神达栖凤煤业综放面顶板运动特征与采场矿压规律分析

综放面顶板运动与采场矿压显现规律相对复杂。文章以神达栖凤煤业51408工作面为工程背景,理论计算了工作面直接顶和基本顶初次来压、周期来压步距及所需的支架强度,现场矿压实测发现,煤层倾角导致工作面下部矿压显现相对严重,其初次和周期来压强度最大,动载系数最大,而工作面跨度较大导致工作面中部顶板岩层提前破断,周期来压步距较小。     

大采高伪斜综采面老顶分段初次来压分析与控制

针对大采高大倾角伪斜综采面初采期间老顶分段初次来压的矿压显现规律,结合工作面具体的地质生产条件及初采期间老顶破断特征,分析了大采高伪斜综采面老顶呈现分段初次来压的原因,并提出了相应的支架—围岩稳定性控制措施。     

屯兰矿俯斜综放工作面矿压显现研究

屯兰煤矿8502工作面是综放俯斜开采工作面,开采过程中矿压显现。为保证安全生产,为开采过程中支架工作阻力及设备选型打下基础,拟采用UDEC数值模拟的方法对俯斜综放工作面的矿压显现进行研究。研究结果显示,工作面采用俯斜开采工艺时,工作面的初次来压大约是44 MPa,周期来压大约是40 MPa;工作面采用俯斜开采工艺时,直接顶随采随冒,基本顶初次来压步距约35 m,周期来压步距为15 m。     

大采高工作面顶板结构分析与支架工作阻力确定

为掌握大采高工作面顶板破坏结构及矿压显现规律,计算分析了不同采高下顶板垮落规律并采用动载荷法确定支架的合理工作阻力。研究结果表明:大采高工作面基本顶悬顶面积增大,矿压显现明显;采高小且直接顶厚时,下位直接顶垮落后可充满采空区,上位直接顶破断并充当承载层,初次来压和周期来压时工作面矿压显现不明显;对比不同采高围岩塑性区分布规律,采高小,下位直接顶垮落充满采空区,上位直接顶不能承载上覆岩层质量弯曲下沉,在拉应力作用下屈服;采高增大至直接顶全部垮落充满采空区对基本顶形成支撑,基本顶形成承载结构,围岩破坏面较少;大采高开采时,基本顶悬顶面积增大造成工作面煤壁前方支承压力增大,直接顶破坏面较多;垮落带和裂隙带高度随采高增大几乎呈线性增长。根据对工作面支架工作阻力进行计算确定ZY15000/33/72D型液压支架符合现场工作面实际生产需求。     

急斜放顶煤矿压显现规律的观测与研究

通过对宜洛矿李沟井伪俯斜放顶煤回采工作面的矿压观测，从如下几个方面研究了急倾斜伪俯斜放顶煤工作面矿压活动规律：工作面的初次来压、周期来压步距和来压强度；沿工作面走向控顶区内的顶板压力状况，以及生产工序对控顶区内支柱载荷的影响；研究了沿倾斜方向矿压显现特点，分析与近水平煤层矿压显现不同的原因；观测了上下巷矿压活动规律，并分析了上下巷压力不同的原因，用统计法对伪俯斜放顶煤采煤法和分层开采上下巷矿压显现作了对比。     

8.8m超大采高工作面矿压显现规律实测及机理分析

针对浅埋深超大采高工作面矿压显现强烈的问题,基于支架压力现场监测,对上湾煤矿8.8 m超大采高工作面矿压显现规律进行了研究。结果表明:8.8 m超大采高工作面基本顶初次来压步距为45 m左右,周期来压步距平均为13.5 m,动载系数平均为1.6;超大采高工作面周期来压具有来压步距短、来压持续时间长、来压区域性明显、动载矿压强烈等特点。根据工作面上覆顶板结构分析认为,工作面开采强度大、顶板活动剧烈,关键层结构单一、赋存层位低、易滑落失稳、上覆顶板整体性破断,是造成浅埋深超大采高工作面矿压显现强烈的主要原因。     

