深部大采高超长工作面开采技术研究及展望

基于浅部大采高超长工作面应用的成功经验,在深部大采高超长工作面回采实践的基础上,分析了深部大采高超长工作面回采可能遇到的矿压显现、煤壁片帮、巷道变形和超前支护问题。分析表明,液压支架支护技术能够满足深部大采高超长工作面回采要求,煤壁片帮、巷道大变形与超前支护的适应性仍需加强研究。     

大采高工作面顶板矿压规律研究

大采高工作面顶板压力大,煤壁前方支承压力集中程度高,容易导致工作面出现煤壁片帮和冒顶现象,工作面矿压显现明显.同时由于加大采高、机械设备重型化,出现了支架-围岩系统控制和支架选型等问题.因此加强顶板矿压观测,分析大采高工作面矿压规律具有十分重要的意义.现以辛置煤矿2-102大采高工作面为研究对象,分析工作面回采期间矿山...     

炮采工作面大采高技术初探

介绍了新庄孜矿 5 6 11B1 1b炮采工作面采用大采高技术的回采经验 ,通过对工作面支护强度的分析和计算 ,进行了工作面的支护选型 ,并且就大采高炮采技术在生产过程中存在的容易造成煤壁片帮和支架不正等问题 ,提出调整工作面回采方向 ,保持伪俯斜回采 ;控制采高和支柱行程 ;提高支柱的工作阻力 ;加强顶板管理 ,及时对煤壁进行超前支护 ;切实加强支柱的防倒防滑等应对措施 ,并对卧煤程序进行了初步的探讨 ,从而论证了炮采工作面大采高卧底煤工艺的可行性     

大采高综采工作面过断层技术研究

大采高综采工作面采高大、液压支架重心较高,当回采过断层期间遇到煤层倾角变化、与顶板接触不良或者顶板垮落等问题时,容易出现支架压架甚至失稳等情况,从而制约煤炭安全回采。以13205大采高综采工作面开过F12断层为例,针对采面90～105号支架顶板及煤壁稳定性差、液压支架接顶不良以及冒顶、片帮发生率较高等问题,提出综合使用罗克休、马丽散对冒顶及围岩岩体不稳定性区进行治理。现场应用后,液压支架与顶板接触良好、工作阻力始终在正常范围内,取得较好的应用效果。     

大采高工作面煤壁片帮机理与末采注浆加固技术研究

为实现大采高工作面回采过程中煤壁的稳定控制,采用理论分析、现场试验的方法,揭示了大采高工作面煤壁片帮机理,总结了不同煤壁片帮形式:压剪破坏式片帮、拉裂破坏式片帮、滑落破坏式片帮。基于此,开发了大采高工作面末采注浆加固技术,现场进行了工业性试验,保障了工作面末采和设备回撤期间煤壁完整性,实现了大采高工作面的高效回采。     

大采高超长综放工作面采场矿山压力控制技术研究

综采放顶煤工作面采高的增大,会引起支护高度相应加大,支架重心提高,使支架容易发生滑倒与倾斜。采高增大造成煤壁高度加大,在矿山压力的作用下容易发生较大范围和深度的片帮。支架稳定性降低与煤壁片帮增加了端面冒顶的危险性,因此支架、煤壁及端面顶煤的稳定性控制技术成为大采高综放工作面的高产高效回采的基本保障。     

松软厚煤层大采高工作面片帮危险区分类研究

为解决松软煤层大采高工作面煤壁片帮问题，以三元中能煤业3#煤层大采高工作面为例，基于片帮观测、实验室试验、现场条件勘查、PASAT高应力区探测等手段，对片帮诱因进行分析，得出导致煤壁片帮的主要地质因素和开采技术因素。根据片帮原因，将工作面片帮危险区域分为高应力片帮危险区、地质构造片帮危险区、强来压片帮危险区、仰采片帮危险区四类。从降低超前扰动、提升煤体自承载能力的目的出发，针对不同类型片帮危险区提出了优化回采参数、改善支架工况、优化移架方式等具体防片帮技术措施。结果表明，采用防片帮措施后，大采高工作面煤壁片帮面积和深度明显降低，工作面作业环境得到改善，为本矿及周边矿井类似条件工作面安全回采提供借鉴。     

