下石节煤矿综放面顶板来压特征与支架适应性研究

以铜川矿务局下石节煤矿217综放面为试验工作面,通过顶板来压特征分析,得出了顶板周期来压步距、来压强度,并进行了直接顶分类和老顶分级;通过支架的初撑力、末阻力与运转特性分析,证明支架具有良好的适应性,为后续综放工作面的顶板管理、支架选型等提供了依据.     

综放面煤层顶板与沿空留巷围岩结构关系研究

为了掌握综放工作面顶板与沿空留巷围岩结构的关系,对新安煤矿14211综放工作面支架在线监测数据进行整理分析,结合行业标准对工作面直接顶和基本顶进行了分类;对综放沿空留巷围岩结构进行了分析。结论表明14211工作面煤层顶板直接顶为2类中等稳定顶板,基本顶为III类来压强烈顶板,基本顶周期来压步距影响沿空留巷顶板大、小结构的形成,为沿空留巷的巷内和巷旁支护的选择提供依据。     

巨厚砾岩条件下的工作面顶板来压特征研究

某矿217综放面主采煤层上方的两层巨厚砾岩将对工作面的顶板来压、顶板管理造成潜在的威胁。通过顶板来压特征分析,得出了顶板周期来压步距、来压强度,进行了直接顶分类和老顶分级;通过支架的初撑力、末阻力与运转特性分析,证明了支架具有良好的适应性。     

综采与综放工艺条件下采场矿压特征分析

基于相同顶板条件下,综采工艺与综放工艺的平均矿压显现特征差异,为给支架选型与顶板管理提供基础依据,以某矿217工作面为例,采用支架压力记录仪实时记录支架工作阻力,结合工作面矿压显现进行顶板来压特征分析。通过分析放煤阶段和不放煤阶段的支架阻力变化,研究综采与综放工艺的顶板来压特征之差异。研究结果表明：与综采工艺相比,综放工艺支架阻力显著增加,动载系数1.30～1.41,顶板来压强烈,基本顶周期来压步距从平均22 m减小到平均11 m,明显减小。在倾斜方向上,中部基本顶来压最强烈,其次是下部、上部,工作面周期来压较强烈。     

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。     

神达栖凤煤业综放面顶板运动特征与采场矿压规律分析

综放面顶板运动与采场矿压显现规律相对复杂。文章以神达栖凤煤业51408工作面为工程背景,理论计算了工作面直接顶和基本顶初次来压、周期来压步距及所需的支架强度,现场矿压实测发现,煤层倾角导致工作面下部矿压显现相对严重,其初次和周期来压强度最大,动载系数最大,而工作面跨度较大导致工作面中部顶板岩层提前破断,周期来压步距较小。     

综放工作面支架围岩关系相似材料模拟试验

为了解决开采中存在的矿山压力问题,采用相似材料模拟试验的研究方法,分析了塔山矿综放工作面顶板运动范围、规律以及支架受力情况。认为综放面直接顶和基本顶有上位和下位之分,上位直接顶和基本顶在运动过程能形成平衡结构;工作面顶板不同来压阶段,支架受力不同;试验结果得出了通过减小控顶距能够降低工作面支架压力,防止支架压死的途径为适当缩小控顶距,适当增加支架的可压缩量和提高支架的支撑能力。     

葛泉矿坚硬顶板综放开采三维数值模拟

为了揭示以大青灰岩为坚硬基本顶的综放工作面开采过程中顶板应力分布及其演化特征,根据邢台葛泉矿风井1192综放工作面工程地质和开采技术条件,结合顶板坚硬、初次来压冲击大、动栽系数高等特点,运用数值模拟(FLAC3D)程序对不同直接顶厚度条件下的综放工作面开采过程进行了三维计算和综合分析.研究表明,在10 m范围以内,直接顶厚度越大,基本顶的初次来压步距就越大,并在10 m处达到峰值,容易造成冲击地压;俯采工作面的围岩变形破坏力学过程和应力转移模式,是造成顶板来压前后最大主应力位置差异性的重要原因.研究成果为确定基本顶与工作面之间的安全距离、预防冲击地压、保障工作面安全生产提供了重要的理论依据.     

