帮;控制大采高工作面采高,降低推进速度,选用合适液压支架阻力最后高安全高效过断层。     

大采高工作面煤壁片帮观测及其控制措施

为了深入研究大采高工作面煤壁片帮的发生机制并做好控制管理工作,利用激光测距方法对霍尔辛赫煤矿3207工作面煤壁片帮情况进行现场观察,统计了煤壁片帮深度、高度及片帮范围等数据,分析了3207工作面发生片帮的主要原因,并提出相应的煤壁片帮控制措施。研究结果表明:霍尔辛赫煤矿3207工作面煤壁片帮的主要形式为剪切滑移,工作面周期来压对煤壁稳定性影响较大;地质构造、顶底板性质、采煤高度、工作面推进速度等是煤壁发生片帮的主要影响因素。提出采用俯斜开采、加固工作面煤壁、加快工作面推进速度等控制措施,确保3207大采高工作面的安全高效开采。     

大角度厚煤层仰采工作面煤壁稳定性研究

针对大角度厚煤层仰采工作面煤壁易于片帮的问题,以淮北矿区袁店煤矿1032工作面为工程背景,采用理论分析的方法,建立了煤壁滑动力学模型,分析了大角度厚煤层仰采工作面的煤壁片帮机制,并通过数值模拟得到煤壁水平位移场及最大破坏深度。研究结果表明:煤壁片帮深度与仰采角度和采高呈正相关,且当仰采角大于15°时,片帮加剧,采高大于3.5m时,煤壁破坏深度急剧增大;但在仰采角以及采高一定的条件下,随着工作面推进速度加快,煤壁破坏深度减小。在1032工作面采取增加液压支架实际初撑力和工作阻力,提高护帮板的使用率,降低采高,加快工作面推进速度等技术措施,煤壁稳定性得到了有效控制。     

复杂构造急斜综采面矿压显现影响因素分析

为了解绿水洞煤矿复杂地质构造综采面矿压显现影响因素,分析了地质构造、推进速度、支架支护阻力及片帮等对顶板控制的影响因素,得出了复杂地质构造综采面在开采过程中的顶板来压显现规律,为复杂地质构造下综采技术的成功应用提供了科学依据。     

神东矿区大采高综采面片帮机理及对策分析

为有效控制神东矿区大采高综采面煤壁片帮,结合神东矿区大采高综采面具体条件,通过理论分析和现场实测,分析了该矿区大采高综采面煤壁片帮机理及片帮影响因素。提出了注水软化煤层、来压快速推进、过断层固化破碎顶板、加强技术管理、保证端面距最小化和过上覆近距离煤层遗留煤柱矿压预测预报工作到位等防治煤壁片帮技术。现场实践表明,综合应用上述防治措施控制煤壁片帮效果良好。     

厚硬顶板下大倾角软煤开采灾变机制与防控技术

针对潘四东煤矿11513大倾角工作面煤壁片帮、支架滑移倾倒和顶板大面积来压问题,通过理论分析、数值模拟和现场实测的研究方法对厚硬顶板下大倾角软煤开采的灾变机制和防控技术开展研究。研究结果表明:在厚硬顶板下大倾角软煤开采初期,围岩塑性破坏主要集中在煤壁和底板岩层;邻近工作面区域煤岩体位移表现出煤壁挤出位移量>底板鼓起位移量>顶板下沉位移量的特征;由于厚硬顶板的存在,随工作面推进距离的增大,煤壁挤出位移量逐渐增大,煤壁片帮失稳的概率倍增。根据厚硬顶板下大倾角软煤开采围岩位移和变形破坏特征,结合现场观测提出厚硬顶板下大倾角软煤开采2种灾害模式,一是以“片帮-冒顶”为主导,诱发“支架-围岩”系统发生大范围失稳的动态互馈的时发性灾害,二是厚硬砂岩破断诱发冲击动力显现的瞬发性灾害。基于厚硬顶板下大倾角软煤开采灾变机制,采用厚硬顶板深孔预裂爆破初次放顶技术,控制厚硬顶板运动;采取煤壁注浆加固、支架防倒防滑以及“铺金属网+工字钢”辅助液压支架管理破碎直接顶等措施,防治煤壁片帮和破碎顶板漏冒,保证“支架-围岩”系统的稳态工作。通过对支架工作阻力和煤壁片帮统计分析发现,11513工作面采取系列防治措施后,煤壁得到有效控制,初次来压时,支架工作阻力较为富裕,安全阀开启较少且支架无明显倾倒滑移现象,实现了厚硬顶板下大倾角软煤的安全高效开采。     