大采高工作面煤壁片帮机理分析及防治技术

为了治理大采高综采工作面煤壁片帮,采用理论分析、现场实测等方法,研究了大采高综采工作面煤壁片帮机理。依据研究结果,结合赵固一矿12011工作面实际条件,提出了大采高工作面煤壁片帮防治措施。现场实践表明,采用防治措施后,减少了煤壁片帮现象的发生,保证了工作面的高产高效回采。     

神东矿区7m大采高综采关键技术研究

针对6.3m以上采高综采工作面回采过程中遇到的矿压显现强烈、设备选型不合理等问题,以神东矿区浅埋煤层7 m大采高综采工作面为研究对象,分析其主要难题为支架稳定性差、煤壁容易出现大面积片帮、工作面两端头煤炭损失严重、工作面末采贯通难度大。通过开采实践得出大采高综采工作面关键回采技术,主要为工作面巷道布置及开采技术、设备配套关键技术、顶板岩层控制技术、快速贯通技术、防止煤壁片帮技术、两端头采用垂直过渡技术。通过关键技术的实施,保证了神东矿区浅埋煤层7m大采高综采工作面安全高效回采。     

大采高工作面末采段防片帮注浆加固技术

为解决慈林山煤矿9107大采高工作面末采段的煤壁片帮、巷道变形量大等问题,保证工作面末采的安全,通过分析大采高工作面末采阶段的煤壁片帮机理,提出深孔注浆加固技术。通过对9107工作面末采段煤体实施深孔注浆加固后,煤壁片帮现象明显低于未注浆加固的回采工作面,且未发生较大片帮,工作面两巷及回撤巷最大变形量57 mm,满足工作面安全回采及顺利回撤。     

大倾角大采高综采工作面煤壁非对称受载失稳特征

煤壁片帮是大倾角厚煤层综采亟待解决的关键问题之一,以2130煤矿25221大倾角大采高综采工作面为研究背景,采用理论分析、数值计算、物理相似材料模拟实验和现场监测相结合的综合研究方法,系统研究了大倾角大采高综采工作面煤壁的受载与失稳特征。结果表明,在大倾角大采高煤层开采中,受采高增大影响,围岩运动的幅度和剧烈程度较一般采高大倾角煤层开采时明显增大,覆岩垮落充填的非均匀特征进一步增强,煤壁支承压力的非对称特性亦明显增大;采动过程中煤壁的力学性质逐步劣化,伴随着裂隙的扩展、演化和贯通,煤壁开裂并形成滑移体,当滑移体周围约束解除或支承压力增大时,滑移体沿滑移面滑移,形成煤壁片帮;在工作面倾向,中部区域是煤壁片帮的高发区域,上部次之,下部最少,与煤壁的非对称受载特征相吻合;在垂直煤层方向,煤壁变形亦非对称,煤壁位移量中上部大于下部,靠近顶板区域易发生煤壁片帮;在煤壁重力倾向分量影响下,煤壁片帮易向倾向上部煤体蔓延。基于上述分析,并结合2130煤矿25221工作面的生产实际,提出了大倾角大采高综采工作面煤壁片帮防治措施。     

断层影响区工作面支架稳定性及围岩控制措施

为了解决工作面过断层期间煤层倾角变化及围岩破碎导致支架易出现倾倒、煤壁片帮及顶板冒顶的问题,结合义城煤业18201工作面情况,分析了煤层倾角增大时支架防倾倒技术措施和过断层方法及煤壁片帮控制技术措施。采取相应措施后,保证了支架稳定,工作面的煤壁片帮次数、范围、深度等都明显降低,确保工作面安全回采。     

深埋坚硬煤岩大采高长壁工作面矿压观测及显现规律

针对深埋坚硬煤岩大采高长壁工作面矿山压力显现强烈、煤壁片帮严重、顶板控制效果较差等问题,以红庆河煤矿3-1101大采高综采工作面为例,介绍了深埋坚硬煤岩大采高长壁工作面矿山压力的观测方案和实施方法。通过现场观测和相关数据分析,得出了该工作面矿山压力显现规律、特征、液压支架工作状态和工作面煤壁片帮等结果。提出了相应的安全技术措施和建议,以有效满足控制深埋坚硬煤岩大采高长壁工作面顶板和煤壁片帮的要求,为类似煤层的安全高效开采提供较好的参考依据。     

