大采高工作面煤柱支承压力实测分析

选用钢弦钻孔应力计对煤柱受采动过程中的应力变化进行观测。分析表明,在工作面推进过程中,靠近工作面侧46m范围内煤柱受到支承压力影响,并且呈凸台形式;52~60m范围内基本不受采动影响,并且靠近工作面46m范围内煤柱中存在一小一大两个支承压力峰值,分别位于工作面侧18m和38m处。由煤柱的边缘到深部,煤柱塑性区为0~10m,弹性区为10~50m,原岩应力区为50~60m。     

大采高采场超前支承压力分布规律研究

大采高工作面在开采时易导致煤壁产生失稳片帮现象,对工作面安全生产产生重要影响。文章根据某矿大采高工作面实际开采情况,利用FLAC3D数值模拟软件建立数值模型,研究大采高工作面开采超前支承压力分布特征。研究表明:1)通过理论分析得到超前支承压力峰值距离为8.3 m;2)工作面前方可分为应力增大区、应力减小区和原岩应力区;3)工作面前方的支承压力分布范围为30~36m,峰值应力点为5.8m~8.8m。研究成果可为大采高煤矿的安全生产提供理论依据。     

断层保护煤柱下采煤工作面保留巷道破坏分析及其控制

针对布尔台煤矿2-2煤断层保护煤柱下方4-2煤开采导致其保留巷道产生剧烈变形破坏的情况,通过现场实测、理论分析、数值模拟等方法对断层保护煤柱下采煤工作面保留巷道的破坏特征及致灾机理进行了研究。研究表明:①保留巷道变形破坏区域性特征明显,断层保护煤柱下更为剧烈,超前影响范围可达100 m;②多次采动造成断层保护煤柱下保留巷道位置处垂直应力叠加和水平应力卸,最大垂直应力为原岩应力的1. 8 倍,水平应力普遍小于原岩应力;③多次采动后,保留巷道塑性区在煤柱下方可达2 ~3 m,在采空区下方多在1 ~1. 5 m。针对性地提出水压致裂并结合锚索补强支护的治理方案,效果良好。     

深埋特厚煤层采动应力特征及对邻近巷道影响研究

以陕西省小庄煤矿为研究背景,利用数值模拟与现场实测相结合的研究手段,分析了深埋特厚煤层采动影响范围以及对邻近巷道的影响,研究表明:深埋特厚煤层回采过程中工作面前方支承压力影响范围达到60m,在5～17m处出现应力增高区;工作面侧方支承压力在7～13m处出现应力增高区;受采动影响后邻近巷道塑性区呈不对称分布,靠近回采工作面一侧围岩破坏范围大于较远一侧围岩破坏范围。研究成果可为相似环境下巷道支护、煤层开采提供指导。     

斜交煤柱叠加影响下工作面应力场分布特征研究

针对近距离煤层群工作面受上方多层采空区斜交煤柱叠加影响造成采场顶板垮落、煤壁片帮和压架等问题，以沙坪矿9309工作面为工程背景，在实验室测试煤岩体基本力学参数的基础上，利用数值模拟和理论分析等方法对斜交叠加煤柱影响下工作面应力场的分布特征进行研究。研究表明：叠加煤柱造成其下方9309工作面在未开采时就处于较高集中应力状态，集中系数为2.3；受煤柱影响，工作面前方最大超前支承应力的距离随推进距离的增加而逐渐减小；工作面处于煤柱下方时，煤柱集中应力因采动影响而逐渐降低和转移，工作面前方12 m左右范围内集中应力却逐渐增加，当回采稳定后，工作面顶板受叠加煤柱影响的范围为工作面长度的72%，煤柱叠加区应力普遍在25 MPa左右，集中系数6.0左右；遗留煤柱尺寸越大，其集中应力在底板中的传播距离越远，影响范围越广，工作面顶板集中应力越大。     

煤柱下煤层巷道围岩变形破坏机理

针对寨崖底矿煤柱下回采巷道失稳问题,通过理论分析、数值模拟和现场实测等方法,分析了寨崖底矿煤柱下煤层巷道的破坏机理。得出了上煤层工作面回采后,遗留煤柱底板应力分布规律。发现煤柱下煤层高应力集中区围岩受工作面采动动载高应力扰动出现垂直应力峰值增大、应力集中区范围增加、非对称应力场,是此类巷道大变形破坏的根本原因,且预测采动影响范围为工作面前方60 m至后方130 m。     

