大采高工作面覆岩运移规律及矿压显现特征特殊性研究

针对大采高工作面矿压控制难题,利用相似模拟材料对覆岩运移过程中矿压显现特征特殊性进行研究。试验结果表明,大采高工作面初次来压步距可达到90 m,在开采初期周期来压步距较稳定,强度较小;工作面推进190 m之后,周期来压步距及强度离散性较大,易发生强矿压显现事故;工作面的超前支承压力峰值可达到40 kN,与覆岩垮落厚度呈线性正相关关系。     

近距煤层合层综放工作面矿压显现规律研究

针对近距煤层合层综放开采覆岩移动破坏与矿压显现规律等问题,以涡北煤矿842首采综放工作面为工程背景,采用相似模拟试验和数值分析手段对工作面开采过程进行研究。结果表明：相似模拟试验下覆岩冒落带高度为38 m,开切眼附近裂隙带的高度为103.8 m,停采线附近裂隙带的高度为95.4 m,基本顶初次来压步距为28 m,周期来压步距为17.5 m。由数值分析得到采场围岩位移场与应力场的变化颇为相似,分析采场前方支承压力分布特征与相似模拟试验的结果相吻合。研究结果可为近距煤层合层综放工作面煤柱宽度、工作面支护参数设计提供技术指导。     

深井综放开采覆岩微震事件与支承压力关系研究

采用微震监测技术,结合采矿理论,分析了综采采场岩层破裂高度与上覆岩层运动、上覆岩层运动与支承压力、微震事件数量与支承压力之间的关系,并通过有限差分数值模拟进行对比。研究结果表明:工作面周期来压步距为36.3~38.7 m,平均为37.6 m;高位顶板来压步距为50.4~64.8 m,平均为57.6 m;最大的断裂高度为82.5 m,直接顶、基本顶、高位顶板分别为20、30、30 m。     

王坡矿3210孤岛工作面矿压分布规律探讨

为了得到王坡煤矿3210孤岛工作面回采过程中的矿压显现规律,通过对采场S型覆岩结构矿压规律进行分析,并建立工作面采空区顶板力学模型计算得到3210孤岛工作面回采过程中初次来压步距为32.4 m,周期来压步距为20 m。进一步使用3DEC数值模拟软件进行该孤岛工作面的回采作业分析其矿压规律,确定3210孤岛工作面回采过程中初次来压步距与周期来压步距分别为35 m、20 m,工作面煤壁前方约9~12 m范围内将出现24 MPa的峰值超前支承压力,超前支承压力的影响范围为50 m左右。研究结果可以为煤矿提前采取应对措施确保孤岛工作面的安全高效生产。     

大倾角煤层俯斜开采覆岩运动规律相似模拟

以大倾角煤层俯采采场为研究对象,采用相似材料模拟和理论分析的方法研究了采场覆岩垮落规律以及空间结构动态演化规律,以此为基础建立了覆岩空间结构力学模型。结果表明:俯斜开采顶板来压步距较长,基本顶初次来压步距约50 m,周期来压步距约25 m;采场覆岩空间结构是不断演化的,最终将形成多个不同层位的基本顶岩梁结构和1个横贯整个采场的"非对称裂隙拱结构",采场中上部原下位基本顶岩梁会转化为冒落带,基本顶岩梁呈"阶梯状"沿倾向向上位岩层发展。采场下部区域,拱脚支承位置低,约束程度强,但容易产生煤壁片帮和架前冒顶,需加强"支架-围岩"系统的稳定性控制。     

硬厚顶板工作面开采围岩运移数值模拟与分析

采用UDEC软件对硬厚顶板条件下潘北矿11313工作面开采时顶底板应力分布和覆岩运移规律进行数值模拟与分析,得出工作面在回采过程中,工作面初次来压步距为52m,周期来压步距为30m;切眼煤柱后方、工作面煤壁前方支承压力也逐渐增大,当推进到一定距离时,支承压力基本保持不变;采场围岩不同层位支承压力峰值位置表现为:底板7m小于底板3m小于顶板9m小于顶板33m。通过现场实测可知,其模拟结果与现场相符合。     

固体充填采煤矿压显现规律及机理分析

针对五沟煤矿邻近工作面垮落法和固体充填法2种不同采场顶板管理方式采煤,基于现场矿压显现实测结果,对比研究了同一地质条件下2种采煤方式工作面矿压显现规律。结果表明:1013垮落法开采工作面初次来压步距28 m,支架支护强度0.6 MPa,支架安全阀开启率为5%~9%,采场应力集中系数为3.76,采场覆岩"三带"特征变化,覆岩裂隙发育高度45 m;而CT101充填工作面,初次来压步距58 m,支架支护强度0.5 MPa,支架安全阀不开启,采场覆岩"两带"变化,覆岩裂隙发育高度10 m左右。在分析两者矿压显现特征的基础上,通过力学分析及数值模拟方法,对不同充实率下采场矿压显现特征、机理进行了研究,对现场实测结果进行了验证。     

