深部动压回采巷道的矿压时空分布规律研究

开采深度增加,地质力学环境比浅部复杂,深部动压回采巷道仍沿用浅中部的超前加强支护范围已不能有效控制动压巷道围岩变形。针对埋深762 m的某矿回采工作面顺槽的支护和超前加强支护范围,分析得出:回采和掘巷期间围岩变形不同,掘巷期间以底臌为主,而回采期间以顶板下沉为主;深部动压回采巷道超前支承压力影响范围明显增大,加强支护范围应大于采动剧烈影响区5~10 m。     

大采高工作面煤壁片帮的压杆稳定性分析

片帮问题是厚煤层大采高工作面安全高效开采的主要制约因素之一,部分研究表明煤壁容易发生片帮的位置在煤壁的中上部,但其忽略了护帮板的作用力且有关理论计算结果值得商榷。针对这一问题,构建了新的大采高煤壁片帮计算分析模型,重新计算得到了护帮板的护帮力及护帮长度对大采高煤壁弯矩的影响,为今后特定挠度下护帮参数选型提供可靠的依据。     

孤岛工作面沿空掘巷矿压特征研究及工程应用

 孤岛工作面沿空掘巷矿压显现剧烈,支护难度大。若支护参数设计不当,巷道支护失败,必将极大影响工作面安全回采。以淮南潘三矿1251(3)孤岛工作面回风巷为工程背景,采用FLAC3D软件研究孤岛工作面沿空掘巷超前支承压力分布特征。通过建立孤岛工作面沿空掘巷基本顶的力学模型,推导出受动压影响时巷道顶板下沉量的计算公式。研究结果表明,孤岛工作面超前支承压力增加明显,孤岛工作面沿空掘巷围岩变形量剧增,其支护难度大大增加。在获得以上研究结果的基础上,分别对试验巷道掘进期间支护参数和回采期间加固参数进行设计。工程实践表明,锚网索和注浆加固联合支护可有效地控制孤岛工作面沿空掘巷围岩的变形,研究结果可在类似条件下推广应用。     

工作面顶板压力分布与液压支架工作阻力匹配探究

液压支架的选型直接影响着工作面的生产,而按照传统的支架选型理念,工作面支架的型号是相同的,这样肯定是能够满足安全生产。但是工作面的顶板压力分布不是在每个位置都是一样的,这样实际是造成了一种浪费,大工作阻力的支架没有完全发挥作用,希望通过分析某煤矿1031工作面支架压力规律,提出支架选型的另一种猜想,以求达到最大的经济效益。     

许疃矿72煤工作面破碎顶板超前预注浆加固控制技术研究

 本文以淮北矿区许疃煤矿71、72煤层为工程实例,根据其分叉合并、层间距变化大、采空区下顶板破碎等特点,采用实验室力学实验、现场实测、理论分析等方法,对71煤层开采后底板的破坏深度、工作面破碎顶板的有效控制方式进行了研究;设计了破碎顶板的注浆参数,并采用“更换钻头”与“跟管钻进”埋设注浆套管的新方法,解决了破碎顶板钻孔、埋设注浆套管难的问题。通过未注浆工作面于注浆工作面的矿压显现与巷道表面位移对比,总结了顶板控制效果,得到72煤破碎顶板的有效控制技术,为淮北矿区72煤破碎顶板控制提供了理论依据。     

孤岛工作面沿空巷道矿压显现规律研究

以顾北煤矿1232(1)综采工作面为研究对象,首先分析了煤层的地质条件与顶底板的情况,并制定了矿压观测的内容与方法,进而对综采支架工作阻力、巷道围岩变形进行实测分析,得到矿压显现的规律,从而为工作面的高产、高效、安全、低耗生产创造良好的技术条件。研究结果表明,孤岛工作面超前支承压力增加明显,孤岛工作面沿空掘巷围岩变形量剧增,其支护难度大大增加,在进行孤岛工作面沿空掘巷支护设计时必须大大增加支护强度。     

基于BP神经网络的回采巷道围岩稳定性分类

针对袁店矿回采巷道围岩条件复杂、现有分类方案不够完善、巷道收敛率较大等问题,探索一种准确、高效、易于使用的回采巷道围岩稳定性预测方法.以袁店矿区回采巷道作为工程研究背景,采用BP神经网络预测原理,在分析出回采巷道围岩稳定性的影响因素基础之上,设计出一种基于BP神经网络的回采巷道围岩分类方法,利用Matlab7.0BP神经网络工具箱,实现算法编程和GUI友好的用户操作界面,结果证明此方法具有相当高的预测精度.     

动静耦合作用下无煤柱切顶留巷顶板成缝与稳定机理

无煤柱切顶留巷开采核心工艺为超前工作面采用预裂爆破技术切断巷道顶板与采空区顶板力学联系。基本顶预裂爆破期间是动静耦合作用的过程,动静耦合作用下既要保证基本顶炮孔连线间形成贯通裂缝,达到切顶效果,同时还要保证巷道基本顶稳定,装药长度与炮孔间距是决定性因素。以安徽祁东煤矿7135工作面为工程背景,基于岩层中应力波衰减公式,分析了基本顶预裂爆破成缝机理,并以此建立基于抗拉强度的成缝判据,确定基本顶成缝时装药长度及炮孔间距的最小量化关系。基于预裂爆破过程基本顶受力特征,建立基本顶动静耦合作用力学模型,获得耦合作用下基本顶应力计算公式,分析了动载作用下基本顶不同时间应力分布规律,揭示了爆破应力波在基本顶内呈拉、压交替变换且巷道基本顶同一位置持续受到拉、压应力脉冲作用的传播规律;分析了静载作用下基本顶拉应力分布与不同侧向应力集中系数关系,揭示极限平衡区应力集中系数仅对巷道基本顶局部拉应力分布有影响(03.0 m)的规律;分析了巷道基本顶稳定机理,并以此获得巷道基本顶稳定判据,确定巷道基本顶稳定时装药长度及炮孔间距的最大量...     

采场覆岩“宏观-大-小”结构及其失稳致灾机理

针对薄基岩工作面易发生顶板整体切落压架事故问题,采用理论分析和数值模拟对一般工作面和薄基岩工作面采场覆岩结构失稳致灾机理进行对比研究。建立采场覆岩"宏观-大-小"结构力学模型,确定不同覆岩结构失稳支架临界工作阻力,分析了关键层上覆载荷对关键层破断形式和破断块体稳定性的影响,并通过UDEC数值模拟软件对典型工程地质条件下采场覆岩结构及应力场演化特征进行了模拟验证。研究结果表明:(1)一般工作面回采后,采场覆岩中会自下而上依次形成"支架-围岩"小结构、"砌体梁"大结构、"压力拱"宏观结构,小结构的稳定性取决于大结构的稳定性,而大结构的稳定性又取决于宏观结构的稳定性;(2)在宏观结构的保护作用下,关键层上覆载荷较小,关键层破断岩块容易形成"砌体梁"平衡结构,作用在支架上的力较小,工作面矿压显现缓和;(3)随着关键层上覆载荷增大,关键层破断步距减小,破断形式由弯拉破断转变为剪切破断;(4)当关键层破断岩块上覆载荷过大,大结构发生失稳,关键层自重及其上覆载荷经垮落带岩层作用在采场支架上,导致小结构失稳,发生压架事故;(5)薄基岩工作面采场覆岩中无法形成宏观结构,上覆岩层在承压含水层水压力及自重作...