韩家洼矿坚硬顶板综放工作面矿压监测结果与分析

文章以韩家洼矿特厚煤层坚硬顶板赋存的22203综放工作面作为工程背景,采用现场矿压监测研究方法,分析得出了综放工作面顶板矿压显现规律,并分析评价了综放工作面液压支架适应性,研究成果可为该矿特厚煤层坚硬顶板条件下综放工作面的安全高效生产提供理论依据。     

"两硬"条件下综放工艺参数数值模拟优化研究

以坚硬顶板、坚硬煤层条件下综放开采的工业试验和矿压观测为基础,通过数值模拟正交试验,进行了顶板预处理步距优化和合理的综放工艺参数匹配,既消除了坚硬顶板冲击载荷,又充分利用了顶板来压对顶煤的压裂作用,改善了顶煤冒放性,有效提高了顶煤回收率.     

特厚煤层坚硬顶板初次破断特征的力学分析

为了揭示特厚煤层综放工作面坚硬顶板破断与矿压显现的力学机制,基于材料力学与岩石力学等理论,建立了特厚煤层综放开采坚硬顶板初次破断力学分析模型,分析了特厚煤层综放开采坚硬顶板中弯矩的分布情况,推导了坚硬顶板超前破断位置与初次破断距的解析公式,系统研究了煤层厚度、顶板厚度、顶板弹性模量、顶板强度等关键因素对顶板初次破断特征的影响规律。结果表明:特厚煤层综放工作面坚硬顶板的初次破断距与煤层厚度呈负相关的关系,而与顶板厚度、顶板弹性模量、顶板强度呈正相关的关系。在此基础上,开展了山西韩家洼煤矿特厚煤层22203综放工作面矿压规律的现场监测,并将理论分析结果与现场监测数据进行对比分析,两者基本吻合。     

两硬特厚煤层综放采场矿压显现规律实测研究

针对平朔矿区井工二矿两硬特厚煤层开采条件,通过现场矿压实测,从支架工作阻力特性、顶板来压特征、超前支承压力分布、顶煤运移规律等方面分析9#煤层矿压显现规律,为类似地质条件下综放工作面顶板管理及安全开采提供实测依据。     

坚硬顶板综放面深孔预裂弱化顶板处理技术

为了解决致密坚硬顶板初次断裂步距大而容易引起冲击矿压、瓦斯积聚以及放顶煤初采期间顶煤放出率低等难题,针对余吾煤业3~#煤层赋存环境和开采条件,通过选用基本顶固支岩梁力学模型,对该矿N1202综放工作面基本顶初次垮落步距进行了理论分析和计算,提出对N1202工作面进行初采前顶板深孔预裂爆破切顶,缩短综放工作面基本顶初次来压的垮落步距。工业试验结果表明,经过弱化处理后基本顶初次来压步距缩短至24.3m,有效减小了采空区顶板悬露面积,杜绝了坚硬顶板大面积来压隐患,保证了综放工作面绿色安全开采。     

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.     

综放工作面直接顶冒采比及顶板韧性与矿压显现的关系分析

为探索酸刺沟煤矿6上煤层综放工作面非常强烈的矿压显现原因,对工作面顶板结构与岩性进行了分析,提出冒采比和顶板韧性两个概念。通过理论分析计算并结合现场实测,分析了综放工作面直接顶冒采比及顶板韧性与矿压显现的关系,结果表明,在小冒采比和高韧性顶板条件下,综放工作面矿压显现表现出强烈—非常强烈的基本特点,顶板控制难度极大,这是导致酸刺煤矿6上煤层综放工作面矿压显现非常强烈的重要因素。     

