并行电法监测工作面“垮落带”岩层动态变化

在工作面高抽巷中布置电法监测系统,所有电极均布置在巷道底板位置,采用并行电法仪采集数据,进行高分辨地电阻法反演成像,根据工作面回采与电性参数变化关系,分析了“垮落带”岩层的动态变化特征：伴随回采工作面的推进,存在采动应力影响,观测范围局部岩层裂隙发育,导致周期性的电性变化,可能与工作面周期来压事件有关;工作面周期来压期间,覆岩破坏可能以大块破断与冒落为主,电性参数变化大;工作面周期来压间隔期内,覆岩破坏可能以小块破断与冒落为主,电性参数呈渐变形式;给出了工作面超前采动应力作用范围、周期来压步距及垮落带高度。     

木瓜煤矿中厚煤层采场覆岩破断规律研究

木瓜煤矿10-201工作面主采9号煤层厚度较大,为了解采场覆岩破断规律,借助UDEC数值模拟软件进行研究,结果表明工作面回采20 m时,直接顶岩层全部垮落充填采空区,初次来压步距为35 m,周期来压步距为20 m,裂隙带发育高度为45 m。通过现场监测工作面液压支架工作阻力变化情况及采场“两带”高度观测,得出结论:工作面推进20 m后,直接顶岩层全部垮落充填采空区,初次来压步距为38 m,周期来压步距为20 m,裂隙带发育高度为47 m,与数值模拟结果基本吻合。     

复杂结构煤层综采工作面矿压显现规律模拟研究

为解决澄合矿区复杂结构煤层开采过程中存在的液压支架选型合理性等问题,以该矿区5208综采工作面研究背景,通过现场矿压观测、数值模拟等手段分析研究了矿压显现规律及覆岩的冒落裂隙带发育高度演化特征。其结果为澄合矿区复杂结构煤层综采支架合理性选择以及相似工作面的高效安全生产提供科学依据。     

浅埋房式采空区下煤层长壁综采矿压规律研究

根据温家梁三号煤矿地质生产条件,采用理论分析、数值模拟及现场实测等方法,分析了浅埋房式采空区下综采长壁工作面矿压规律。结果表明:工作面充分采动后覆岩呈现冒落带与裂隙带的"两带"发育特征;在工作面来压期间出现顶板沿支架前方煤壁处切落现象,台阶下沉量高达1.0m,在地表形成断裂地堑。     

利用数值模拟方法确定导水裂隙带发育高度

采用三维数值计算的方法,根据塑性条件、破坏准则、位移及应力判别,同时结合覆岩移动、应力分布和塑性区域分布规律,分析比较了在工作面回采过程中沿工作面走向和倾向的冒落带和裂隙带发育高度。得出沿走向模型的冒落带高度约17.7 m,导水裂隙带高度约33.7 m;沿倾向模型的冒落带高度约20.2 m,导水裂隙带高度约33.8 m。实践证明,通过数值模拟的方法预测冒落带和裂隙带发育高度具有较大的优越性。     

浅埋煤层大采高工作面矿压规律及机理研究

通过对大采高工作面推进过程中支架压力、煤壁完整性、顶板变形监测,得出工作面初次来压、周期来压规律及矿压显现特征。大采高工作面初次来压时,支架压力明显升高,煤壁动力现象不明显,周期来压时,支架活柱发生下缩,煤壁片帮严重,来压特征强烈。大采高工作面开采后,上覆岩层垮落带中形成"悬臂梁"结构,裂隙带中形成"砌体梁"结构,根据覆岩破断特征,给出了"悬臂梁"结构的形成条件,揭示了两种结构对工作面矿压特征产生的机理。     

采场顶板坚硬条件下覆岩裂隙发育规律试验

为研究坚硬顶板条件煤层开采后覆岩裂隙发育规律,利用相似模拟试验,对东胜煤田某矿区典型工作面进行试验研究.研究结果表明,采场推进过程中,离层裂隙较断裂裂隙发育要快,并且断裂裂隙总是位于采空区两端和开切眼上方,呈梯形分布;冒落带与裂隙带的分界点高度在50～60 m处;开采工作面推进至65 m时,基本顶初次来压;推进至85、...     

