沟谷区域浅埋厚煤层开采应力场分布及矿压显现特征

针对沟谷区域浅埋厚煤层开采工作面易发生动载矿压灾害的情况,采用数值模拟、理论分析与现场实测相结合,分析了沟谷地形下煤岩层原岩应力场分布特征与煤层开采期间覆岩应力场、位移场及工作面矿压显现规律。研究表明:沟谷地形对煤岩层原岩应力场的影响程度随煤岩层埋深的增大而减小,根据其对下覆煤岩层原岩应力场的影响程度的变化,可将沟谷地形下不同深度范围煤岩层分为显著影响区、影响减弱区和无影响区;工作面推进方向与沟谷沟底走向之间可分为平行、垂直和斜交3种情况,不同情况下工作面开采围岩应力场、位移场分布特征的不同,是引起工作面矿压显现差异化的根本原因。通过对沟谷地形下工作面矿压显现特征及支架承载特性的实测分析,对易出现动载矿压的情况进行了分类。     

沟谷地形下浅埋煤层工作面矿压规律研究

通过现场实测,对神东矿区活鸡兔井三盘区在沟谷地形下浅埋煤层工作面采动发生的动载矿压现象进行了研究和理论分析,结果表明:浅埋煤层工作面在不同地形下矿压显现的强烈程度存在明显差异,在地形为非沟谷地段、沟谷下坡段和沟底,工作面周期来压末阻力多数小于11000 kN,没有发生强烈的矿压显现;而在沟谷上坡段,工作面周期来压末阻力最大为11892 kN,发生多起强烈的矿压显现.     

沟谷地形对浅埋煤层开采矿压显现的影响机理

针对神东矿区活鸡兔井工作面过沟谷地形时发生的动载矿压问题,通过现场实测、理论分析与模拟实验,就沟谷地形对浅埋煤层开采动载矿压显现的影响机理进行了深入研究。结果表明：浅埋煤层开采工作面过沟谷地形上坡段时易发生端面切顶、冒顶和支架活柱急剧下缩的动载矿压。由于覆岩主关键层在沟谷段受侵蚀影响而缺失,过上坡段时主关键层破断块体缺少侧向水平挤压力作用,不易形成稳定的“砌体梁”结构而滑落失稳,使得作用在下部单一关键层结构上的载荷明显增大而产生滑落失稳,从而引起工作面的动载矿压。若沟谷地形中主关键层未缺失,则浅埋煤层工作面过沟谷地形上坡段时一般不易产生动载矿压。该研究结果指导了活鸡兔井21305,21306工作面过沟谷地形动载矿压灾害的防治实践。     

沟谷地形下近浅埋煤层工作面矿压显现规律研究

为掌握沟谷地形下近浅埋煤层工作面矿压显现规律,以王家岭煤矿20105工作面地质条件及生产实践为基础,采用顶板动态监测系统,分别对不同坡体下工作面液压支架工作阻力特性进行观测,分析了沟谷垂深、坡体角度、冲沟切割系数对工作面矿压显现的影响。研究表明,沿工作面倾向不同区域的来压步距、持续时间及来压强度均不同,工作面中部的初次及周期来压强度均大于工作面两端的来压强度;相较于沟谷垂深及坡体角度,冲沟切割系数是影响工作面矿压显现的主要因素,冲沟切割系数大于0.4时,支架阻力增量超过8%,冲沟切割系数小于0.17时,支架阻力增量变化不明显。近浅埋煤层的基岩厚度较大,且存在双关键层结构,沟谷地形对其支架阻力的影响程度相对较低。     

沟谷坡角对浅埋煤层工作面矿压影响的研究

针对神东矿区活鸡兔井在沟谷地形下工作面动载矿压灾害问题,通过力学分析和物理模拟实验,就沟谷地形的坡角对工作面动载矿压的影响进行了研究.结果表明:当工作面推进到覆岩主关键层被侵蚀的沟谷地形时,临近上坡面的主关键层破断块体侧向水平挤压力作用较小;随坡角增大,主关键层上覆岩层载荷逐渐增大,块体结构不能满足砌体梁的"S-R"稳定条件而滑落失稳,使亚关键层结构块体承受的载荷迅速增大,导致工作面活柱急剧下缩片帮冒顶严重而发生动载矿压;当坡角小于15°时,工作面一般不会发生动载矿压显现灾害事故.理论分析和模拟结果与现场实测吻合良好.     

近距离煤层重复采动面过沟谷矿压显现规律研究

针对神东矿区活鸡兔井近距离煤层重复采动工作面过沟谷地形时易发生动载矿压的问题,采用物理模拟与现场实测方法,研究了沟谷地形下覆岩主关键层被侵蚀程度对浅埋煤层动载矿压的影响。结果表明:浅埋煤层工作面在过沟谷地形上坡段时,因覆岩主关键层受侵蚀影响而缺失,使主关键层缺少侧向水平挤压力作用而产生滑落失稳,从而导致下煤层工作面过沟谷地形上坡段时易发生动载矿压。据此确定了类似条件下工作面过沟谷地形上坡段时支架所需合理的工作阻力,保障了该矿后续工作面的安全回采。     

麻地梁煤矿沟谷地形浅埋煤层矿压显现规律

为研究沟谷地形下浅埋煤层综采工作面矿压显现规律,以麻地梁煤矿507首采工作面地质条件为背景,利用矿压动态监测系统,对工作面内液压支架工作阻力进行监测,分析了该工作面进入浅埋深区域后的矿压显现规律以及沟谷垂深、沟谷坡角、冲沟切割系数对支架工作阻力的影响.研究结果表明:507工作面周期来压呈现明显的"分区性",来压主要体现在中部测区,上、下部测区来压特征不明显,总体来压次数少于中部;随着覆岩厚度的减小,来压步距增大,持续距离延长,动载系数亦有所增加.沟谷地形下,冲沟切割系数是影响支架阻力的主导因素,沟谷坡角次之.随着两者的增加,支架阻力增量均有所增大.冲沟切割系数大于0.65时,支架工作阻力增量超过10％;冲沟系数为0.40～0.65时,支架工作阻力增量为5％～10％;冲沟切割系数小于0.40时,支架工作阻力增量小于5％.     

