基于虚拟现实技术的矿井综采工作面矿压显现仿真系统

以提升矿井综采工作面矿压显现仿真精度和仿真环境视觉效果为目的,研究基于虚拟现实技术的矿井综采工作面矿压显现仿真系统。系统利用Multigen软件构建矿井工作面矿压显现仿真环境,获取矿井综采工作面矿压参数,并利用该参数建立外部数据库和场景数据库,经过场景调度外部数据库与场景数据库实施场景建模、场景形象建模、几何建模等流程建立矿井工作面矿压显现仿真系统,以场景漫游与交互控制实现矿井综采工作面矿压显现操作。实验结果表明,矿井工作面矿压显现系统虚拟场景画面逼真,功能齐全,可有效仿真矿井工作面矿压环境;获取的矿井当前矿压数值与实际值很接近,仿真精准度高。     

近距离采空区下工作面矿压显现分区特征研究

针对神东矿区近距离采空区下工作面初采期间多次强烈矿压显现现象,采用现场实测、理论分析对初采期间不同区域矿压显现特征及其机理进行了分析。研究表明,相对于上位煤层常规工作面,下位煤层工作面矿压呈现明显的非周期性和分区演化特征,且采空下工作面初采期间来压位置与上覆单侧采空煤柱和关键层初次断裂位置相吻合,据此对初采期间矿压显现进行了分区。建立了工作面初采期间矿压显现各分区覆岩运动结构及其力学模型,分析了不同区域内矿压显现机理;工作面出上覆单侧采空煤柱阶段矿压显现受关键层破断与煤层间岩层的耦合作用,受层间距影响,工作面出现"偏态"矿压现象;工作面在采空区下回采时,由于煤层间岩层已破坏,其对来压期间矿压显现影响较小,对非来压期间矿压显现影响较大。提出了近距离采空区下工作面矿压防治措施,即在单侧采空煤柱下合理选择开切眼位置和合理提高工作面推进速度。     

霍尔辛赫大采高工作面矿压显现规律研究

为了深入掌握霍尔辛赫煤矿大采高工作面矿压显现规律,保证工作面安全高效开采,采用现场矿压专项观测的方法对3207工作面矿压进行实时动态监测,分析总结了3207工作面矿压显现规律,并提出了预测工作面矿压显现的方法。     

急倾斜薄煤层开采矿压显现规律研究

通过数值模拟和现场实测对急倾斜薄煤层开采的矿压显现进行了研究,结果表明:急倾斜薄煤层开采过程中,工作面不同位置的矿压显现不同,正常推进期间,工作面中上部矿压显现较为强烈,下部矿压显现缓和。     

深部开采矿井矿压异常显现研究

为了研究济三煤矿6304工作面在回采过程中的矿压异常显现现象,在矿压观测的基础上,通过理论分析和研究的方法,掌握了该工作面矿压异常显现特征。指出了该工作面矿压异常显现区域,基本顶垮落步距、煤厚、辅助运输巷沿空留巷、断层、富水顶板、开采深度是该工作面发生矿压异常显现的主要原因。工作面加快工作面推进速度、支架初撑力不低于3 389 kN可以有效确保深部开采矿压异常区域的安全生产。     

采煤方法对工作面矿压显现的影响

本文通过对晋城煤业集团 3 #厚煤分层开采工作面、放顶煤开采工作面矿压观测资料的分析 ,揭示了晋城矿区 3 # 煤采用分层开采、放顶煤开采工作面矿压显现的基本规律 ,对不同采煤方法工作面的矿压显现进行了分析和比较 ,得出了采煤方法对工作面矿压显现影响的一般规律     

彬长矿区坚硬特厚煤层综放面矿压显现特征

为了确保矿区坚硬特厚综放开采条件下安全生产,采用物理相似模拟和现场观测的方法,对综放工作面覆岩移动、矿压显现特征进行了分析研究,总结了坚硬特厚综放工作面矿压显现特征.研究结果表明,工作面来压过程中覆岩破坏范围大,支架载荷较大并具有一定的瞬时冲击性,矿压显现剧烈.可为坚硬特厚煤层综放工作面矿压显现规律的认识和顶板管理提供借鉴.     