基于钻孔窥视技术的煤层顶板“三带”分布规律研究

随着矿井开采深度的不断增加,深部高应力的复杂地质条件使得矿压显现更为明显。特别是随着回采工作的不断进行,上覆岩层在采掘工作和矿压影响下形成的“三带”（冒落带、裂隙带和弯曲下沉带）的界限及范围更难以掌握。为了解工作面顶板“三带”分布情况,利用钻孔窥视技术,分析研究了某矿10107采空区顶板冒落带及裂隙带高度和内部地质条件。结合打钻返水情况,测定了其冒落带及裂隙带分布高度和范围。研究成果为矿井瓦斯和水害治理提供有力依据,也为工作面采掘设计做出有效指导。     

大采高工作面矿压显现与瓦斯涌出关系研究

根据现场实测斜沟煤矿18205工作面的液压支架支护阻力、超前支承压力及瓦斯浓度情况,分析研究大采高工作面矿压显现与瓦斯涌出的规律,结果证明:18205工作面矿压显现增大时,瓦斯浓度显著升高;在周期来压时煤岩体卸压增流,工作面瓦斯浓度明显升高。同时提出用高位裂隙带钻孔来治理邻近层瓦斯,发现在周期来压期间钻孔瓦斯抽采量明显增加,与来压步距基本一致,且高位裂隙带钻孔能有效拦截邻近层瓦斯,上隅角瓦斯浓度显著降低,有效保障了工作面安全回采。     

浅埋薄基岩中厚煤层综采面矿压显现规律研究

针对浅埋薄基岩中厚煤层综采工作面,采用经验公式分析了工作面覆岩三带分布情况,通过实测分析了工作面来压基本规律及支架阻力情况,并对支架适应性做了分析。研究结果表明,工作面覆岩只存在冒落带、导水裂缝带,不存在弯曲下沉带;工作面顶板来压明显,来压有大小步距现象,动载系数大,持续时间短。开采过程中,未出现切顶压架事故。为提高支架适应性,建议适量增大支护强度。     

复杂地质工作面覆岩采动两带高度数值模拟与实测研究

针对断层等复杂地质条件数值模拟软件选取及命令程序语言存在的问题,采用通用离散元程序UDEC4.0并嵌入CRACK断层命令程序语言,模拟了1801首采工作面冒落带和裂隙带及覆岩随采动的变化规律,结合经验公式和仰孔注水测漏现场实测法掌握冒落带和裂隙带的高度,得出存在断层区域冒落带与裂隙带的高度大于非断层区域。     

采动覆岩裂隙分布特征的微震监测研究

基于工作面采动覆岩裂隙分布的微震监测结果,分析了微震事件分布与采动覆岩破裂的关系,采用经验公式和现场矿压监测结果,对比研究了采动覆岩裂隙分布特征。结果表明:沿竖直方向,微震事件在距离煤层0~40 m为高密度分布,在40~70 m内中密度分布,70 m以上为低密度分布;沿工作面倾斜方向,微震事件集中分布于3个区域,分别为机头区域Ⅰ、工作面45~90 m区域Ⅱ和90~120 m区域Ⅲ;基于微震监测推断得到的采动裂隙带高度(工作面煤层上方20~70 m范围),与基于经验公式得到的采动裂隙带高度约为80 m基本吻合;随工作面推进,微震事件能量具有周期性分布特点,周期步距平均为30 m,与支架工作阻力揭示的周期来压步距吻合。研究成果为采动覆岩裂隙分布特征研究和应用提供了一种监测方法。     

新元矿综采工作面覆岩破坏特征研究

为研究新元煤矿31006综采工作面覆岩破坏特征,采用理论计算、数值模拟研究方法,对工作面开采过程中覆岩"上三带"发育高度以及顶板应力演化规律进行了深入研究.不同研究方法得出"两带"发育高度结果为:冒落带高度为19.2 m,裂隙带高度为42.55±5.6 m,数值模拟结果得出"两带"高度结果为:冒落带高度为18 m,裂隙...     

