放顶煤无煤柱护巷机理的有限元分析

根据有限元正交试验法，设计了有限元正交试验方案，建立了放顶煤无煤柱护巷的数值模型；通过对计算结果分析，得出放顶煤无煤柱开采沿空巷道的布置参数和支护形式，可为放顶煤无煤柱护巷提供理论依据     

漳村煤矿设瓦斯巷综放面瓦斯分布及涌出特征

由于综放工作面开采强度大,引起瓦斯涌出量成倍增加,严重制约着工作面的安全生产．针对瓦斯涌出强度大的问题,通过在山西潞安矿务局漳村煤矿综放工作面布置测点、测线,进行现场观测和研究,分析论述了工作面设置排放瓦斯巷解决瓦斯严重超限问题时,综放工作面的瓦斯分布状况及涌出特征．     

综放面采空区遗煤自然发火过程动态数值模拟

通过对影响煤炭自燃因素的分析，建立了采空区内遗煤自燃过程数学模型，可随时预测不同漏风强度和不同推进速度的条件下，采空区遗煤自然发火的危险性．在计算机上对徐庄矿7235综放面采空区遗煤自燃过程中，氧化时间、工作面推进速度、遗煤厚度对煤温的影响进行了模拟，预报了在回采过程中采空区遗煤不自燃，而撤支架过程中确可能发生煤炭自燃，预报结果与实际相符。     

综放沿空留巷围岩变形影响因素的分析

从技术因素和地质因素两个方面重点论述了综放巷内充填沿空留巷围岩变形和应力分布的基本特征．通过计算机数值模拟，优化了充填工艺参数，得出了合理的留巷技术方案．在此基础上，系统分析了煤层硬度、采高、直接顶厚度和硬度、老顶岩层硬度及关键层复合效应等因素对留巷围岩变形与垂直应力分布的影响规律．并采用多元分析方法，得到了各因素对围岩最大应力的回归方程．研究结果可对综放巷内充填沿空留巷的应用提供理论依据和设计指导．     

耿村矿综放面采空区"三带"的观测与分析

通过对耿村矿13011综放面采空区"三带"的观测,证实了在采空区中部布置观测管路观测气体方案的可行性,采集的气体更具代表性.在分析观测数据的基础上确定了采空区"三带"的宽度范围,并结合耿村矿煤层自然发火期,指出了防止采空区遗煤自燃所必需的工作面最低推进速度,讨论了某一工作面在不同时期影响"三带"范围变化的主要因素,为防止采空区遗煤自燃提供了依据.     

采空侧综放工作面三角煤失稳机理及控制研究

基于国阳一矿8907综放工作面端头顶板破断特征,建立了采空侧端头三角块结构力学模型,理论及数值模拟分析三角煤失稳机理.结果表明:三角煤区域受本工作面及相邻工作面采动共同影响,应力集中且处于弹塑性区交界处,发生塑性破坏,端头控顶范围增加.不同护巷煤柱尺寸影响采空侧端头围岩应力分布进而影响三角煤的稳定性,将护巷煤柱尺寸由12 m增加至20m能够有效地控制三角煤失稳.在已有的12 m护巷煤柱下,提出采用马丽散注浆加固三角煤及其围岩,据此在81101工作面进行工业性试验,取得了较好效果.     

综放面多尘源粉尘分布规律数值模拟及实测

为解决综放工作面粉尘浓度高的问题,掌握各作业工序粉尘浓度空间分布规律,有效指导粉尘控制工作,依据气固两相流理论,运用Fluent软件对综放工作面割煤、移架、放顶煤、转载各工序单独及同时作业时的粉尘分布规律进行数值模拟,并与现场实测数据进行对比分析.结果表明:割煤作业粉尘沿采煤机机道扩散的同时向人行道空间扩散,需在滚筒尘源处控尘,并在采煤机外侧采取水幕帘除尘措施;移架作业时人行道粉尘浓度高于机道粉尘浓度,需在机道空间和人行道空间均设置架间喷雾;放煤作业粉尘沿人行道空间分布较大,需在放煤口采取隔尘措施;转载点局部风速大,粉尘影响范围较广,应采取密封等措施.还应在放煤和割煤作业之间增加全断面喷雾降尘装置.     

大倾角综放面端面顶煤稳定性控制数值模拟及应用

大倾角松软煤层综放面实现高产高效的关键之一是端面顶煤稳定性控制.利用FLAC3D数值模拟软件,分析了放项煤采场覆岩与顶煤的应力场特征、端面顶煤的破坏规律以及位移特征.结果表明:端面顶煤产生较大变形,处于应力降低区;煤壁前方项煤在支承压力作用下产生破坏区,遍布整个煤层;上端头的围岩片帮控制是应重点加强的关键部位;工作面上部支架后底座下滑是支架失稳最先出现和最常见的现象.通过及时支护、提高支护质量等围岩稳定性控制措施,可以取得良好的端面顶煤稳定性控制效果.     