宝积山煤矿705工作面矿压动力显现防治方案研究

针对宝积山煤矿705综放工作面回采过程中发生的矿压动力显现事故,在深入了解矿压观测的基础上,对矿压显现区域进行了预测分析,并安装了矿压监测系统。通过钻屑法预测、大直径钻孔卸压、煤层注水弱化、两道巷顶弱化等防治措施有效地实现了对工作面矿压显现的控制,确保了工作面的安全生产。     

煤层埋深与采场矿压显现强度的关系研究

为获知煤层埋深与采场矿压显现强度的关系,通过理论分析并结合现场实测对其进行了系统研究。结果表明,当工作面为浅埋煤层时,矿压显现程度受埋深的影响比较大,工作面埋深加大时,工作面矿压显现程度越明显;当工作面为非浅埋煤层时,工作面矿压大小主要受是工作面上方的直接顶和基本顶的影响,与埋深变化没有明显的关系。     

采煤方法对工作面矿压显现的影响

本文通过对晋城煤业集团3^#厚煤分层开采工作面、放顶煤开采工作面矿压观测资料的分析，揭示了晋城矿区3^#煤采用分层开采、放顶煤开采工作面矿压显现的基本规律，对不同采煤方法工作面的矿压显现进行了分析和比较，得出了采煤方法对工作面矿压显现影响的一般规律。     

巨厚砾岩特厚煤层工作面回采扰动影响范围分析

针对巨厚砾岩下特厚煤层工作面冲击地压防治技术难题，以河南义马矿区耿村煤矿13230回采工作面为例。通过数值模拟和现场实测数据分析，探索了工作面超前扰动影响范围。数值模拟得到，工作面超前支承压力影响范围为305 m。微地震监测数据揭示的13230工作面回采超前扰动影响范围平均为275 m。煤层钻孔应力数据揭示的13230工作面回采超前扰动影响范围平均为265.4 m。综合数值模拟结果和现场实测数据的分析结果得出，在13230工作面回采过程中超前工作面300 m范围内实施卸压措施，提高了冲击地压防治效率，保障了工作面的安全回采。     

极近距离煤层群重复采动围岩力学特征研究与应用

采用相似材料模拟、数值模拟和现场应用的综合方法对极近距离煤层群重复采动极易引发动力灾害问题进行了研究。结果表明：煤层群重复采动过程中下伏工作面推进至85m时顶板与上伏工作面采空区出现贯通,导致下工作面周期来压呈不规律现象|下伏工作面前垮落角随着工作面的推进整体呈下降的趋势,后垮落角呈上升的趋势,且都在工作面推进至85m左右时角度发生明显变化|与初次采动相比,重复采动过程中应力集中程度相对缓和,卸压区域影响范围较大,当工作面推进至初次采动工作面煤柱影响区附近时,容易引发应力急剧增长及强动压现象。提出了“时间-空间-强度”相统一的极近距离煤层群重复采动条件下工作面强动压现象防范措施,保障了工作面的安全生产。     

遗留煤柱下四面临空孤岛工作面矿压显现规律研究

济宁市金桥煤矿1304工作面为孤岛开采,工作面回采期间左、右、后、上方均为采空区,且上分层留有46 m遗留煤柱,1304工作面回采期间受采空区、遗留煤柱等因素影响较为明显。从1304工作面基本情况着手,通过FLAC^3D数值模拟,重点研究上分层遗留煤柱塑性区分布及1304工作面超前支承压力影响范围,根据数值模拟结果,1304工作面受采空区侧向支承压力影响,煤柱所承受的支承压力峰值逐渐增大,应力集中程度逐渐较高。因此,1304工作面回采过程中压力显现将逐渐明显,结合应力在线系统监测数据,确定1304工作面超前支承压力影响范围在20~50 m,显著影响区域为超前30 m。     

