厚煤层综采工作面强矿压分布规律与支护技术研究

针对纳林河二号矿井31102工作面沿空巷道支护困难问题,采用理论分析、现场实测等方法,研究了该工作面强矿压分布规律,设计了强矿压条件沿空巷道支护方法。研究结果表明:①31102工作面进入双工作面见方阶段时,工作面覆岩为标准的载荷三带结构,即"ILZ+DLZ+SLZ"。"ILZ"厚度为0～66.4m,"DLZ"厚度为66.4～312.9m,"SLZ"厚度为312.9m～地表。②31102工作面超前支承压力峰值为47.91 MPa,距离工作面约123m,最大影响距离约250m。依据微震实测数据分析结果,结合该矿井实际支护效果,提出强矿压条件下,基于临空巷道微震走向分布特征的"四位一体"分区控制超前支护技术。     

布尔台煤矿42107工作面强矿压显现规律及其防治

为了有效防治布尔台煤矿42107工作面强矿压显现现象,采用VB.NET软件编程技术对42107工作面液压支架工作阻力监测数据进行了系统分析,研究了强矿压显现规律,提出了强矿压防治对策。结果表明：布尔台煤矿42107工作面强矿压主要受层间坚硬岩层影响,在较宽区段煤柱的约束作用下,采空区边沿悬顶面积较大,工作面机头机尾处顶板活动不充分|在临空侧悬顶和本工作面超前支承压力影响下,超前巷道矿压显现强烈|由于工作面长度较大,同时受上覆22煤遗留煤柱影响,工作面中部矿压显现也较强烈。基于强矿压显现规律,提出了强矿压防治方法。实践表明,强矿压控制效果良好。     

巨厚砂岩层组综采工作面强矿压显现机理研究

以纳林河二号井31102工作面回风巷强矿压显现为背景,采用理论分析、现场实测等方法,对巨厚砂岩层组综采工作面强矿压显现机理进行研究。研究表明:31102工作面进入双工作面见方阶段时,采场覆岩结构为标准的载荷"三带"结构;基于31102工作面双见方阶段覆岩结构,建立了走向支承压力估算力学模型,得出双见方阶段31102工作面超前42.69~215.67 m范围达到发生冲击地压的应力条件;中等冲击危险范围为57.47~137.02 m,该范围"DLZ"传递的高应力为双见方阶段31102沿空巷强矿压显现的主要原因。31102回风巷强矿压控制机理为:确定合理的卸压参数,通过大直径钻孔释放煤体积聚能量,同时尽量减少对围岩结构的破坏,确保巷道围岩处于"低应力-低扰动"状态。     

工作面端头三角区沿空巷道强矿压显现与应力转移分析

大同矿区同忻煤矿8105工作面5105沿空巷超前支护段矿压显现明显,来压强度大,巷道变形与单体支柱折损严重,严重影响了回采巷道的正常使用。在分析工作面沿空巷强矿压显现特征的基础上,得到了巷道强矿压主要影响因素,提出对工作面顶板进行双向应力转移以降低端头三角区集中应力的方法。研究表明:工作面端头双向支承压力将形成端部三角区高应力集中,对工作面沿空巷超前支护段的强矿压显现具有重要影响;采用改变形式的三参数威布尔函数对双向支承压力进行理论分析,得到了工作面端头三角区高应力大小及区域分布特征;提出了双向应力转移的方法,降低了沿空巷超前支护段围岩应力。现场实践中,通过对工作面5105沿空巷及顶回风巷顶板采取水压致裂技术后,工作面5105巷超前支护段强矿压显现得到明显改善,巷道变形量明显降低,保证了工作面的正常生产。     

千米深井综放工作面支承压力分布及冲击地压规律研究

该文采用KJ550型应力在线监测系统和So S微震监测系统对1306工作面支承压力分布特征及矿震时空分布规律进行了研究。研究结果表明,工作面"见方"期间超前支承压力影响范围高于正常推进期间,工作面强矿震的出现不是单一孤立的,强矿震有丛集显现,震动与开采活动的直接相关性很强。1306工作面重点防冲区域为工作面正常推进时周期来压位置,工作面"见方"区域及断层、煤层分叉及巷道交叉等地质异常区域。     