深井特厚煤层综放面覆岩运动规律监测

为了研究深井特厚煤层综放工作面回采过程中上覆岩层运动规律,采用微震监测系统对某煤矿24112综放工作面在回采过程中的岩层破裂情况进行了实测,得到了采场静态支承压力分布特征。研究表明,工作面周期来压步距为15~20.5 m,平均为17.8 m;煤层直接顶、基本顶和高位顶板厚度分别为35,30,35 m;工作面采动的超前影响范围约为180 m,其中剧烈影响区宽度为100 m,滞后影响范围约为100 m,剧烈影响区宽度为60 m;走向静态支承压力峰值距煤壁65 m,侧向静态支承压力峰值位置距巷帮约为70 m。研究结果能够为矿井回采过程中超前支护距离的确定以及支架选型提供参考。     

近距离煤层群底层开采覆岩结构及运动规律研究

针对崔家寨矿近距离煤层群开采,应用关键层理论并结合离散元数值模拟,研究了底层1#煤层首采面采场覆岩结构及运动规律。结果显示:E12101工作面基本顶初次来压步距为59 m,周期来压步距为24 m。上覆5#、6#2层煤的开采,起到一定的卸压作用,应力向底层传递较快,随着工作面的推进,工作面前方水平应力有增大的趋势,而垂直应力会减弱,工作面超前支承压力影响范围为30 m左右,在工作面前方10 m左右较强烈。     

“两硬”工作面矿压显现规律实测研究

针对新义煤矿13306薄煤层综采工作面的地质条件,采用用超前支柱监测、煤体应力监测等技术手段,研究分析了该工作面采场支承压力分布规律特征,并结合该工作面矿压现场监测数据,对13306薄煤层工作面矿压显现规律进行了分析研究。研究结果表明,13306薄煤层工作面基本顶初次来压步距为26.8 m,周期来压步距平均为17.8 m,动载系数普遍较小;超前支承压力峰值位置位于煤壁前方1~8 m处,来压强度较低,对类似条件工作面的安全高效回采提供了参考和指导。     

煤矸互层顶板大倾角大采高工作面覆岩活动规律相似模拟研究

为了弄清煤矸互层顶板大倾角大采高工作面覆岩活动规律,以新疆焦煤集团25213工作面为工程背景,采用物理相似模拟实验方法研究了煤矸互层顶板大倾角大采高工作面覆岩活动规律。研究结果表明:25213工作面来压步距的变化范围为8~17m。与同倾角条件下的坚硬顶板大倾角大采高工作面相比,工作面来压步距较大,覆岩垮落形成冲击载荷的量级较大,工作面支承压力分布平稳且较大,上、下端煤柱支承压力峰值均较小。沿煤层高度方向,该工作面下位岩层运移量大于上位岩层;沿煤层倾向,该工作面中上部区域覆岩运移量大于下部区域。     

“两硬”围岩薄煤层工作面矿压显现规律实测研究

针对某矿13306薄煤层综采工作面的地质条件,采用超前单体支柱监测、煤体应力监测等技术,分析了该工作面采场支承压力分布规律特征,并结合该工作面矿压现场监测数据,对13306薄煤层工作面矿压显现规律进行了研究。研究结果表明,13306薄煤层工作面基本顶初次来压步距为26.8 m,周期来压步距平均为17.8 m,动载系数普遍较小;超前支承压力峰值位置位于煤壁前方1~8 m处,来压强度较低,为类似条件工作面的安全高效回采提供了参考和指导。     

厚土层厚基岩大采高综采面矿压规律

以小保当煤矿2-2煤层300 m埋深5 m大采高综采面地质条件为背景,采用理论分析和相似模拟相结合的方法,对厚土层厚基岩工作面上覆岩层结构、来压步距和支架工作阻力等进行研究.结果表明:2-2煤上覆岩层存在"双关键层"结构,亚关键层和主关键层共同作用导致工作面的大小周期来压现象,大、小周期来压步距分别为23,12 m.动载系数1.31,工作面来压较为剧烈.来压过程中支架工作阻力平均为12 643 k N,最大工作阻力为13 633 k N.工作面煤壁支承压力峰值为14.73 MPa,峰值位于采场煤壁前方5.5~20 m,支承压力增幅剧烈的区域为煤壁前方50 m范围内.小保当矿2-2煤厚土层厚基岩大采高综采面矿压规律与榆神府矿区近浅埋煤层矿压特点相似,为小保当煤矿2-2煤安全开采提供依据.     

