坚硬顶板切顶沿空留巷顶板运移规律及切缝参数分析

为了合理确定切顶留巷切缝参数，以唐山沟煤矿坚硬顶板条件下切顶沿空留巷为工程背景，运用理论分析并结合现场实测结果，得到了切顶沿空留巷覆岩运移规律和顶板断裂结构特征，发现岩体间水平推力和剪切面摩擦力是阻碍顶板被顺利“切落”因素，通过分析岩梁力学结构和几何关系，得到了留巷顶板合理切缝参数，并进行了井下验证。研究结果表明：坚硬顶板条件下，切顶留巷顶板垮落后，将相互铰接约束，形成砌体梁平衡结构|切顶留巷顶板在被“切落”时，将由于岩体相互铰接导致的水平推力，存在一个阻碍顶板被切断的摩擦阻力|根据对切顶留巷顶板受力及几何关系分析，得到了合理顶板切缝角度与其他参数关系式，切缝角度与顶板岩层重度、采高正相关，与岩体抗拉强度、岩石碎胀系数成负相关。井下试验表明，采用推导计算式所得切顶参数可以使留巷采空区侧顶板较好被“切落”，留巷顶板压力及顶板移近量均在可控范围内，满足安全生产需要。     

浅埋复合顶板沿空留巷矿压显现规律数值模拟研究

为研究浅埋复合顶板沿空留巷矿压显现特征,以哈拉沟煤矿12201综采面沿空巷道为研究对象,基于FLAC3D有限元数值模拟软件,分别模拟了顶板切缝对沿空巷道矿压显现规律的影响以及随工作面推进沿空巷道围岩体的变形特征。研究表明,对巷道顶板进行切缝,能够有效阻断采空区积聚应力向巷道传递的进程,减小煤体内部应力集中现象,随着回采工作面的推进,应力集中区域逐渐向煤体深处转移,在工作面后方0~30m范围内,沿空巷道垂直应力与垂直位移的峰值随距工作面距离增加逐渐增大,且增幅较快,工作面后方30~45m范围内,沿空巷道垂直应力峰值与垂直位移变化量增幅开始减小,并呈现出逐渐稳定的趋势。     

浅埋深薄基岩工作面矿压显现规律研究

为了研究浅埋深薄基岩煤层工作面上覆岩层的运动规律及工作面矿压显现规律,运用UDEC数值模拟软件对神华李家壕煤矿的上覆岩层的运移规律进行了模拟分析,并进行了现场实测。结果表明,模拟所得的初次来压步距为40m,实测值为36.4m;模拟周期来压步距为20m,与现场实测的周期来压平均为20.5m步距基本一致;关键层来压时表现为动载现象明显,整个上覆岩层全厚度切落,地表出现急剧下沉,工作面覆岩将不存在"三带",基本上为垮落带和裂隙带"两带"。     

凉水井煤矿浅埋薄煤层坚硬顶板沿空留巷关键技术实践

以凉水井煤矿431301工作面沿空留巷为工程背景,分析了凉水井煤矿浅埋薄煤层坚硬顶板沿空留巷可行性,提出了凉水井煤矿浅埋薄煤层坚硬顶板沿空留巷关键技术:采空区侧向端部坚硬顶板结构承载技术,高水材料快速构筑沿空留巷巷旁支护技术和锚网索联合单体液压支柱或门式支架形成沿空留巷巷内支护技术。矿压监测结果表明:431301工作面胶运巷沿空留巷围岩变形小,达到了预期效果。研究成果可为类似生产地质条件下的沿空留巷无煤柱开采提供技术参考。     

浅埋煤层末采期间矿压规律及顶板管理技术

对万利一矿42202大采高综采工作面末采期间进行了矿压实测与分析。结果表明:末采期间虽然降低了采高,但由于工作面推进速度较慢,给上覆岩层留下了足够的运动时间,与正常回采期间相比,来压强度和持续距离都增加了。采用强力垛式支架有效维护了回撤通道的顶板,但正帮变形严重。基于末采期间矿压规律制定的顶板管理技术措施对保证工作面安全、快速和高效回撤具有重要意义。     

不同顶板条件沿空留巷围岩活动规律

文章针对卧龙湖煤矿103工作面风巷、机巷不同顶板赋存条件展开研究,在巷道掘进支护强度较低的情况下,按直接顶岩性赋存将巷道分为顶板完整巷段、断层破碎带巷段两种类型,采用高强锚杆、锚索梁对原位巷道进行补强加固,强化围岩承载性能。     

