综放工作面厚硬顶板破断特征与支架工作阻力确定

针对综放工作面厚硬顶板初次来压步距难以确定的问题,以东周窑煤矿8301工作面为工程背景,建立厚硬基本顶的固支梁模型,运用能量法求得分布于基本顶中的水平应力,进而得到基本顶初次来压步距解析式,采用数值模拟对顶板破断特征和工作面支架工作阻力进行分析,并对不同推进距离下工作面不同位置支架工作阻力进行了现场监测。研究结果表明:相比一般综放工作面,坚硬顶板条件下工作面初次来压步距和支架工作阻力明显增加,顶板破断后对工作面形成冲击较大,矿压显现剧烈;8301工作面初次来压步距为58 m,周期来压步距为15~20 m,动载系数为1.5~1.8;基于能量法求得支架额定工作阻力为13 000 kN,而来压期间支架工作阻力为11 000 kN,是额定工作面阻力的84.6%,能够满足厚硬顶板条件下煤矿安全高效开采的要求。     

浅埋煤层综放工作面支架合理支护强度确定及其应用

为了研究浅埋煤层综放工作面支架的合理支护强度并分析其矿压特征,以神东某矿12301工作面为例,确定了工作面顶板的类别,通过理论计算按工作面最大采高、支架承受载荷以及动载荷对所选用的型号为ZY11000/25/50的支撑掩护式支架的支护强度进行了分析,并根据支架工作阻力监测数据对支架的应用效果和工作面的顶板活动规律进行了研究。结果表明:工作面所选用的支撑掩护式支架的初撑力统计合格率为62.8%,支架初撑力整体利用率较高,该型号支架能够完全适合支撑顶板。根据支架工作阻力监测数据得到,直接顶初次垮落步距平均12.78 m;基本顶初次来压步距平均66.88 m;整个工作面基本顶周期来压步距最大为67.1 m,最小为11.8 m,周期来压步距平均32.5 m,来压强度缓和;其中,基本顶显著来压期间,来压强度平均为30.0 MPa。确定该支架能够适应该类工作面的顶板活动规律。     

近距离煤层下组煤综采工作面矿压显现规律研究

以山西某矿近距离煤层开采条件为基础,采用现场实测的方法对下煤层工作面矿压显现规律进行了研究。结果表明:当顶板存在采空区情况时,工作面初次来压步距为19 m,周期来压步距平均为11.1 m;当顶板无采空区情况时,工作面初次来压步距为21.5 m,周期来压步距平均为13.8 m。两种条件下工作面初撑力均比较低,支架工作阻力未超过最大支撑能力,支架适应性较好。工作面巷道围岩变形量呈现相同的变化趋势,但上方无采空区的19101工作面巷道围岩最大变形量小于有采空区的29205工作面巷道,且巷道围岩变形量均处于较小范围内,可满足工作面正常生产需求。     

近距离煤层采空区下工作面矿压特征分析

为掌握辛置煤矿近距离煤层采空区下10409工作面回采期间矿压特征,通过物理相似模拟与矿压实测分析相结合的手段,对工作面覆岩的运动规律、顶板来压情况及支架的适应性进行了分析。结果表明:相似模拟得出10409工作面回采完毕后的顶板离层长度为50 m,离层高度达到55 m,相似模拟得出的工作面来压情况基本与实测一致,初次来压步距为21.4 m,周期来压步距为10.4 m,支架适应性良好。     

22203工作面矿压监测与结果分析

针对韩家洼煤矿22号煤22203工作面坚硬顶板矿压显现异常等问题,本文采用现场实测方法,对22203工作面回采过程中的矿压进行了监测,分析结果可知:老顶初次来压步距平均70 m,周期来压步距均34 m;工作面的支架初撑力较高,工作面支护质量管理较好,支架循环末阻力力较大,支架利用率较高,属于来压较明显的综放工作面.     

坚硬顶板工作面初次来压监测与防治

采用关键层理论对坚硬顶板工作面初次来压步距进行了理论分析,提出了矿压防治措施,并通过液压支架在线监测进行及时监测预报。研究表明,预测8939工作面初次来压步距为62 m~93 m,液压支架应力监测达到32.9 MPa时有来压迹象,应力达到41.8 MPa时工作面初次来压,实际来压步距约107m,与理论值较为相近。为减缓矿压显现强度,提出了爆破放顶和钻孔卸压措施,使8939工作面矿压显现得到有效的缓解,保证了工作面的安全回采。     