余吾煤业7602工作面“三带”发育规律相似材料模拟试验研究

为了研究采动条件下瓦斯运移与裂隙分布的动态关系,同时为治理采空区瓦斯提供指导,利用相似模拟试验研究了7602工作面采动覆岩裂隙发育规律。研究结果显示:7602工作面的初次来压步距大约有30 m,周期来压大约在16 m;"两带"发育高度约为90 m,其中冒落带高度为22 m,裂隙带高度为68 m。裂隙发育位置的确定,可以为高位钻孔和高抽巷终孔位置的确定提供依据,并且为矿井瓦斯抽采及瓦斯灾害、顶板冒落事故及透水事故防治等提供技术支持。     

高位裂隙带钻孔最佳层位研究

高位裂隙带钻孔是解决工作面上隅角瓦斯超限的常用方法,高位钻孔抽放最主要的影响因素是合理层位选择,其钻孔参数应根据采空区冒落带高度来设计。以霍尔辛赫煤矿3210综采工作面为试验对象,通过理论分析、数值模拟和现场考察等手段,分析确定采空区冒落带高度,依据冒落带高度设计高位裂隙带钻孔终孔层位,优化采空区抽采工艺,提高瓦斯抽采效果,有效解决工作面上隅角瓦斯超限问题。     

老顶初次来压后的矿压袭隙带

根据工作面矿压观测结果，结合生产实际中矿压显现象规律，提出工作老顶初次来压和周期来压之间存在矿压裂隙带，并指出工作面通过该裂隙带时生产中应注意的一些问题。     

综放采场支承压力与覆岩裂隙演化关系研究

为了研究近水平厚煤层采动影响下支承压力分布与裂隙场演化的关系,采用相似模拟实验对五阳煤矿工作面回采过程中煤岩体内支承压力变化及覆岩裂隙演化进行了模拟。研究结果表明,工作面回采后,上覆煤岩体内产生冒落带、裂隙带和弯曲下沉带,冒落带高度22 m,裂隙带高度46 m;工作面回采过程中,支承压力呈动态变化,工作面前方支承压力可分为原岩应力区、应力降低区、应力波动区、应力集中区和应力升高区。采空区支承压力变化受关键层影响,关键层破断之前裂隙较为发育,采空区中部在关键层破断后被压实,裂隙密度减小,但切眼和工作面附近裂隙密度依然很大。     

任楼煤矿7_240(上)南工作面突水溃砂原因及防范对策

从工作面覆岩结构、矿压显现、支架阻力等方面对任楼煤矿7240(上)南工作面在回采过程中发生突水、溃砂的原因进行了分析,结果表明,含水层作用下覆岩结构发生破断失稳,原来属于裂隙带的岩层变为垮落带,导致冒落带异常发育并沟通含水层引起水砂溃出,支架阻力不足被压死加剧顶板结构失稳和冒落的程度。针对此类具有破断失稳危险的覆岩结构,提高支架阻力、避免结构失稳压架和顶板切冒是根本防治途径,同时需要辅助铺网、完善排水系统、提高支护质量、加强现场组织管理等手段。     

薄基岩厚松散层深部采场裂隙带几何特征及矿压分布的工作面效应

针对薄基岩厚松散层深部长工作面矿压显现规律状况,在压力拱假说、应力壳理论和普氏理论基础上建立采场裂隙带几何模型,推导出工作面覆岩裂隙带计算公式,结合数值模拟对几何模型及工作面覆岩裂隙带公式进行验证,并对工作面覆岩裂隙带高度及矿压显现程度的影响因素进行分析。结果表明:采场裂隙带几何模型较为合理,与采场上覆岩层裂隙带空间分布特征相一致;工作面覆岩裂隙带公式具有一定的适用性,可解释工作面方向上"抛物线"状的矿压显现规律;工作面覆岩裂隙带高度和矿压的比例系数最小值及变化率与工作面长度呈负相关,与采高及采深基本不相关;工作面覆岩裂隙带高度及矿压,强线性相关于采高、岩层硬度系数,弱相关于工作面长度和采深。     

固体充填采煤矿压显现规律及机理分析

针对五沟煤矿邻近工作面垮落法和固体充填法2种不同采场顶板管理方式采煤,基于现场矿压显现实测结果,对比研究了同一地质条件下2种采煤方式工作面矿压显现规律。结果表明:1013垮落法开采工作面初次来压步距28 m,支架支护强度0.6 MPa,支架安全阀开启率为5%~9%,采场应力集中系数为3.76,采场覆岩"三带"特征变化,覆岩裂隙发育高度45 m;而CT101充填工作面,初次来压步距58 m,支架支护强度0.5 MPa,支架安全阀不开启,采场覆岩"两带"变化,覆岩裂隙发育高度10 m左右。在分析两者矿压显现特征的基础上,通过力学分析及数值模拟方法,对不同充实率下采场矿压显现特征、机理进行了研究,对现场实测结果进行了验证。