高家堡煤矿采煤工作面矿压显现规律研究

高家堡煤矿101工作面不同开采阶段采用不同的开采方式,基于对该工作面液压支架工作阻力现场监测数据,结合矿山压力理论,对101工作面矿压显现规律进行了分析研究。结果表明:101工作面在综采条件下,直接顶厚度为11.5 m,初次垮落步距平均为24.7 m,基本顶厚度为9.9 m,初次来压步距为47.0 m;在综放开采条件下,直接顶厚度为17.9 m,采场在"岩—矸"结构的保护下推进,结构上方的岩层对采场矿压显现没有明显影响,不存在明显的周期来压现象。说明工作面矿压显现规律不仅与覆岩的组成和结构有关,还与采煤方法特别是实际采出的煤层厚度密切有关。     

大采高工作面支架阻力确定及顶板运移规律的采厚效应分析

针对大采高工作面顶板运移规律及工作面支架阻力确定问题,以某矿15101工作面为工程背景,建立了采场力学模型,对支架的工作阻力进行了合理确定。采用理论分析和UDEC数值模拟,研究了大采高工作面顶板运移规律。研究结果表明:随着大采高采场的不断推进,顶板破断后,基本顶形成"砌体梁"结构;在不同采高下,随着采高的增加,工作面的初次来压步距也随着加大,顶板稳定性变差,顶板压力增加,超前支承压力增大且峰值前移,影响范围增加,矿压显现更加强烈;15101工作面的初次来压步距为35.12 m,工作面支架的额定工作阻力为9 100 k N。     

17煤层首采工作面矿压显现规律的观测与研究

通过对南屯煤矿17层煤首采工作面基本顶矿压显现规律的观测和研究,摸清和掌握其直接顶和基本顶初次垮落以及初次来压的步距,指导采煤工作面的顶板管理,提高支护质量,确保采煤工作面初次放顶期间的安全生产,同时,为以后17层煤开采提供科学详实的矿压观测参数。     

长初次来压步距下三角式扇形卸压初采技术研究

为解决中硬岩层采场初次来压步距长、矿压显现剧烈的问题,采用理论研究与实践相结合的方法,以大恒煤业4-1煤层41107工作面为工程背景,研究了三角式扇形初采分段卸压的顶板控制方式及三角式扇形初采技术。结合现场具体条件,将开切眼与工作面上下两巷非垂直布置,初采时,一端固定,推采另一端,将常规矩形工作面各级整体基本顶转化为依次分段断裂基本顶,以消除矩形初采工作面基本顶整体初次断裂来压给生产带来的冲击性危害。结果表明:采用三角式扇形初采方式,初采期间41107工作面矿压显现不明显,且增加了工作面开切眼三角煤区段放顶煤循环产量,提高煤炭资源采出率的同时,实现了长初次来压步距条件下安全回采。     

薄基岩浅埋深大采高工作面矿压规律及支架适应性分析

 纳一矿326-01大采高综采工作面为典型的浅埋深长壁大采高综采工作面,通过对该工作面液压支架阻力的现场观测研究,掌握了浅埋深大采高综采工作面矿压显现规律,分析了大采高综采液压支架适应性,揭示了浅埋深长壁工作面的顶板来压特征,研究结果可为类似条件大采高综采工作面安全高效回采提供参考     

综采工作面上覆岩层运动与破坏规律研究

以王楼煤矿11301综采工作面为研究对象,首先对顶板岩梁的运动步距进行理论计算,包括直接顶的初次垮落步距,老顶的初次来压步距以及岩梁的周期来压步距,然后通过对综采支架工作阻力和巷道围岩变形实测,确定了工作面顶板岩梁的运动步距,从而为综采工作面顶板管理提供了技术支持。     