浅埋煤层超前支承压力分布规律研究

山西某矿区浅埋煤层回采过程中,对工作面超前支承压力影响范围和程度难以准确估计。为了确定浅埋煤层超前支承压力分布规律和影响范围,为工作面超前支护范围与强度提供依据,采用现场实测方法,在工作面顺槽布置应力监测仪器,对浅埋煤层回采工作面超前支承压力进行跟踪监测,并研究超前支承压力与工作面推进距离关系。研究表明:沿工作面走向且超前工作面8 m范围内为采动影响剧烈区,8~24 m区域为采动影响明显区,24 m以外区域为采动影响轻微区;煤柱内的超前支承压力强烈影响范围小于9 m。     

极浅埋煤层采动应力及煤柱宽度留设研究

针对埋深100 m左右极浅埋煤层,以西部某矿工作面开采为例,安设应力监测系统研究采动应力分布规律,分3个区域:采动轻微影响区,30 m以外区域,根据支承压力变化趋势又可分为降压区和稳压区;采动明显影响区,位于10~30 m区域,随着距离增大超前支承压力逐步降低,但总体上高于原岩应力;采动剧烈影响区,位于10 m以内区域,超前支承压力急剧增大,围岩弹性形变剧烈。侧向支承压力分布呈起伏状态,出现2个应力峰值,分别在距煤壁5 m和9 m处,侧向支承压力的影响范围11 m;两峰值间7 m处出现应力最小值,确定在5~7 m内顶板侧向断裂。最后理论结合数值模拟软件确定合理煤柱宽度15 m。     

特厚煤层综放开采矿压显现规律数值模拟研究

为了对特厚煤层综放开采工作面矿压显现规律进行深入研究,以某煤矿为研究对象,采用FLAC3D数值模拟软件,分别对单重采动和邻近采空区双重采动影响下工作面超前支承压力和巷道围岩应力进行综合分析。研究表明:工作面在推进200 m后,其超前支承压力大小及影响范围趋于稳定;超前支承压力峰值大小在两种开采条件下变化明显,单一采动影响时,应力峰值为24~26 MPa;双重采动影响时,峰值最大为27~29 MPa,较前者提高了11.5%~12.5%;工作面前方20 m范围内应力集中明显,为重点支护区域。     

山西上榆泉煤矿浅埋近距离下伏煤层煤柱尺寸优化

以山西上榆泉煤矿二采区1008工作面主运输巷煤柱为工程背景,采用数值模拟和现场实测的综合研究方法,分析了未受采动影响时4,6,8,10 m宽度煤柱和采动影响下10,15,20 m宽度煤柱的应力演化规律,得出未受采动影响时煤柱的合理尺寸为6 m,受采动影响时煤柱的合理尺寸为15 m。在上述分析的基础上,通过现场应力监测和钻孔窥视,得出采动影响下煤柱垂直应力最大值位于工作面前方20 m,煤柱应力分布曲线呈单峰趋势;运用钻孔窥视仪对1008工作面主运输巷进行了巷道围岩松动圈测定,得出两帮松动圈范围为1.21~2.12 m,顶板松动圈范围为0.84~1.03 m,松动圈范围较小,可以进行煤柱宽度优化。分析结果可为相似开采条件下巷间煤柱留设提供有益参考。     

短孔快速抽采技术在掘进工作面的应用

山西某煤矿3605回风措施巷掘进期间回风流瓦斯浓度居高不下,采用瓦斯排放孔的措施效果甚微,严重影响掘进效率。通过在掘进面施工短钻孔、胶囊封孔器快速封孔、检修班短期抽采瓦斯的措施,巷道掘进期间回风流瓦斯浓度显著降低,大大提升了3605回风措施巷的掘进效率。根据监测的短孔抽采前后3605回风措施巷掘进期间瓦斯浓度情况,同等掘进速度条件下,回风流瓦斯浓度下降0.14%~0.16%,工作面瓦斯浓度下降0.04%~0.10%,保证了该工作面的安全掘进。     