沿空留巷顶板结构稳定性分析

充填体的性能对留巷顶板结构的形成有很大的影响。基于叠加的连续层板模型,推导了充填体的切顶阻力计算公式,并建立了侧向顶板结构稳定性的分析模型。研究表明:充填体的切顶能力决定了侧向顶板的垮断特征,充填体切顶能力好时基本顶断裂在充填体外侧,反之则会断裂在留巷实体煤内部,但2种顶板结构均能形成稳定结构。     

浅埋深大采高坚硬顶板工作面矿压显现规律研究

基于关岭山煤矿15#煤层埋深浅、采高大、顶板坚硬的实际生产条件,通过现场监测,对关岭山首采工作面的矿压显现规律进行分析研究。结果表明:老顶周期来压呈现明显但不强烈的特点,平均动载系数为1.33,周期来压步距5.62-24.35 m,离散性较大,平均14.19 m,断层影响期间,来压时的影响范围增大,工作面支架阻力处于高位波动,工作面超前支承压力影响范围为14 m左右,支架初撑力控制较好,基本能够满足对顶板控制的要求,支架额定工作阻力选型合适,能够对顶板进行有效控制。     

浅埋深薄基岩中厚煤层矿压显现规律

针对浅埋深薄基岩中厚煤层矿压显现规律问题,采用UDEC数值模拟软件和现场实测2种方法对李家壕煤矿3-1煤层的矿压规律显现进行研究。研究表明,工作面初次来压步距20m,周期来压步距10 m;周期来压期间,来压猛烈,历时短,工作面中部相对于两端部来压大,来压早,持续时间长;工作面前方支承压力集中不明显,影响范围较小;工作面发生台阶下沉,顶板破断运动波及地表,工作面上覆岩层中只存在垮落带和裂隙带"两带",不存在弯曲下沉带;顶板岩梁在工作面推进方向上传递载荷的能力大大下降。数值模拟结果和现场实测数据基本吻合。     

切顶卸压技术在浅埋大采高工作面沿空留巷中的实践

以S1201工作面为对象,进行了浅埋大采高工作面预裂切顶沿空留巷技术的实践应用研究,对切顶卸压沿空留巷工艺方案进行设计,并根据围岩位移、恒阻锚索受力监测数据分析从开始留巷到变形稳定的矿压显现规律.试验结果表明,切顶卸压沿空留巷工艺方案合理有效,能有效控制工作面巷道围岩的变形量.     

三软煤层顶板破碎条件下沿空留巷技术研究

该文分析了14010工作面沿空留巷失败的原因,提出了11100工作面采用超前段锚索加固、过渡段顶板控制和留巷段增阻支护三步施工方案,取得了良好的效果;提高资源回收率,缓和采、掘接替关系,有利于防突工作。     

大倾角煤层切顶成巷顶板结构演化及控制技术

沿空留巷技术在大倾角煤层坚硬顶板条件下的应用一直是一个难题。 基于大倾角煤层 采空区矸石下滑堆积的特点,以充分利用矸石自承载能力为导向,提出了大倾角煤层切顶成巷技 术。 通过理论分析和数值模拟对切顶成巷与传统留巷的顶板结构及围岩应力进行了对比分析, 根据留巷不同阶段顶板的稳定性及变形特点,对切顶工艺和支护工艺进行了优化,并进行了现场 试验。 研究发现:切顶成巷顶板结构处于超静定状态更利于巷道稳定;留巷动压段围岩稳定性最 差;巷道加强支护和挡矸支护可实现协同变形;现场试验巷道顶底板累计变形量为177mm,支柱 支护阻力小于28MPa,支柱未出现明显弯折情况,现场应用取得成功。     

顶底双软型薄煤层快速沿空留巷技术研究

针对顶底板双软型薄煤层工作面特殊开采条件,分析了沿空留巷的技术难点与关键技术。采用理论分析与数值模拟方法研究了薄煤层沿空留巷围岩破坏特征及变形规律,建立了薄煤层综采面沿空留巷结构模型,通过方案数值模拟对比分析,揭示了薄煤层综采面快速沿空留巷基本原理,提出"采空区预先垒砌矸石袋,巷道内及时构建胶结充填体和铰接顶梁与单体支柱巷内滞后补强支护"的沿空留巷方案,实现了顶底板双软型薄煤层综采面快速沿空留巷。赵官能源煤矿的工程实测表明:巷道顶板下沉量最大仅为197 mm,底鼓量为83 mm,巷道两帮移近量为327 mm,工作面留巷效率达到18 m/d。     

