大倾角煤层采场顶板运动与矿压显现规律研究

双鸭山东保卫煤矿36#大倾角煤层采场顶底板运动直接制约生产安全。通过现场监测,结合计算机数值模拟等理论方法,对大倾角条件下采场顶板运动与矿压显现规律、工作面支架载荷进行了研究。研究结果表明,由于煤层倾角增大,老顶沿倾向会形成一个由断裂岩块铰接而成的拱形结构,工作面中上部与下部载荷比为1.41。     

采动应力作用下深井巷道围岩稳定性分析与控制

以某矿千米深井巷道为原型,通过数值模拟研究,对采动应力作用下的巷道围岩破坏特征进行了分析,并对锚杆支护参数进行了优化研究。通过加强支护和改变局部锚杆支护参数,可以有效控制巷道围岩的变形,提高其整体稳定性。     

覆岩导水裂缝与岩层拉伸变形量的关系研究

为了研究覆岩导水裂缝带内裂隙岩层导水性与覆岩岩层层向拉伸变形的关系,定义了岩层中间层的概念;在假定可以用两段圆弧拟合岩层下沉盆地内外边缘曲线的条件下,导出了岩层层向拉伸率ε的计算公式;统计了近年来的井下导高观测成果。研究得出:当岩层中间层层向拉伸率超过岩石拉伸变形极限时,岩层会产生法向拉伸裂隙;当岩层层向拉伸率大于其临界拉伸率时,该岩层就会成为导水裂缝岩层。岩层层向拉伸率ε主要受岩层层位高度h,煤层采厚m,岩层下沉系数q,边界角δ0和充分采动角ψ等因素的影响。回归分析得出:覆岩岩层越坚硬,则裂采比就越大,导水裂缝带顶部岩层层向临界拉伸率ε0值就越小。     

村庄下条带开采的参数研究

该文以某矿一采区为研究对象,探讨了条带开采参数的计算及煤柱稳定性问题。并用概率算法对开采影响范围内的地表沉陷及村庄建筑物的变形破坏进行了分析。     

井下采空区部分充填参数的确定

采空区部分充填方法是在降低充填成本基础上的一种行之有效的采空区充填技术,利用矿压理论、材料力学及数值模拟方法,对某矿矸石部分充填采空区的充填参数进行了设计,确定了充填60 m、留30 m的充填方案。通过数值模拟分析,得出了充填体塑性区比例系数Kb与充填体宽度A的关系是呈下凹型的幂指数关系。从而,设计了合理的充填工艺流程,选择了合理的充填设备,经过部分充填技术的实施,取得了良好的社会效益和经济效益。     

双巷掘进留窄小煤柱布置方式及围岩稳定性控制技术

为解决传统双巷掘进资源采出率低和沿空掘巷采掘接替紧张难题，以翟镇煤矿下组煤一采区11502工作面为工程试验对象，创新性提出留窄小煤柱双巷同时掘进巷道的布置方法，同时构建小煤柱高强复合加固支护技术。采用理论分析、试验测试结合数值模拟等综合研究方法，对留窄小煤柱双巷掘进布置原理及煤柱加固支护技术进行深入研究探索。结果表明，双巷掘进留窄小煤柱技术能够实现采区工作面顺序接替，有效提高采区采出率；提出的小煤柱综合加固支护技术以超前断顶卸压、对穿锚索提高煤柱自身承载力以及钢管混凝土墩柱高强辅助加强支护为主体，避免了小煤柱过早进入塑性状态而发生整体失稳破坏，能够有效保持长期稳定。基于覆岩组合结构理论建立煤柱–顶板结构力学模型，研究煤柱上方支承压力分布规律与大小，建立双巷掘进小煤柱加固支护设计方法。通过数值模拟验证，该技术与传统沿空掘巷相比，能够更好地控制巷道围岩变形，煤柱体的帮鼓变形量和巷道变形量均得到了有效降低。