坚硬顶板工作面强制放顶技术试验

义棠煤矿下组煤9#煤层为石灰岩顶板,顶板坚硬,不易跨落,回采工作面周期来压步距较长,来压时容易压死支架,易发生安全事故。通过在090102工作面采取工作面两巷超前深孔松动爆破来弱化顶板,减小顶板破断步距,从而弱化顶板对支架的压力和顶板对侧向煤柱的压力,保证工作面的安全回采及巷道围岩的稳定性。090102工作面为义棠煤矿的强制放顶试验性工作面,现场试验中通过力学理论计算法来确定强制放顶步距,从而确定松动爆破参数和爆破工艺,并制定安全措施。     

榆树湾煤矿20119工作面大采高矿压显现规律研究

针对特厚煤层大采高工作面支架的选型和顶板的管理问题,以榆树湾煤矿20119工作面为例,通过对工作面来压步距、支架工作阻力及支架载荷分布的观测,分析矿压显现特征和顶板来压规律。结果表明:工作面可分为上、中、下3个分区,周期来压步距10.2~25.2 m。工作面平均工作阻力29 MPa,来压时的强度39 MPa,应加强矿压观测,及时做出支护调整。     

特厚煤层综采工作面矿压显现规律研究

为了研究特厚煤层综采工作面矿压显现规律,以小庄煤矿40201工作面为背景,采用数值模拟研究了开采工作面顶板破坏特征。通过现场监测分析了工作面沿倾向和走向液压支架工作阻力,同时与经验公式计算结果进行对比确定了支架工作阻力。结果表明：40201工作面初次来压步距在33.6～46m之间波动,周期来压步距平均21.0m,采动影响系数平均1.42|基于经验公式确定的工作面顶板荷载为0.94MPa,小于支架工作支护强度1.28MPa|40201工作面选用的ZF13000/21/40支架满足生产需求。     

弱粘结厚煤层综放开采及矿压显现特征研究

针对淮矿西部公司唐家会煤矿6#煤的F61103工作面工程地质及技术条件,对弱粘结复合顶板巨厚煤层综放面合理的放煤工艺和放煤步距、放顶煤开采工艺参数、弱粘结复合顶板矿压宏观显现特征及矿压控制技术措施等开展研究。分析了采放比、放煤步距、放煤方式、顶板岩性对控制顶煤损失的影响,得出了工作面在初采初放期间初次来压步距及周期来压步距,得到并分析了工作面液压支架受力分布图,直观地说明了支架受力与工作面顶板来压之间的相互关系。提出了提高支架初撑力、调整放煤工序、加强矿压监测、均衡放煤部位等矿压控制技术措施,为类似条件煤层安全开采提供借鉴。     

450m超长工作面矿压显现与地表移动变形规律研究

基于国内首个年产千万吨450m超长智能化开采工作面，采用实测手段全面分析了其矿压显现和地表移动变形规律，结果表明：450m超长工作面初次来压步距平均为77.1m，周期来压步距主要分布在5～15m，平均为11.4m|超长工作面周期来压步距小、来压频繁、持续时间短，且工作面沿倾向不同步来压|来压期间，支架工作阻力在工作面中部两侧形成两个高阻力区，沿倾向方向呈现“马鞍”形的双峰状分布特征|450m超长工作面支架工作阻力主要分布在8000～14000kN中等阻力区间，呈现正态分布特征，支架适应性良好。在超长工作面强采动影响下，地表沉降具有影响范围大、下沉速度快等特点，工作面临空侧地表移动范围和沉降幅度均显著大于实体煤侧，地表呈现不对称沉降现象。研究成果可为我国同类超长工作面的顶板管理和开采设计提供借鉴。     

大采高仰斜综采工作面矿压显现规律研究

针对某矿701仰斜大采高工作面在高强度采动影响下引起的围岩控制难题,采用数值模拟、现场观测相结合的方法对其采场矿压显现规律进行了分析。结果表明,701工作面初次来压步距约为30 m,周期来压步距约为10 m;倾斜方向工作面两端先于工作面中部发生来压现象。通过工作面煤壁前方支承压力曲线分布可知,最大应力集中系数随工作面推进距离增加而增大。根据现场实测发现,工作面中部支架的工作阻力远高于工作面两端头,初次来压时,作用于工作面中部支架的最大载荷为40 MPa,周期来压期间为30 MPa左右。在两巷中实测顶底板及两帮移近量发现,采煤面推进至距离观测站10 m时,两帮最大移近量为416 mm,顶底板移近量为408 mm。     