多层坚硬顶板综放开采矿压规律及控制技术研究

针对特厚煤层和多层坚硬顶板赋存条件下,工作面易出现液压支架压死、煤壁片帮和沿空巷道围岩变形严重、矿压显现强烈的问题,以同忻煤矿特厚煤层综放工作面为工程背景,对回采巷道和工作面进行矿压显现监测,分析多层坚硬顶板作用下的围岩应力和变形规律。研究表明:工作面开采引起的采动应力影响范围较大,多层坚硬顶板作用下覆岩形成了大结构,在其作用下围岩应力和变形表现为"上升突变"和"下降突变"交替出现。研究结果说明了特厚煤层大采出空间和多层坚硬顶板的共同作用是综放工作面强烈矿压显现的主要原因,据此提出了坚硬预裂爆破切顶和沿空巷道恒阻大变形锚杆吸能支护控制技术,可对强矿压进行有效防治。     

大同双系开采强矿压显现机理及控制技术探讨

本文总结了多年来大同矿区双系煤层开采时的顶板运移规律和控制技术方面的的研究成果;对坚硬顶板强矿压显现的特征、与冲击地压的区别等进行了分析;采用物理模拟、现场微震监测、地面钻孔高精度数字全景成像实测、井下数十个综放工作面矿压观测等综合研究手段对工作面强矿压显现的影响因素及机理进行研究的情况,分析了大同矿区双系开采条件下的综放工作面"强矿压显现"机理;介绍了现场经常采用的几种协同弱化改性的坚硬顶板预控技术,可为其他矿区有类似条件的矿井提供参考。     

特厚煤层坚硬顶板综放开采矿压特征及覆岩破断规律研究

同忻煤矿主采石炭系3-5号煤层,平均煤厚约为15 m,其顶板主要由砂岩和砾岩组成的坚硬顶板。上部侏罗系内赋存有四层煤层,大部分已被开采,在坚硬顶板和煤层群遗留煤柱条件下,工作面回采期间矿压显现强烈。通过对同忻煤矿8309工作面现场矿压监测,分析工作面支架循环末阻力,得到工作面初次来压步距为70～75 m,周期来压步距为10.69～44.36 m,来压期间最大工作面阻力为15 873.15 kN.利用3DEC数值模拟软件对8311工作面回采过程中上覆岩层的运动规律进行模拟,随着工作面向前推进,工作面逐渐呈现“下位悬臂梁与上位砌体梁”结构,得到了上覆坚硬顶板破断、失稳、垮落的特征规律。为具有类似条件的综放工作面回采提供可靠参考。     

漳河水库下厚煤层综放开采技术研究

为保障五阳煤矿7802工作面漳河水库下厚煤层综采放顶煤安全开采,研究综放开采导水裂缝带高度发育规律,探讨了综放采场覆岩结构破坏及采动渗透性间关系,计算了水库下综放开采安全所需防水煤柱高度,制定相应的防治水技术措施。结果表明:中至坚硬覆岩综放开采导水裂缝带发育高度基本与煤层一次采高成正比,比例系数为20.22;煤层顶板基岩厚度大于水库下安全开采所需煤柱高度;监测知井下工作面涌水与地表水体没有水力联系,实现水库下压煤安全开采。     

综放工作面初次来压前强制放顶研究

为了避免大阳煤矿3号煤层3405综放工作面初采阶段大厚度坚硬顶板突然垮落,造成大面积来压,通过爆破的方式对初采工作面进行强制放顶,保证工作面的安全回采。爆破试验后,工作面顶板充分垮落,保证了工作面的安全回采,取得良好的经济技术效益。     

高瓦斯综放面预先爆破弱化坚硬顶煤试验

为了提高综放开采的资源回收率,大佛寺煤矿40301综放工作面进行了顶煤预先爆破弱化试验.基于该矿瓦斯富聚区坚硬特厚煤层特殊条件,在分析综放工作面坚硬顶煤预先爆破的弱化作用机理基础上,研究了高瓦斯综放面坚硬顶煤预先爆破弱化工艺巷的布置方式和爆破工艺参数,提出了现场试验方案.试验研究表明,工作面倾斜方向工艺巷通风状况良好,顶煤发生破坏和破断位置前移,顶煤垮落角有明显增加,顶煤垮落块度明显减小,放煤速度加快,工作面矿压显现有所减缓,同时煤层中的瓦斯也能提前得到一定释放.工艺巷沿倾斜布置的顶煤预先爆破弱化方式是提高高瓦斯坚硬特厚煤层综放工作面回采率的有效方法.     