大埋深煤巷顶板离层研究

本文主要研究长壁工作面采区准备巷道顶板的离层。其中包括顶板的最大离层;直接顶的物理力学特征与离层的关系;以及在大埋深高水平应力条件下,巷道掘进期间、成巷回采前(时间效应)和回采期间等采矿活动对顶板离层的影响。根据这些特性对采区准备巷道顶板的离层过程进行了研究,其目的是为了确定顶板离层发生的时间,离层的几何尺寸及离层发生的地质和力学条件等。     

“双软”顶底板薄煤层沿空留巷底鼓机理分析

综放沿空巷道底鼓不仅造成巷道的破坏,对窄煤柱、巷旁充填体乃至整个巷道的稳定性也有重要影响,强烈的底鼓带来大量的维护和翻修工作,严重影响矿井正常的生产,大大增加了巷道的支护和维修费用。采用Winker弹性地基理论模型,建立了沿空留巷底鼓力学模型,结合工程案例,对巷道底鼓力学模型进行了验证,研究结果表明:实体煤与巷旁支护体侧底板变形接近零,巷道区域底板变形呈现为"抛物线"特征,具有非正对称现象,底鼓最大变形处位于靠近巷旁支护体侧,最大值为628mm;实测变形监测100d后底鼓量最大值为645mm,理论模型最大值与实测最大值误差为2.6%。     

复合顶板运动规律及控制研究

在顶板破碎且为复合顶的情况下 ,以观测为基础 ,摸清了上覆岩层的运动规律并反演计算了其运动参数 ,准确地进行了顶板控制设计 ,在实践中取得了良好效果     

切顶卸压自成巷技术在浅埋中厚煤层开采中的应用

基于岩体碎胀特性是切顶卸压沿空留巷技术切顶参数计算和设计的关键,本文以哈拉沟煤矿12201工作面为工程背景,通过现场实测、理论分析等方法对采空区矸石碎胀特性及控制技术进行研究。现场实测表明:采空区顶板从垮落、压实到稳定,经历了三个过程,确定了每个过程的影响范围与时间效应,准确地测出采空区顶板稳定后的碎胀系数k为1.35～1.40,确定了切顶深度6m的合理性。通过建立冒落矸石稳定后力学模型,揭示了冒落矸石与留巷巷内支护的协同作用原理,提出了在工作面支架后挡矸装置采用由11#工字钢、金属网以及单体液压支柱联合而成体系进行支护,最后取得了良好的成巷效果。     

厚煤层假顶下沿空留巷技术研究与应用

本文主要介绍柴里煤矿袁堂井3下9065运输巷在厚假顶下沿空留巷的施工技术,根据沿空留巷矿压显现特点,创新了厚煤层假顶下沿空留巷支护方式。     

浅埋煤层保水开采岩层控制研究

我国西部浅埋煤层保水开采的核心理念是保护生态水位,保水开采岩层控制的理论基础是隔水层的稳定性。基于陕北浅埋煤层煤水赋存条件,通过物理模拟和地裂缝实测分析,揭示了浅埋煤层隔水岩组的"上行裂隙"和"下行裂隙"发育规律,发现了"上行裂隙"和"下行裂隙"的导通性决定着隔水岩组的隔水性。通过理论分析,给出了"上行裂隙带"发育高度和"下行裂隙带"发育深度的计算公式,建立了以隔水岩组厚度与采高之比(隔采比)为指标的隔水岩组隔水性判据。据此,提出了保水开采分类方法,基于神府矿区条件给出了分类指标范围。     

复合顶板沿空掘巷支护技术研究与实践

针对东滩煤矿沿空巷道围岩变形量大的情况,分析了沿空掘巷围岩活动规律,提出了沿空掘巷围岩控制技术与措施,对巷道支护参数进行了优化,解决了沿空巷道变形量大的技术难题,实现了整体加固巷道,达到了控制围岩变形的目的.