浅埋厚硬顶板特厚煤层综放工作面矿压显现规律及控制技术研究

针对榆神矿区曹家滩煤矿浅埋厚硬顶板特厚煤层综放工作面矿压显现强烈、强动载来压现象频发的问题,对工作面强矿压显现规律进行了研究总结。研究得出：工作面周期来压步距平均18.4m,来压持续距离平均11.5m,动载系数平均1.45,来压主要影响35#—125#支架,具有来压动载强、来压持续时间长、来压区域性明显、周期性出现强矿压等特点,工作面平均每间隔135m出现一次大周期来压,大周期来压时一般出现连续性强来压,并伴随支架安全阀大范围长时间开启(安全阀开启比例50%以上)、支架活柱持续性快速下缩(支架最大下缩量超过2.0m)等现象。为减小坚硬顶板带来的强矿压威胁,采用井下定向水平长钻孔区域压裂技术对工作面坚硬顶板进行超前预裂。压裂后,工作面矿压显现强度明显减弱,未再发生顶板快速下沉的强矿压现象,顶板来压更加可控,支架工况得到明显改善,取得了良好的应用效果,对榆神矿区浅埋厚硬顶板工作面强矿压治理具有借鉴意义。     

神东矿区8.8m超大采高工作面矿压综合监测与分析

为保障神东矿区8.8m超大采高工作面安全生产，建立了上湾煤矿矿压与微震综合监测预警平台，并基于大数据分析手段，对8.8m超大采高工作面矿压显现及顶板活动规律、支架工况等进行了分析。研究表明：8.8m超大采高工作面周期来压显著且矿压显现强烈，所采用26000kN支架具有较好的适应性|周期来压期间支架下缩量平均为73mm，支架下缩明显|固定围岩条件下支架下缩量与支架增阻量保持良好的线性增长关系，而不同围岩条件下支架下缩量与支架增阻量的对应关系则具有较大的离散性，支架系统刚度受围岩条件的影响较大|8.8m超大采高工作面微震事件能量水平整体较低，但频次较高，且微震能量释放超前工作面矿压显现的时空对应关系为利用微震监测结果开展超大采高工作面顶板大面积来压预测预报提供了可能。     

超长大采高综采工作面末采回撤调压关键技术研究

针对超长大采高综采工作面末采阶段的矿压调控问题,采用理论分析、数值模拟和现场试验的方法,通过研究小保当煤矿112201工作面末采贯通阶段的围岩应力分布规律以及矿压显现特征,确定相应的矿压调节技术方案,有效调控末采阶段工作面的周期来压步距,维护了顶板岩层稳定性,实现了工作面柔性塑料网(宽15m×长360m)的顺利铺设。研究表明：工作面末采期间回撤通道的围岩应力将由回采帮向煤柱帮转移,加强回撤通道围岩支护强度,可保证回撤通道稳定性|通过调整工作面回采速度,改变周期来压位置和减小来压持续长度,可实现工作面的顺利挂网与贯通,对类似工作面设备的顺利回撤具有借鉴意义。     

16 m层间距下部综放工作面矿压显现规律实测分析

基于增子坊煤矿16 m层间距煤层群开采现状,以8109综放工作面为研究对象,分析受到上覆5号煤层综放开采影响的下位综放工作面矿压显现规律。分析结果显示:增子坊煤矿16 m近距离煤层开采,下位煤层8109放顶煤工作面基本顶最小周期来压步距5.3 m,最大17.9 m,平均13.9 m;基本顶最大来压动载系数2.38,最小1.12,平均动载系数1.48;各支架工作阻力压力值大致呈正态分布,大多处于4 000~7000 kN;工作面中部初撑力显然大于上下两端初撑力,放顶煤工作面初撑力平均值为2 629 kN,占额定初撑力的45％;各支架前后柱受力比较均匀,差别较小,前柱受力平均20.63 MPa,后柱平均19.21 MPa,液压支架总体性较好适应。     

复杂条件综放工作面矿压显现特征

根据乌兰煤矿3^#煤层5343综放工作面的复杂开采条件，采用现场矿压观测和数值模拟方法，对该工作面的矿山压力显现特征进行研究．结果表明，工作面顶板初次来压步距24．2m，周期来压步距9．41m，来压期间支架最大平均载荷2775．5kN／架，支架的侧向挤压力较大，工作面片帮冒顶严重，工作面顶板管理难度大．由于受顶板稳定性较高和煤层倾角较大的影响，与一般的松软煤层综放工作面相比，该工作面的矿山压力显现相对比较剧烈，顶板来压强度较大，工作面存在明显的周期来压现象．     

急倾斜中厚煤层长壁综采工作面覆岩运移规律

急倾斜煤层综采工作面"支架-围岩"系统动态稳定性控制难度大,而顶板的行为状态会直接影响该系统稳定性,从而制约该类煤层高效机械化生产,故研究急倾斜中厚煤层长壁综采工作面覆岩运移规律十分必要.综合采用相似材料试验法、理论分析法,研究分析工作面覆岩破坏及矿压分布、演化规律.研究结果表明,急倾斜中厚煤层综采工作面上、下端头顶板...