千米深井大倾角特厚煤层综放开采技术实践

为实现千米深井大倾角特厚煤层综合机械化放顶煤开采,应用相似材料模拟、数值模拟和现场试验等手段,研究了影响千米深井大倾角特厚煤层综合机械化放顶煤开采的工艺参数、顶板顶煤运移规律、矿山压力规律.通过试验得出二采一放、多轮间隔、由下而上的最佳放煤方式,同时掌握了大倾角特厚煤层放顶煤开采的工艺参数和矿压显现规律,实现了安全开采.     

"两硬"浅埋深厚煤层顶煤顶板运移规律研究

为在浅埋深“两硬”条件下的特厚煤层实施综放开采技术，对坚硬顶煤顶板的破断、运移规律进行了现场观测和分析研究．通过理论分析，建立了顶板断裂的力学模型．利用深基点观测方法，在安家岭井工矿4101综放工作面设置矿压观测站，对工作面顶煤顶板的不同层位进行深基点观测，获得了顶煤顶板随工作面推进垮落和运移情况的数据，分析总结了该工作面顶煤顶板的活动运移规律．观测结果表明：4101工作面顶煤随工作面的推进随采随冒，顶煤顶板运移起始点距煤壁较近，顶煤距煤壁前方15m左右开始移动，顶板岩层移动距离约距煤壁前方10m，顶板运移滞后于顶煤的运移，且顶煤冒落时位移量不大．4101工作面顶煤可随采随冒，顶板能够及时垮落，不需对顶煤顶板采取人工处理措施．     

综放面过上分层终采线冲击地压危险性分析

综放工作面过上分层终采线时容易发生冲击地压现象，综放面接近上分层终采线时，前方煤体可看成是煤柱，可作为煤柱型，中击地压来分析，煤柱型冲击的主要影响因素有煤层的刚度和顶板岩层的刚度，具体反映在煤层的强度和冲击倾向性、顶板的来压和加速运动等。采用改变煤体物理力学性质的办法，可以防治煤柱型冲击地压的发生。东滩煤矿两个综放面过上分层终采线工作面的监测结果、治理效果说明了此冲击地压现象。     

大柳塔矿活鸡兔井12煤下分层放顶煤工作面放煤效果研究

为了解决活鸡兔井复合区特厚硬煤上分层综采、下分层综放工作面在回采过程中存在工作面机尾段放煤效果差、采空区遗煤多的问题，根据复合区开采煤层的地质条件，对影响放顶煤工作面冒放性的主要因素进行分析，对工作面机尾段顶煤分别采取高压水力预裂、高压气体深孔预裂进行预先弱化的技术。通过在12下206综放工作面实施表明：高压水力预裂技术，预裂之后放煤效果有所提升，但效果不佳，顶煤回收率只有50%～70%左右。高压气体深孔预裂新技术可对顶煤实施预裂弱化，产生大量裂隙，增强顶煤的冒放性，顶煤回收率可达到85%左右，同时也可以释放上覆煤岩应力，防止回采过程中机尾段顶板突然垮落造成支架压死。固体产气预裂技术的应用，可以预先弱化坚硬顶煤，增强顶煤的冒放性，降低块煤率，提高采出率，同时减弱周期来压的显现强度，为放顶煤的安全生产提供有效的保障。     

高瓦斯、易发火、厚煤层综放开采技术

以鹤岗南山矿综采一队综放工作面和兴安煤矿综采二队综放工作面为例,介绍了在高瓦斯、易发火、厚煤层条件下的综放开采技术,主要内容为瓦斯、火灾治理和煤尘防治的技术方法和措施。     

大同矿区坚硬顶板与坚硬煤层条件下综放开采

大同矿区坚硬顶板、坚硬煤层(以下称“两硬”)的条件严重制约厚煤层的高产高效开采技术的应用，尤其是采出率难以提高。经过10多年的科技攻关，对顶煤弱化、顶板控制及装备等技术的试验，得出了一种在两硬条件下矿井高产高效及高采出率的综放开采技术，取得较好的经济效益。