对长距离掘进工作面通风技术的探讨

新立煤矿40006掘进队供风距离达到1200余m,保障掘进工作面有充足的供风量成为安全生产的关键。     

顶板瓦斯抽采钻孔技术在掘进工作面的应用

根据大佛寺煤矿4#煤西部大巷掘进过程中,通过在4#煤西部大巷顶板上部煤层合理布置顶板瓦斯抽采钻孔,配合区域预抽、掘前预抽技术,对高瓦斯区域掘进工作面进行联合抽采,成功解决了高瓦斯区域巷道掘进期间风排能力不足和巷道两侧施工钻孔抽采范围有限的问题,确保了4#煤西部大巷掘进工作面的安全生产。     

独头掘进工作面局部通风效果分析

从工程实例分析,采用计算和现场调查等方法,得出独头巷道掘进工作面通风的有效措施为扩大风筒直径,防止漏风。为实际生产工作提出积极的建议。     

Simulation study of blast fume diffusion characters of driving face

Based on FLUENT software, studied the blast fume diffusion characteristics of a driving face under 8 situations, and analyzed the influence to fume diffusion of different drift length and different ventilation pipe outlet positions. Through regression analysis, functions of ventilation time to the drift length and ventilation pipe outlet position was obtained.     

热害矿井掘进工作面换热特性

为量化热害矿井掘进工作面的换热特性,根据其通风和换热特点,以掘进工作面冲击射流换热系数的影响因素关联式为基础,结合工程实践中常见参数对换热系数影响因素进行了1∶1的ANSYS数值模拟试验和1∶3的室内相似模拟实验。结果表明:模拟和实验结果在数值范围和变化趋势两方面吻合程度都较高。对数值模拟和实验结果进行回归分析,得到了掘进工作面冲击射流换热系数影响因素关联式的具体形式。数值模拟和实验结果回归分析式的相关系数分别为0.925和0.944。     

毛家庄煤矿高瓦斯掘进工作面瓦斯防治技术研究

为了保障毛家庄煤矿掘进工作面的安全施工,确保矿井生产正常接续,提出毛家庄煤矿掘进工作面瓦斯防治技术方案。通过对矿井掘进期间的瓦斯涌出特征进行分析,选取瓦斯压力、瓦斯含量、绝对瓦斯涌出量、钻屑量及Δh2等参数作为基础指标,采取区域瓦斯压力测定、区域瓦斯防治措施、局部危险性预测、局部抽采措施、抽采效果验证的方式对掘进工作面进行瓦斯跟踪治理。试验结果表明：毛家庄煤矿跟踪区域最大瓦斯压力为0.24MPa|掘进工作面最大瓦斯含量为5.45m/t|钻屑量、Δh2最大分别可达3.4kg/m、160Pa|通过对掘进工作面两帮采取边掘边抽的局部抽采措施,所有测定值均小于临界值,并且未发现其他异常情况。毛家庄煤矿掘进工作面瓦斯防治技术方案可有效保障掘进工作面的安全施工,确保矿井正常接续、均衡稳定生产。     

掘进工作面突出预测指标影响因素研究

根据煤与瓦斯突出预测机理,研究了影响突出预测指标的主要因素,分析了突出预测指标随主要影响因素的变化规律,结合淮南潘一矿掘进工作面突出预测指标,分析判断掘进工作面的突出危险性,现场实际考察结果验证了分析结果的正确性。最后根据矿井和突出煤层的特点选择突出预测敏感指标。     

综掘工作面瓦斯涌出规律研究

通过对东庞矿2607工作面轨道巷掘进过程中瓦斯涌出的实验研究,找到了综掘工作面瓦斯涌出的几条规律,从而可以制定针对性措施指导安全生产。     

高突矿井掘进工作面瓦斯防治探析

高突矿井瓦斯治理好坏严重制约着掘进进度和掘进安全施工,只有坚持"四位一体"的防突措施,提前对掘进工作面本煤层(邻近层或围岩)的瓦斯预抽,释放瓦斯压力、降低瓦斯浓度,才能保证掘进安全。