麻地梁煤矿沟谷地形浅埋煤层矿压显现规律

为研究沟谷地形下浅埋煤层综采工作面矿压显现规律,以麻地梁煤矿507首采工作面地质条件为背景,利用矿压动态监测系统,对工作面内液压支架工作阻力进行监测,分析了该工作面进入浅埋深区域后的矿压显现规律以及沟谷垂深、沟谷坡角、冲沟切割系数对支架工作阻力的影响。研究结果表明:507工作面周期来压呈现明显的"分区性",来压主要体现在中部测区,上、下部测区来压特征不明显,总体来压次数少于中部;随着覆岩厚度的减小,来压步距增大,持续距离延长,动载系数亦有所增加。沟谷地形下,冲沟切割系数是影响支架阻力的主导因素,沟谷坡角次之。随着两者的增加,支架阻力增量均有所增大。冲沟切割系数大于0.65时,支架工作阻力增量超过10%;冲沟系数为0.40～0.65时,支架工作阻力增量为5%～10%;冲沟切割系数小于0.40时,支架工作阻力增量小于5%。     

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。     

浅埋煤层工作面矿山压力分区显现机理及其控制

为解决浅埋煤层工作面过沟谷地形上坡段期间的强矿压显现问题,以朱家峁煤矿1305-2工作面为工程背景,采用现场实测的方法对来压前后工作面来压步距和来压强度进行分析,确定工作面各区域矿压显现特征,并且采用爆破预裂技术进行顶板卸压,现场应用后效果良好,保证了后续回采工作面的安全稳定。结果表明,1305-2工作面过沟谷区上坡段期间来压频繁并且发生2次较大的强矿压显现现象。工作面正常回采来压步距为8～16 m,来压期间减小为4～6 m,来压强度达到45 MPa,超过支架额定工作阻力的80%。工作面呈现“两端弱中部强”的矿压显现特征,地表也相应的出现台阶下沉。采用顶板水压致裂技术措施后,工作面来压强度明显降低,实现了工作面的安全生产。     

大采高工作面顶板矿压规律研究

大采高工作面顶板压力大,煤壁前方支承压力集中程度高,容易导致工作面出现煤壁片帮和冒顶现象,工作面矿压显现明显.同时由于加大采高、机械设备重型化,出现了支架-围岩系统控制和支架选型等问题.因此加强顶板矿压观测,分析大采高工作面矿压规律具有十分重要的意义.现以辛置煤矿2-102大采高工作面为研究对象,分析工作面回采期间矿山...     

倾斜长壁综采工作面采空区涌水治理系统研究及应用

为解决倾斜长壁综采工作面采空区涌水难排出、易形成水煤，水煤进入运输系统易造成机械事故、甚至人员伤亡事故的问题，在现场生产实践的基础上，研究总结了倾斜长壁综采工作面涌水治理系统。通过现场应用，该涌水治理系统较好地解决了倾斜长壁综采工作面内积水难以排出、仰采工作面巷道积水不易导出、下部巷道煤泥处理等问题，保证了矿井安全顺利生产。     

大采高综采工作面矿压观测及显现特征研究

基于传递岩梁理论、顶板来压经验公式预测张集矿1611(3)工作面顶板来压步距,通过对大采高工作面矿压观测,验证了顶板来压预测的准确性,分析工作面回采过程矿压显现特征及其规律,为指导大采高工作面的安全生产提供科学指导。     

高瓦斯综放工作面顶板深孔预裂爆破技术应用

余吾煤业S2206高瓦斯综放工作面基本顶岩层厚度大、致密坚硬,初采时易形成大面积悬顶,突然大面积垮落时,易造成工作面矿压显现剧烈、瓦斯骤然升高等问题,基于此,提出对S2206工作面进行初采前顶板弱化,并通过开切眼深孔预裂爆破,预先破坏开切眼顶板的完整性,缩小了顶板初次垮落步距,杜绝了这种顶板大面积来压隐患,同时提前回收了顶煤,实现了S2206工作面安全、高效生产。     

高瓦斯综采工作面回撤期间瓦斯治理研究

城郊煤矿为瓦斯矿井,但2505综采工作面回撤期间瓦斯异常涌出,严重影响了工作面回撤进度。为了解决回撤期间瓦斯超限问题,采用全风压通风与局部通风相结合的方法治理瓦斯,取得了良好效果,达到了安全、高效回撤的目的。     

不规则煤柱影响下旋采工作面冲击地压防治技术

唐口煤矿3303工作面初采期间存在多个不规则煤柱,对工作面的围岩应力状态和分布规律造成了不利影响,工作面存在冲击地压发生可能性。为了防止工作面初采期间冲击地压的发生,对工作面初采期间的应力状态进行了数值模拟研究,分析了倾斜推进、旋采和水平推进3个阶段的工作面围岩应力状态变化及其冲击危险性,划分了6个冲击地压危险区域。回采过程中对危险区域进行应力监测,若发现危险立即采取放炮卸压措施解除冲击地压危险。实践证明通过冲击地压危险区域的划分和危险性分析．继而采取相应防范措施可有效地防止工作面冲击地压的发生。     

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。