重叠煤柱作用下综放采场围岩应力演化规律研究

针对大同矿区石炭系特厚煤层工作面过上覆侏罗系煤柱时的强矿压显现现象,采用数值模拟和现场实测的方法,对上部重叠煤柱与采动耦合作用下的围岩应力演化规律进行研究。采用UDEC数值计算软件,对重叠煤柱作用下工作面的回采过程进行模拟,结果表明:工作面回采至侏罗系煤柱对应区域时,工作面超前支承压力峰值为32~37 MPa,较非煤柱区域提高了25%~33%;工作面的侧向支承压力与上部侏罗系井田边界煤柱应力相互叠加,工作面的侧向支承压力影响范围约为120 m,5105巷道围岩应力达到了27~32 MPa;邻空巷发生冲击性来压是邻近工作面侧向支承压力,本工作面超前支承压力和重叠煤柱应力传递的耦合作用的结果。利用顶板动态监测系统实时监测支架工作阻力,分析得到:工作面推进至侏罗系采空区对应区域,来压期间的支架工作阻力变大,支架增阻更为频繁,矿压显现强烈。     

坚硬顶板条件下采动岩体能量分布规律与矿压显现特征

为了揭示坚硬顶板条件下采动岩体能量分布规律与矿压显现特征,根据某煤矿地质和开采技术条件,采用理论分析和数值模拟方法,对采动岩体的能量场和应力分布进行了研究;根据破碎煤岩体的剩余能量,确定了强矿压显现的临界能量。数值模拟表明:工作面推进距离超过180 m时,工作面超前范围采动岩体能量达到了强矿压的临界能量,具有强矿压显现的危险;工作面超前支承压力影响范围约为40 m,应在该范围加强两巷支护。     

煤矿应力异常集中区强矿压防治研究

根据木城涧煤矿三槽西五壁工作面的生产地质条件,采用FLAC^3D三维数值模拟软件,分析了工作面开采过程中的垂直应力,特别是超前支承压力的分布规律,以此划分了应力异常集中区,强矿压危险区域为工作面轨道顺槽前方不规则煤柱的尖角处,垂直应力集中系数达到2.75。利用电磁辐射对上述危险区域进行重点监测,对超过临界预警值的区域,及时采取煤体卸压爆破进行强矿压危险性的卸压解危,并利用电磁辐射检验卸压效果,直至监测指标降至临界值以下,最终确保了工作面的安全生产。     

基于微震和应力监测的支承压力分布探测与应用

为研究纳林河二号矿井综采工作面支承压力分布特征,采用微震和应力在线监测技术对纳林河二号矿井31102工作面辅运顺槽煤体垂直应力进行了现场实测。研究表明,辅运顺槽超前影响距离约150 m,超前60 m左右进入剧烈影响区,工作面滞后影响距离约350 m,其中150～300 m为动压影响剧烈区;辅运顺槽一侧侧向压力峰值位于距离采空区18 m左右的煤柱内;超前工作面60 m至滞后工作面300 m范围内辅运顺槽应加强支护。现场应用实践表明该支护距离满足现场强矿压防治需要。     

强冲击大采高综采工作面超前支护技术

通过对纳林河二号煤矿31102工作面回风巷超前支护段强矿压作用机理及回采过程中微震监测系统、超前应力监测系统、地面沉降观测数据的综合分析,总结了临空巷道回采期间超前支护段巷道变形机理及覆岩运动规律。结合现场矿压规律和微震监测数据分析结果,将超前支护前300 m划分为高、中、低频区和稳定区,针对不同区段采取“四位一体”支护设计。现场实施后巷道变形得到有效控制,实现了安全高效回采,对类似矿井大采高临空巷道超前支护有一定借鉴意义。     

综放工作面煤岩破坏及矿压显现与瓦斯涌出关系的实测研究

为获取综放开采工作面瓦斯涌出随开采过程的变化规律,在屯留煤矿S2205综放工作面进行了煤岩破坏的微震监测、工作面矿压显现监测和瓦斯涌出的实测研究,分析了煤岩破坏的三维时空分布、工作面支架工作阻力和超前支承压力的变化情况,结合工作面瓦斯涌出监测数据,得到了综放工作面煤岩破坏、矿压显现和瓦斯涌出三者之间的关系。结果表明：工作面煤壁前方随工作面的推进而产生大量微震事件,微震事件峰值出现的时间一般略早于工作面周期来压,而瓦斯涌出量峰值的出现又略晚于工作面周期来压,可以根据微震事件变化来间接反映工作面矿压显现和瓦斯涌出情况。屯留煤矿S2205综放工作面微震事件及能量的突然增大超前于来压剧烈显现1 d,煤岩的充分破坏超前于瓦斯的大量涌出1个班。     