基于大采高仰采面的煤壁片帮数值模拟研究

片帮往往引起冒顶,而冒顶的扩大引起片帮的加深,甚至使顶板破碎,引起支护方式的失效,造成机电事故、支架失稳等现象,严重影响了矿井的安全生产。为了研究大采高工作面煤壁片帮因素,采用UDEC数值模拟软件,分析了不同采高下和不同工作面深度下煤壁最大片帮深度与采高关系以及工作面埋深的关系曲线。研究得出:随着工作面采高的增大,煤壁最大片帮深度也逐渐增大;当采高小于4 m时,最大片帮深度增长幅度较缓,当采高大于4 m时,最大片帮深度增长较快,说明影响煤壁片帮剧烈程度的分界线为4 m;随着工作面埋深的增大,煤壁最大片帮深度也逐渐增加。该研究为预防大采高煤壁片帮提供一定的理论指导。     

极软大采高工作面遇断层煤壁稳定性研究

 为研究极软煤层大采高工作面遇断层时煤壁的片帮问题,论文以现场工程实际为背景,分析了断层附近煤壁片帮的机理,指出断层附近的构造应力、煤岩体的物理力学性质变化以及老顶岩层的破断作用是导致煤壁产生剪切滑动破坏甚至横向拉裂破坏的主要原因;运用FLAC3D数值软件对工作面开采至断层附近时煤岩体的受力状况进行了模拟,分析表明工作面距断层越近,煤岩体及顶底板破坏越严重,煤壁的水平位移与端面顶板下沉量越大,煤壁片帮的机率也越大;并提出了在断层附近防治煤壁片帮的主要技术措施。     

松软破碎煤层大采高综采工作面片帮冒顶防治研究

通过现场观测大采高综采工作面片帮冒顶情况,分析了松软破碎煤层大采高综采工作面片帮冒顶的影响因素,提出了相应的防治技术措施,并进行了实际应用.结果表明,采取治理措施后,对于较破碎顶板的冒落,通过采用降低采高以留设一定量煤皮的方法很好地防止了大面积冒顶的发生;片帮量明显降低,未发生超过2 m3的片帮.     

基于煤壁“拉裂-滑移”力学模型的支架护帮结构分析

针对坚硬厚煤层大采高综采工作面极易发生煤壁片帮的问题,以红柳林煤矿7.0 m大采高综采实践为基础,分析了煤壁片帮的应力路径效应,将硬煤煤壁片帮细分为拉裂破坏与滑移失稳两个阶段,建立了坚硬厚煤层煤壁片帮的拉裂-滑移力学模型,得出了煤壁的拉裂破坏深度、宽度与煤体强度、开采高度的关系及液压支架应具有的"临界护帮力",分析对比了2种液压支架护帮装置的结构特点与力学特性。研究结果表明,煤体发生拉裂破坏只是煤壁片帮的必要非充分条件,煤壁最终是否发生片帮,还取决于拉裂破坏体在液压支架与矿山压力作用下是否发生滑移失稳。液压支架很难抑制煤壁发生拉裂破坏,但可以有效防止拉裂破坏体发生滑移失稳。液压支架护帮装置采用伸缩梁与护帮板分开结构设计,具有对煤壁的支护作用力大、结构强度与可靠性高等显著优点。     

房柱式开采遗留煤柱骨牌式失稳数值模拟

唐公沟煤矿技术改进前3-2煤层采用的是房柱式开采方式,在进行下位4-2上煤层开采时,顶板的相应区域将受到3-2煤层采空区遗留煤柱的影响而产生应力集中,易造成4-2上煤层开采时两巷片帮、冒顶,工作面煤壁片帮。通过建立UDEC数值模型,研究了4-2上煤层工作面推进过程中3-2采空区遗留煤柱的骨牌失稳现象,分析得出了4-2上煤层工作面位移变化规律及不同煤柱宽度对骨牌失稳效应的影响。     

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。     

智能化综采面过断层煤岩体综合加固技术应用

23512智能化综采面开采的3#煤层及顶板岩层松软,回采过程中容易出现片帮及冒顶,断层破碎影响带片帮、冒顶发生率显著增加.为确保采面回采安全,采取注浆方式对煤体及顶板进行加固,即采面采用深孔注浆,机巷采用浅、深孔相结合注浆方式对断层影响范围的煤岩体进行加固等技术措施.现场应用后,采面过断层期间未发生片帮、冒顶等事故,为...