浅埋煤层采场覆岩运动及来压规律研究

针对浅埋煤层采场覆岩运动特征及来压规律问题的研究,以万利一矿42303工作面的浅埋煤层为工程背景,通过物理模拟和数值模拟开展分析和研究。研究表明：42303工作面初次来压垮落步距为60 m,其压力峰值为14.7 MPa,覆岩初次周期来压步距为90 m,其压力峰值为15.97 MPa。此后周期垮落步距平均为12 m,最终呈现出垮落带高度为22 m,裂隙带高度为169 m的梯形结构。采空区上覆岩层呈现为梯形垮落结构,随工作面向前推进,采空区上覆岩层的梯形垮落结构影响范围逐渐增大。     

运河煤矿孤岛充填工作面应力分布及微震活动规律

孤岛充填工作面由于控制顶板上覆岩层下沉而使工作面超前支承压力变得复杂,同时顶板破断形式也不同于常规孤岛工作面。为了更好地控制孤岛充填工作面采场围岩,以运河煤矿C8301工作面为背景,研究超前支承压力变化趋势和煤柱变形情况,同时也分析了工作面回采过程中微震活动规律。研究得出：(1)孤岛充填工作面初次来压步距明显增加,工作面推进至120 m左右时发生初次来压;(2)孤岛充填工作面两侧煤柱总体变形量较小,可维持煤柱的相对稳定;(3)孤岛充填工作面回采过程中,有明显来压的特征,但是来压强度远小于正常孤岛工作面。该研究为矿井实现深部孤岛充填工作面安全开采提供了指导。     

采场支承压力对煤与瓦斯突出的控制作用

本文通过对观场回采工作面煤与瓦斯突出的统计分析,将采场矿压理论引入到煤与瓦斯突出的机理研究之中,得出了采场支承压力对煤与瓦斯突出有控制作用及回采工作面煤与瓦斯突出沿走向的分布同顶板周期来压步距有着内在联系等结论;并提出了根据采场支承压力和顶板来压显现规律,预防回采工作面煤与瓦斯突出的技术措施及预测预报煤与瓦斯突出的理论依据。     

采场围岩应力分布特征及塑性破坏规律研究

文章采用FLAC3D数值软件分析了采动影响下围岩应力、塑性破坏区分布规律,得出工作面前方17 m处为支承压力最大值,老顶初次来压步距32 m,周期来压步距12 m;煤体强度是随时间、空间变化的动态值,支承应力最大值点不是弹塑性区分界点的结论。     

极近距离煤层下分层开采矿压显现规律

通过综采工作面支架受力、巷道围岩变形、钻孔应力、锚杆工作阻力及顺槽单体液压支柱受力5方面综合观测,对鲁西煤矿3下煤层覆岩运动规律进行了研究。研究结果表明:直接顶下分层初次垮落步距平均15.6 m,直接顶上分层初次跨落步距26.1 m,老顶初次来压步距31.8 m和老顶周期来压步距在10～13 m之间;ZY4800/18/38型掩护式液压支架工作阻力的平均值是27.2 MPa是支架额定工作阻力的86.4%,对工作面顶底板支护的适应性较好;通过分析轨道顺槽和胶带顺槽支承压力分布特征,得出轨道顺槽的超前支承压力影响范围为24.6 m,胶带顺槽的超前支承压力影响范围为31.135 m。     

浅埋薄基岩采场覆岩破断运移规律研究

结合凉水井矿42112工作面地质条件,利用UDEC数值模拟软件,研究了浅埋薄基岩采场初次来压和周期来压的全过程,通过矿压观测,得到浅埋薄基岩采场覆岩破断运移过程的一般规律及来压特点。研究表明:42112工作面初次来压步距约60 m,周期来压步距约15 m,来压强烈,矿压显现规律与普通采场存在较大差别。     

深井大采高综放开采微震监测技术研究

基于微震监测技术在回采工作面的应用,采用该技术对厚表土深井综放开采工作面覆岩运动规律和采动支承压力分布规律进行了研究,并结合监测参数为工作面支架工作阻力的确定提供依据。研究结果表明:工作面周期来压步距21.6～25.4 m,平均23.4 m;高位顶板来压步距56.3～62.3 m,平均59.3 m,最大断裂高度70 m;煤层直接顶厚度、基本顶板和高位顶板厚度分别为30、20、20 m;工作面走向支承压力影响范围42.7～54.2 m,平均48.6 m,并确定了支承压力峰值位置,为矿井回采过程中超前支护距离的确定提供理论依据。根据微震监测技术获得的矿压参数确定支架合理的工作阻力为15 000 kN。