大采高工作面煤壁片帮机理数值模拟

以赵固一矿15018工作面为工程背景,采用理论分析和数值模拟的方法对12011工作面的煤壁片帮深度机理进行研究和分析,对在支承压力作用下的煤壁片帮形式进行了压杆理论模型分析,得到了在不同采高和采深下煤壁片帮的变化情况,即随工作面采高和采深的增加煤壁片帮也会相应的增大。通过对在不同采高和采深煤壁的垂直位移、水平位移、煤壁塑性区的模拟,分析了大采高煤壁片帮的诱发机理,对于煤壁片帮较严重的大采高工作面的安全生产和支护设计都有一定的指导意义。     

大采高综采工作面应力分布特征的数值模拟分析

山西某矿3405工作面采用一次采全高的综合机械化的采煤工艺,其矿压显现比较剧烈。为了更好地安全高效回采该工作面,通过FLAC3D数值模拟软件来分析该工作面回采时应力分布特征。结果表明:3405工作面超前支承压力峰值位置距煤壁5 m,影响范围为75 m,应力集中系数为2.3;固定支承压力峰值位置距煤壁15 m,影响范围为45 m,应力集中系数为2.0;工作面拉应力区范围在16 m左右。     

坚硬顶板综采工作面爆破放顶技术研究

以胡底矿4304工作面为工程背景，通过数值模拟分析了随工作面推进顶板垮落情况和矿压分布特征，推测出工作面初次来压步距为37m，存在顶板大面积悬露而突然垮落的问题。采用超前深浅孔相结合的松动爆破技术，对工作面顶板进行弱化处理。结果表明：经过爆破处理后，4304工作面直接顶的平均垮落步距为15.4m，小于模拟结果|基本顶沿工作面呈现分段来压的特点，在工作面上部来压步距最大|初采期间未观测到煤壁大范围片帮、煤炮等明显来压现象，且未出现回风巷瓦斯超限问题，爆破放顶效果较好。     

赵各庄矿深部工作面动力显现防治技术研究

 针对赵各庄矿3237工作面分层开采条件下动力显现频发的现象,从矿井地质开采条件入手,对发生动压现象的工作面的诱发因素进行全面、系统分析,运用数值模拟、理论分析、现场实测的方法研究工作面前方分层开采和放顶煤开采条件下主应力分布规律,通过对不同条件下主应力分布规律分析,提出了通过开采保护层、采用放顶煤开采两项技术的耦合作用,同时结合局部解危技术改变煤岩层能量释放模式的方案。通过对该工作面的实际矿压观测研究,结果表明在深部高应力区域进行综放开采能有效缓解动压现象的危险程度;采用开采保护层方法解除了工作面的高应力,同时对放顶煤高应力区进行了区域卸压,使工作面前方支承压力集中系数为1.39,影响范围36m,整体上改变了高应力引发动压的力学条件,极大地降低了动压强度。     

近距离采空区下大倾角俯伪斜工作面矿压显现特征研究

针对大倾角俯伪斜工作面矿压分布特点,结合潘北矿大倾角近距离煤层群开采地质与工程条件,开展了大倾角煤层采空区下俯伪斜工作面不同开采阶段支承压力演化特征研究。根据现场观测数据以及数值模拟分析,构建了不同回采阶段大倾角煤层俯伪斜开采煤壁前方支承压力分布以及数值计算模型,计算了煤壁前方支承压力作用范围,揭示了大倾角煤层采空区下俯伪斜工作面支承压力“鞍型”分布特征。通过理论分析及现场实测分析了工作面周期来压步距及顶板来压强度,提出了工作面矿压控制对策,取得良好的经济技术效益。     

综采工作面坚硬顶板上覆岩层"三带"高度研究

针对XV2302工作面顶板坚硬的特点,通过相似模拟试验和FLAC3D模拟得到工作面矿压显现规律,为工作面安全回采提供理论依据。