浅埋煤层大采高工作面支架合理初撑力确定

针对浅埋大采高工作面煤壁片帮控制问题,以陕北某矿大采高工作面为背景,采用理论分析、数值计算和物理模拟相结合的方法,研究了支架初撑力对煤壁稳定性的影响规律。基于"支架-煤壁-顶板"采场结构力学模型,发现支架初撑力的提高,能快速提升支架工作阻力,有效减小煤壁受力,减轻煤壁片帮程度及发生的概率。数值模拟表明:随着初撑力的增加,煤壁塑性区范围减小,煤壁水平位移和顶板下沉量减小,煤壁片帮减轻。考虑大采高工作面等效直接顶静载作用和高位台阶岩梁结构的稳定性,按照控制等效直接顶和保持与额定工作阻力的合理比例关系,给出了基于片帮控制的合理支架初撑力确定方法。     

大采高综采工作面煤壁片帮机理及防治技术研究

通过现场实测分析总结了片帮的主要特征,经过分析,得出了影响工作面煤壁片帮的2个主要因素是采高和支架工作阻力,并且模拟了在工作面采高和支架工作阻力下煤壁的片帮情况。最终,提出了防治工作面煤壁片帮的2种措施:高分子化学材料加固和补打木锚杆加固。     

深部开采复合顶板工作面过断层技术研究

为确保8605综采工作面过断层安全,针对深部开采时复合顶板工作面过断层期间面临顶板控制困难、煤壁稳定性差等问题,提出以挑顶卧底、调整采高为核心的工作面过断层技术,并通过增加支架工作阻力、煤壁注浆以及调整采高等方式提升顶板、煤壁稳定性。在工作面过断层期间,基本杜绝了大范围冒顶、片帮问题,同时工作面保持4刀/天推进速度,实现了工作面安全、快速过断层目的,并提升了工作面煤炭回收率。     

赵庄矿软煤层大采高煤壁片帮主要影响因素研究

针对赵庄矿复杂地质条件下软煤层大采高工作面煤壁片帮严重的问题,通过对比3个盘区不同工作面煤壁片帮情况,对片帮机理和影响煤壁片帮的主要因素进行综合分析。找到工作面煤壁片帮的主要自然因素为3#煤层松软,节理裂隙发育,加之地质构造复杂,受岩层产状影响工作面倾斜仰采区域较多。支架初撑力、采高和工作面推进速度是影响工作面煤壁片帮的主要生产技术因素。对上述原因,提出了相关改进措施,确保了煤矿安全生产。     

近距离采空区下大倾角“三软”厚煤层综采片帮机理与控制

针对大倾角"三软"厚煤层大采高综采工作面煤壁片帮控制难的特点,根据潘北矿12124工作面地质及回采初期矿压显现特征,采用实验分析、理论计算、FLAC3D数值模拟试验等综合方法,系统分析了12125工作面开采后及12124工作面回采期间采动应力演化特征。基于煤壁片帮破坏形式及塑性区范围计算分析,指出煤体性质、多次采动应力叠加、支架性能是影响煤壁片帮的主要因素,揭示了近距离采空区下大采高综采工作面煤壁片帮机理。提出并实施了提高液压支架工作阻力、煤壁注水、铺双层网等煤壁片帮控制的技术措施,取得了良好效果,保障了工作面安全高效生产,为类似条件工作面设计、煤壁片帮控制及支架设计提供了参考。     

坚硬顶板工作面矿压显现规律实测研究

该文通过矿压实测,掌握了15301坚硬顶板工作面来压步距、来压强度、动载系数等采场矿压变化规律。对回采过程中支架载荷进行分析,可得工作面载荷分布呈现两端小、中间大的近似正态分布,工作阻力主要分布在2500~7000kN,约占统计循环数的72.5%,支架适应性较好。回采过程中,尤其是来压期间,煤壁片帮现象较明显,针对该问题给出了合理的防煤壁片帮措施。     

松软顶板大采高工作面矿压显现规律及支架适应性研究

松软顶板大采高工作面因其采高加大煤壁易片帮,松软顶板更会增大冒顶几率,若支护不当,将会严重影响工作面的安全回采,针对此问题,通过实验室岩石力学实验,初步确定各岩层岩石力学参数,明确顶板类型;通过FLAC3D数值模拟,得到了松软顶板大采高工作面回采过程中超前支承压力分布特征;在获得以上研究结果的基础上,结合矿压理论建立顶板控制力学模型,分析松软顶板下支架工作阻力;最后对工作面支架的适应性进行监测,实测来压期间支架平均工作阻力与计算结果基本吻合,实践表明研究结果可以在类似条件下推广应用。     

工作面煤壁片帮原因的分析研究

结合回坡底煤矿10号煤106工作面煤壁片帮情况,通过对106工作面矿压观测数据、煤壁片帮程度及地质资料的分析研究,最终确定10-106工作面一直片帮的主要原因是工作面按仰采方式推进,而工作面顶板来压、煤层本身存在的一些地质构造及长时间的停采只是片帮现象加剧的原因,对以后回采工作面现场支护及片帮防治技术具有一定的借鉴作用。