特厚煤层坚硬顶板临空煤巷强矿压显现机理及控制技术

针对大同矿区石炭系3-5号特厚煤层坚硬顶板综放工作面在留设38~43 m区段煤柱条件下,临空煤巷超前支护段仍出现严重变形、伴有动力冲击等强矿压显现问题;采用理论分析、现场实测与数值模拟相结合的方法,研究得到了临空煤巷超前支护段强矿压显现的机理。结果表明:两采空区高支承压力相互叠加和煤岩体本身的蠕变效应共同作用是导致临空煤巷超前支护段强矿压显现的根本原因;工作面上覆K3亚关键层的破断将导致采空区四周形成高支承压力区,该支承压力影响范围110~150 m;提出面周比的概念,随面周比增大,支承压力峰值强度和峰值位置呈线性增大,而支承压力影响范围基本不变。提出并实施了特厚煤层坚硬顶板留窄煤柱护巷技术,在塔山煤矿8204工作面5204巷现场试验取得了良好的效果,保证了工作面的正常生产。     

液压支架炮采工作面矿压显现规律研究

炮采工作面采用液压支架支护的开采方法应用较少,为评价并改善该技术的应用效果,在田庄煤矿3601工作面进行了液压支架炮采工作面矿压显现规律的研究,分析了工作面顶板运动规律,在工作面和两巷布置测站,监测了工作面支架工作阻力和两巷超前支承压力变化情况,并对监测数据进行了处理分析。结果表明:3601工作面老顶周期来压时支架平均动载系数为1.64,属于周期来压较明显的炮采工作面,且存在分段来压现象;工作面超前支承压力峰值在工作面前方8m左右,采动影响范围约在工作面前方0～20m。     

大埋深厚煤层大采高工作面冲击地压解危技术应用

针对门克庆煤矿工作面矿压显现强烈、煤层开采存在冲击灾害的问题,通过地质和开采影响因素对工作面进行冲击危险指数评价,并进行冲击危险性分区,由此制定了不同区域的冲击地压解危技术措施。通过微震、工作面超前支承压力和支架压力等方法进行监测,结果表明,在工作面回采期间围岩活动强度较低,能量释放平稳,解危效果良好。     

大采高综采面超前支承压力分布特征实测研究

为揭示下石节煤矿2301大采高综采面超前支承压力分布规律,采用矿压监测系统和微震监测系统两种监测手段进行实测分析,结果表明:超前支承压力影响范围为50~60 m,其中应力峰值位于工作面前方5~10 m处,工作面前方30 m为应力显著升高区,两顺槽当前的超前支护方案是合理的。     

西冯街煤业3408综放工作面矿压观测分析

为掌握西冯街煤业3408综放工作面开采期间矿山压力显现规律,对该综放面液压支架及两巷单体液压支柱工作阻力进行现场监测;通过矿压观测分析得出以下数据:3408综放面回采期间平均周期来压步距为18.8 m,工作面综放支架动载表现为工作面端头区域大、中部区域小,工作面正常开采期间超前支承压力影响范围约为50～60 m,煤壁前方约13 m左右位置为支承压力峰值区,支承压力集中系数为2.1～2.2.     

复杂地质综采工作面矿压规律监测与分析

五轮山煤矿1801工作面为矿井的第一个综采工作面,研究其顶板的矿压规律对开采过程中的顶板管理显得尤为重要。通过现场的仪器监测,结合矿山压力与岩层控制理论,对五轮山煤矿1801综放工作面回采期间矿压规律进行观测分析。得出了1801工作面回采期间的矿压显现规律和支架的载荷分布特点;来压期间,根据超前支承压力的观测,确定工作面超前支护的距离是50m。     

夏店煤矿3119综放工作面矿压显现规律及支架适应性分析

为掌握3119工作面矿压显现规律及支架的适应性,通过现场实测支架工作阻力,对钻孔应力计数据进行分析,得出工作面顶板来压情况及超前支承压力分布规律。结果表明:工作面基本顶平均来压步距为26.4 m,来压呈现为中部高、两端低的特征,超前支承压力影响范围为26～48 m,ZF4400/17/33型液压支架适应性较好。     

邻近终采线梯形煤柱冲击地压防治研究与实践

以济宁市金桥煤矿1304工作面为工程背景,通过分析该工作面邻近终采线梯形煤柱形成冲击危险的主要影响因素,结合微震监测、应力在线监测及预卸压效果分析,建立了相适应的支护和卸压方案。回采后期受超前支承压力等因素影响,梯形煤柱应力集中,为研究工作面回采期间渐缩煤柱应力分布情况,以1304工作面回采后期距终采线150 m梯形煤柱进入采动影响范围后为背景开展研究,采取预卸压、监测、压力显现观测等方法,掌握了梯形煤柱应力分布规律。     

“两硬”围岩工作面矿压显现规律分析

针对13306综采工作面的地质条件,采用超前支柱监测、煤体应力监测等技术手段,对工作面现场矿压数据进行监测并对工作面矿压显现规律进行了分析研究。结果表明,133061工作面老顶初次来压和周期来压步距分别为26.8 m、17.8m,动载系数普遍较小;超前支承压力峰值位置位于煤壁前方1~8m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。