综采工作面来压步距自动计算与预测

加强矿压监测及预警,丰富防治顶板灾害的有效手段,需进行综采工作面来压步距自动计算与预测。在矿压分析时,利用分区间法建立矿压与割煤过程的联系,采用累计进尺算法计算出工作面时间与进尺的对应关系;并计算了液压支架最大循环末阻力和来压步距。基于统计学中数量关系分析方法,计算出工作面历史来压步距并预测了下次来压位置;并将分析结果以直方图、曲面图、表格等形式通过企业微信实时推送。实践表明,该方法初步解决了目前煤炭企业面临的矿压规律分析与预测的问题,为综采工作面顶板控制提供了可靠的数据保障。     

浅埋厚硬顶板特厚煤层综放工作面矿压显现规律及控制技术研究

针对榆神矿区曹家滩煤矿浅埋厚硬顶板特厚煤层综放工作面矿压显现强烈、强动载来压现象频发的问题,对工作面强矿压显现规律进行了研究总结。研究得出：工作面周期来压步距平均18.4m,来压持续距离平均11.5m,动载系数平均1.45,来压主要影响35#—125#支架,具有来压动载强、来压持续时间长、来压区域性明显、周期性出现强矿压等特点,工作面平均每间隔135m出现一次大周期来压,大周期来压时一般出现连续性强来压,并伴随支架安全阀大范围长时间开启(安全阀开启比例50%以上)、支架活柱持续性快速下缩(支架最大下缩量超过2.0m)等现象。为减小坚硬顶板带来的强矿压威胁,采用井下定向水平长钻孔区域压裂技术对工作面坚硬顶板进行超前预裂。压裂后,工作面矿压显现强度明显减弱,未再发生顶板快速下沉的强矿压现象,顶板来压更加可控,支架工况得到明显改善,取得了良好的应用效果,对榆神矿区浅埋厚硬顶板工作面强矿压治理具有借鉴意义。     

桑树坪二号井综放工作面顶板来压规律分析

针对桑树坪二号井综放工作面在现场实际中,相同几何尺寸、回采工艺的采煤工作面出现来压步距不同现象,为提高井下人员的工作安全,指导工作面顶板支护,开展了顶板压力作用显现规律探究。结合矿压在线监测设备,选取了矿井不同采区相同切眼长度的两个工作面,跟踪收集了不同年份3个月相近时间段的连续数据,分析顶板来压规律及影响因素。结果表明,煤层上覆岩层岩性不同,导致工作面初次来压步距及周期来压步距均出现不同,顶板硬岩厚度越厚,来压步距越大,且来压显现越明显;同时,针对来压期间顶板管理工作,提出了防范措施,为矿井安全生产提供了重要保障。     

梯形荷载下的采场顶板岩层运动及支架承载计算研究

在经典实用矿压理论的基础上,通过简化岩梁荷载为梯形荷载,建立了采场支架围岩结构力学模型,重新推导了基本顶初次来压和周期来压的计算公式.利用新公式,结合汝箕沟煤矿32211综采工作面的开采实际状况,计算了基本顶初次来压步距和周期来压步距,并对比了经典实用矿压理论的计算结果及实测数据.研究表明,新公式计算的结果更接近山地开采条件下的实测数据,对煤矿的安全生产起到了指导作用。     

大倾角大采高综采面倾向长度尺度效应分析

以大倾角大采高综采为背景,通过理论分析、相似模拟和现场实测,对大倾角大采高综采基于工作面倾向长度尺寸效应导致的围岩灾变机理进行了分析,研究认为大倾角煤层直接顶和基本顶运动的不协调性使得控顶难度加大,工作面直接顶沿倾向可分为充填稳定段、易溃屈段和滑移段结构,相应矿压显现特征则呈现典型的“弱-强-弱”分布,即溃屈段为矿压显现最强烈区域,也是影响矿压显现的主控因素,对于特定赋存条件大倾角煤层,其工作面长度存在“临界尺寸”,工作面支护强度的确定除满足直接顶岩层岩法向方向的自重和部分基本顶载荷外,还需满足上部直接顶滑移产生的附加载荷,其中阻止溃屈段顶板的离层是支护强度确定的主要依据。     