葛泉矿坚硬顶板综放开采三维数值模拟

为了揭示以大青灰岩为坚硬基本顶的综放工作面开采过程中顶板应力分布及其演化特征,根据邢台葛泉矿风井1192综放工作面工程地质和开采技术条件,结合顶板坚硬、初次来压冲击大、动载系数高等特点,运用数值模拟（FLAC^3D）程序对不同直接顶厚度条件下的综放工作面开采过程进行了三维计算和综合分析．研究表明,在10m范围以内,直接顶厚度越大,基本顶的初次来压步距就越大,并在10m处达到峰值,容易造成冲击地压;俯采工作面的围岩变形破坏力学过程和应力转移模式,是造成顶板来压前后最大主应力位置差异性的重要原因．研究成果为确定基本顸与工作面之间的安全距离、预防冲击地压、保障工作面安全生产提供了重要的理论依据．     

葛泉矿坚硬顶板综放开采三维数值模拟

为了揭示以大青灰岩为坚硬基本顸的综放工作面开采过程中顶板应力分布及其演化特征,根据邢台葛泉矿风井1192综放工作面工程地质和开采技术条件,结合顶板坚硬、初次来压冲击大、动载系数高等特点,运用数值模拟（FLAC^3D）程序对不同直接顶厚度条件下的综放工作面开采过程进行了三维计算和综合分析．研究表明,在10m范围以内,直接顶厚度越大,基本顶的初次来压步距就越大,并在10m处达到峰值,容易造成冲击地压;俯采工作面的围岩变形破坏力学过程和应力转移模式,是造成顶板来压前后最大主应力位置差异性的重要原因．研究成果为确定基本顶与工作面之间的安全距离、预防冲击地压、保障工作面安全生产提供了重要的理论依据．     

综放工作面顶板控制技术分析与应用

以宏远煤业150202综放工作面为实例,采用UDEC数值模拟、理论分析、现场实测等方法,对厚煤层放顶煤工作面顶板来压及工作面支护进行分析,探讨工作面推进过程中顶板岩层的运移破断规律,通过数值模拟方法估算工作面基本顶的来压步距,进行支架选型及强度验算。实践验证,工作面的液压支架能够满足安全生产要求。     

特厚煤层综放开采覆岩结构及矿压显现特征分析

为确定特厚煤层综放开采顶板的结构特征与矿压显现特征,以大同煤矿集团增子坊煤矿5300综放工作面为基础,对采场顶板的结构与矿压显现规律进行了研究。结果表明,采场基本顶粗砂岩岩层为顶板的关键岩层,对顶板的运动起主导性作用,通过对工作面回采200 m内支架工作阻力的监测得出,工作面的初次来压步距约为31. 6 m,周期来压步距平均约为25. 4 m,来压动载系数平均为1. 39,矿压显现强度较大,但来压时的载荷未超过液压支架的最大工作阻力,因此可确保工作面的正常回采。     

工作面坚硬顶板破断特征与覆岩运移规律

针对坚硬顶板综放工作面顶板破断特征与覆岩运移规律不清,在实际生产中严重影响工作面安全生产这一问题;以某矿8201工作面为工程背景,采用理论分析、数值模拟以及现场实测的方法对坚硬顶板综放工作面的顶板破断特征以及覆岩运移规律进行研究分析。研究结果表明:对顶板煌斑岩进行岩石力学实验得知煌斑岩在节理面单轴抗压强度为45 MPa左右,无节理为90.99MPa、单轴抗拉强度7.3～9.4 MPa;通过建立深梁结构破断过程中顶板受力模型,得到基本顶初次来压步距为47.57 m;数值模拟得到8201基本顶的初次来压步距约为45 m,周期来压的距离为20 m左右。在现场实测中基本顶初次来压平均46 m,周期来压步距为18.7～20.8 m,来压影响范围1.7～5.6 m。现场实测与理论分析所得结果和数值模拟所得结果相差不大。     

深孔预裂爆破在坚硬顶板工作面中的应用

基于某矿8935试验综放工作面的坚硬顶板条件,对比分析实施顶板预裂爆破后顶板变化情况及来压特征的变化情况。经分析可知:8935工作面直接顶的初次垮落步距平均22.0 m,基本顶的初次来压步距为46.5 m,基本顶初次来压期间的矿压显现非常明显;实施了深孔预裂爆破措施后,直接顶初次垮落步距减小至13.2 m,基本顶初次来压步距降低为34.5 m,基本顶的矿压显现非常不明显,初次来压期间煤壁平整,顶煤碎裂掉落,也没有出现移架困难与支架不接顶等问题。     