耿村矿综放面采空区“三带”的观测与分析

通过对耿村矿１３０１１综放面采空区“三带”的观测,证实了在采空区中部布置观测管路观测气体方案的可行性,采集的气体更具代表性．在分析观测数据的基础上确定了采空区“三带”的宽度范围,并结合耿村矿煤层自然发火期,指出了防止采空区遗煤自燃所必需的工作面最低推进速度,讨论了某一工作面在不同时期影响“三带”范围变化的主要因素,为防止采空区遗煤自燃提供了依据．     

深埋薄基岩综放工作面切顶卸压沿空留巷围岩协同控制技术研究

为解决深埋薄基岩切顶卸压沿空留巷巷道受采动影响支护困难的问题,以焦作煤业集团赵固(新乡)能源有限责任公司赵固一矿18060综放工作面切顶卸压沿空留巷巷道为工程背景,基于留巷围岩结构运动和覆岩力学传递特征,提出深埋薄基岩切顶卸压沿空留巷巷道围岩协同控制技术。研究结果表明:采用定向预裂爆破技术能够切断留巷顶板下位关键岩层,并形成短壁梁结构;与未切顶相比,切顶后巷道侧向支承压力减小14.17 MPa(降低37.67%),顶板竖向应力峰值减小5.22 MPa(降低22.5%);切顶侧矿压较未切顶侧明显降低,切顶影响范围约30 m;留巷两帮收缩量最大为471 mm,顶底板移近量最大为717 mm,工作面后方约200 m开始稳定。提出的深埋薄基岩切顶卸压沿空留巷围岩协同控制技术现场应用效果较好,可为类似地质条件下的切顶卸压沿空留提供参考。     

综放回采巷道围岩力学特征实测研究

通过对综放面回采巷道围岩的深部位移、表面位移、应力分布以及支架荷载的实测分析，得出综放面回采巷道围岩力学特征分布规律．研究表明，临近工作面巷道围岩处于支承压力降低区，支架荷载下降，但支架和围岩变形最剧烈，表明巷道围岩处于岩石峰后的力学状态．围岩变形主要发生支承压力影响区，合理的巷道支护应能控制采动影响剧烈阶段的围岩变形，顺槽支护设计理念应从载荷控制向变形控制转变．     

软煤综放面煤壁片帮机理及防治研究

为了解决软煤综放条件下煤壁片帮严重问题,针对五阳煤矿综放面端面冒落特征,分析了煤壁片帮现状、原因.研究煤壁受力特征,建立力学模型,探讨片帮机理,提出煤壁片帮的控制原则及控制途径,确定防治方案及合理参数,并进行工业性实验.结果表明:煤壁中存在圆弧状"滑动面",煤壁稳定的临界高度为1.8 m;控制煤壁稳定的关键是控制"滑动面"的稳定;煤壁片帮严重区域采用打木锚杆来控制煤壁稳定.新片帮控制方案实施后,煤壁片深、片帮范围明显缩减,端面冒落得到有效控制.     

阳泉三矿大采长综放工作面瓦斯涌出特征分析

大采长综放工作面单位时间内瓦斯涌出量增大,经常造成工作面回风隅角和回风巷瓦斯质量浓度超限.通过分析综放工作面瓦斯涌出源,可以了解其瓦斯涌出特征.对阳泉三矿大采长K8206综放工作面初采期和回采期的瓦斯涌出规律的分析可知,初采期瓦斯涌出量具有大幅度波动性,其原因主要为采空区瓦斯不断地、周期性地涌入.正常回采期,只要高抽巷的抽放负压足够大,邻近层瓦斯涌入工作面的问题就能解决;而大采长综放工作面本煤层瓦斯涌出量增大,则需要增加通风量或者采用新的通风方式.     

煤巷高冒区松散煤体自然发火的数值模拟研究

巷道高冒区自燃火灾，不仅严重影响到采掘工作面的安全生产，而且威胁到矿工们的生命安全．通过对煤巷高冒区特点和影响煤炭自燃因素的分析，根据多孔介质流体动力学、传热和传质理论，建立了高冒区松散煤体自然发火过程三维数学模型．以旗山煤矿高冒区为例，用有限元法进行了数值求解，得到高冒区渗流速度场、温度场和氧浓度场的分布，在此基础上划分出最易自然发火的区域，分析了高冒区自然发火的机理．结果表明：高冒区松散煤体漏风强度随孔隙率的增大而增加；高冒区松散煤体的中部区域存在最易自然发火区，是现场防治高冒区自然发火的重点区域．现场试验数据验证了数值模拟结果的合理性．     

急倾斜煤层巷道放顶煤开采顶煤可放性评价

应用人工神经网络方法，建立了急倾斜中厚－厚煤层巷道放顶煤开采可放性评价的人工神经网络模型。该模型可用来预测工作面技术经济指标，优化放顶煤工艺参数。