复杂条件综放工作面矿压显现特征

根据乌兰煤矿3^#煤层5343综放工作面的复杂开采条件，采用现场矿压观测和数值模拟方法，对该工作面的矿山压力显现特征进行研究．结果表明，工作面顶板初次来压步距24．2m，周期来压步距9．41m，来压期间支架最大平均载荷2775．5kN／架，支架的侧向挤压力较大，工作面片帮冒顶严重，工作面顶板管理难度大．由于受顶板稳定性较高和煤层倾角较大的影响，与一般的松软煤层综放工作面相比，该工作面的矿山压力显现相对比较剧烈，顶板来压强度较大，工作面存在明显的周期来压现象．     

薄直接顶大采高综采工作面切顶留巷合理参数研究

针对薄直接顶大采高工作面顶板垮落后不能及时充满采空区,造成上覆厚硬顶板在工作面侧向形成悬臂梁结构,进而向留巷侧传递覆岩压力导致留巷围岩破坏失稳的现象,以某矿12408工作面薄直接顶、厚硬基本顶条件为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场监测相结合的研究方法,研究了薄直接顶大采高综采工作面切顶留巷合理参数。建立了留巷顶板的力学模型,量化了未贯穿面的拉应力与切顶高度和切顶角度的关系,确定了未贯穿面拉应力随切顶高度和切顶角度的变化规律,得出了切顶角度一定时,未贯穿面处的拉应力与切顶高度近似指数函数规律分布,拉应力随切顶高度的增大而增大,且增长速率逐渐加快;切顶高度一定时,未贯穿面处的拉应力随切顶角度的变化曲线呈抛物线形,随着切顶高度增大,未贯穿面处的拉应力超过极限所需的切顶角度的范围也增大。数值模拟方法分析了留巷中锚索轴力变化系数的变化规律、区段煤柱和相邻巷道竖直方向应力的分布特征,确定了11 m的切顶高度和大于0°的切顶角度即可切断顶板间的应力传递。现场考虑到实际岩层赋存条件的复杂多变、爆破后切缝面的不平整性和贯通程度的差异性以及保证厚硬顶板在矿山压力作用下顺利垮落,采用13.6 m的切顶高度和10°的切顶角度,结合顶板垮落后的碎涨系数,理论验证了顶板垮落后的高度大于工作面实际高度,即垮落顶板能够及早支撑上覆岩层,减轻覆岩运动对留巷和煤柱稳定性的影响。现场监测到巷道顶底板及两帮变形量较小,围岩较稳定,验证了数值模拟结果的可靠性以及切顶卸压技术的可行性,可为类似条件的切顶留巷提供借鉴和参考。     

坚硬顶板深孔预裂爆破参数优化数值模拟研究

深孔预裂爆破是弱化坚硬顶板的一种有效方式,预裂爆破参数的选择对顶板弱化效果有很大影响。以山西某矿22205厚煤层坚硬顶板综放工作面的具体工程地质条件为背景,采用基于Hoek-Brown强度准则的岩体深孔预裂爆破影响区等效连续力学参数估算方法,运用FLAC3D软件建立了坚硬顶板深孔预裂爆破的三维数值计算模型,研究了不同的爆破孔距开切眼距离、爆破孔深度等关键参数对坚硬顶板初次来压的影响规律。在此基础上,合理设计优化了22205综放工作面坚硬顶板的深孔预裂爆破方案与参数,并进行了现场工程实践。现场矿压监测结果表明,采用深孔预裂爆破技术后,坚硬顶板的初次来压步距减小了约20m,显著改善了坚硬顶板来压期间的安全状况,保障了工作面的正常安全生产。