综放工作面初放期间顶板矿压显现规律分析

以宽沟煤矿E1122综放工作面为工程背景,针对特厚煤层综采放顶煤工作面长度长、顶板坚硬、初次放顶很容易造成大面积悬顶等一系列安全隐患,对特厚煤层综采放顶煤工作面采用三巷超前中深孔预爆破初次放顶方法及关键参数选择进行了设计。该技术方案在顶煤回收、消除顶板大面积来压安全隐患等方面取得预期效果,实现了E1122综放工作面初采期间的安全、高效生产。     

特厚综采放顶煤工作面矿压监测及规律研究

准确掌握特厚煤层综放工作面支架压力的变化规律,对工作面的顶板控制尤为重要。通过对芦岭煤矿Ⅱ826-2综放工作面支架压力的连续监测,及时准确地掌握顶板来压情况,为放顶煤工作面顶板控制提供了科学依据,保证了工作面的安全回采。     

坚硬顶板综放面深孔预裂弱化顶板处理技术

为了解决致密坚硬顶板初次断裂步距大而容易引起冲击矿压、瓦斯积聚以及放顶煤初采期间顶煤放出率低等难题,针对余吾煤业3~#煤层赋存环境和开采条件,通过选用基本顶固支岩梁力学模型,对该矿N1202综放工作面基本顶初次垮落步距进行了理论分析和计算,提出对N1202工作面进行初采前顶板深孔预裂爆破切顶,缩短综放工作面基本顶初次来压的垮落步距。工业试验结果表明,经过弱化处理后基本顶初次来压步距缩短至24.3m,有效减小了采空区顶板悬露面积,杜绝了坚硬顶板大面积来压隐患,保证了综放工作面绿色安全开采。     

综放工作面顶板灾害类型和发生机制及防治技术

综放工作面采出煤层厚度大，上覆岩层活动空间大，易发生顶板事故。为理解综放工作面顶板灾害发生机制，统计分析了部分煤矿综放工作面顶板灾害案例，按顶板条件及灾害特征将综放工作面顶板灾害分为松软顶板大面积切顶压架和坚硬顶板大面积垮落及压架2类。分别以崔木煤矿和曹家滩煤矿综放工作面为例，分析了2类顶板灾害发生特点，提出了相应顶板灾害发生机制：松软顶板工作面顶板胶结性弱，支架实际刚度不足致使顶板在煤壁处断裂，破断后易失稳，同时支架支护强度不足，最终导致切顶压架灾害；坚硬顶板工作面顶板整体性好，不易破断，悬顶到一定极限突然破断，对支架造成冲击，若断裂线在煤壁处则极易导致工作面切顶压架。结合工程实践，提出了2类顶板灾害防治技术措施：对于松软顶板综放工作面采取合理提高支架刚度、支护效率以及工作面推进速度，加强预警等手段预防大面积切顶压架灾害；对于坚硬顶板工作面除加强支架管理、合理开采设计等，还需从顶板改性入手，如采用井下区域水力压裂技术弱化顶板，防治顶板大面积垮落和压架灾害。     

黄玉川煤矿综放工作面矿压规律观测与分析

通过对黄玉川煤矿216上01工作面矿压规律的观测与分析,精确记录了支架受力状态的全过程,揭示了该工作面的直接顶、基本顶的初次垮落步距和周期来压步距,以及工作面不同位置、不同时段的来压强度,为综放支架选型及科学合理地组织生产提供了依据,对工作面顶板管理提供了技术支持。     

综放工作面采前顶板弱化技术研究

常村矿3#煤层基本顶致密坚硬,回采初期不易垮落,针对S6-2工作面采用开切眼深孔预裂爆破、预先破坏开切眼顶板的完整性、缩小顶板初次垮落步距的方法,对综放工作面进行采前顶板弱化处理。实践表明,该方法不但解决了大面积顶板来压隐患,也可以提前回收顶煤,实现综放工作面安全高效开采。