开采边坡在逆坡开采条件下的稳定性分析

以黑岱沟露天矿边坡在逆坡开采条件下的稳定性为研究对象,采用传统文字方法和相似模拟实验,对该露天矿在逆坡开采下位于采空区上部的各顶板跨落状况及边坡体沉降等一系列问题进行研究。结果表明:当采掘工作面推进至40 cm(80 m)时,直接顶初次垮落,形成初次来压现象,来压步距40 cm(80 m),周期性垮落步距约为25 cm(50 m);当采掘终止之后,工作面煤壁位置的垮落角约为56°,开切眼位置的垮落角约为63°,最终工作面采掘长度280 cm(560m);当采掘终止之后,最大水平位移为1.01 cm(2.02 m),最大垂直沉降为4.43 cm(8.86 m)。     

青龙寺煤矿5-20102工作面矿压显现规律研究

煤矿开采过程中的工作面顶板垮落是危害煤矿安全生产的重要因素之一,进行工作面矿压显现规律研究对煤矿安全生产具有重要意义。通过数值模拟方法进行煤矿工作面开采模拟,研究了有无初采水力压裂条件下青龙寺煤矿5-20102工作面在采动影响下覆岩变形垮落规律和液压支架变形与工作阻力变化规律。研究结果表明,无初采水力压裂条件下工作面初次来压步距约为24 m,周期来压步距为8～14 m,平均周期来压步距约11 m,液压支架最大竖向位移约为273.5 mm;与无初采水力压裂相比,有初采水力压裂条件下工作面初采来压步距减小约20%,其周期来压步距基本保持不变,而液压支架最大竖向位移减小17.4%～35.6%,且液压支架出现最大位移的时间节点要比无初采水力压裂下提前3～4 m。     

黄土覆盖下开采沉陷影响研究分析

通过运用相似模拟实验和FLAC3D数值模拟对我国北方由于黄土覆盖区域下的煤层开采造成的地表沉陷进行研究。数值模拟实验研究得出:由于煤层开采时受开采推力和上覆岩层自重的影响,位于采空区上部的覆岩会不断发生向采空区方向的垮落,在覆岩垮落达到一定程度时会逐步使地表发生沉降,且沉降是随采掘长度不断增加而加大。相似模拟实验研究得出:工作面向前推进时,位于采空区上方的顶板发生初次垮落长度为280mm(56m),来压长度210mm(42m),垮落高度16mm(3.2m),即初次来压。相似模拟实验中,在水平推力和开采扰动的影响下,黄土覆盖地表沉降和数值模拟基本相似,当开采终止后,其最大沉降值为36.48mm(7.296m),共发生9次来压,平均来压步距为131mm(26.2m)。     

坚硬老顶综采面覆岩活动规律数值模拟研究

以某矿二号煤层开采为背景,运用RFPA2D数值模拟软件,对10 m厚中细砂岩老顶条件下综采工作面开采过程进行了数值模拟和分析。研究表明,工作面直接顶的初次垮落步距为24 m,老顶的初次来压步距为56 m,应力集中系数3.24,老顶的周期来压步距为28 m,应力集中系数2.34,在超前支承压力的影响下,工作面煤壁塑性区分布范围分别为4.0 m和3.5 m。随上覆岩层与煤层的间距的增大,煤层上方岩层的竖直位移呈显著台阶状减小,竖直位移曲线图趋于平滑。     

坚硬覆岩煤层开采空间结构演化特征模拟研究

针对工作面坚硬顶板破断及其动态演化易导致强矿压显现等问题,以门克庆煤矿为背景,通过相似模拟试验,深入了解和分析坚硬覆岩煤层开采空间结构演化特征.结果表明:低位坚硬覆岩初次来压步距为 ６０ m,周期来压步距为２０~３０m,覆岩结构由短砌体梁结构逐渐演化为采空区两侧形成的F型悬臂梁结构;中高位坚硬覆岩初次来压步距为１３０m,周期来压步距为５０~８０m,覆岩结构由长砌体梁结构逐渐演化为与低位坚硬覆岩共同在采空区两侧形成 F型悬臂梁结构;坚硬覆岩纵向位移变化区域逐渐增大,采空区中部位移增量大于两端,顶板最大下沉量为５．６９m,位于采空区中部;中高位坚硬覆岩“大周期来压”与低位坚硬覆岩“小周期来压”协同作用,导致工作面出现强矿压显现,严重影响工作面安全回采.研究结果对类似条件下的工作面安全开采具有一定的理论指导意义.     

沟壑区浅埋煤层开采覆岩运动演化致灾特征

为进一步研究浅埋煤层开采沟壑区覆岩运动演化致灾特征,以榆神矿区锟源煤矿113101首采工作面为工程背景,采用了数值计算和物理相似模拟实验方法,分析了沟壑区浅埋煤层开采过程中覆岩应力及位移动态演化特征、覆岩破断及裂隙发育规律,初步揭示了过沟开采灾害特征及相互作用关系,针对性提出了综合治理方法。研究结果表明：过沟开采中,沟壑顺坡段呈“受压”状态,逆坡段呈“受拉”状态,谷底位移变化量最大、逆坡段其次、顺坡段最小。二号沟壑顺坡段下部及谷底、一号沟壑逆坡段下部及谷底范围分别形成应力集中且位移量达到最大,水平应力峰值为17.4、14.5 MPa,最大位移值为1.7、1.0 m。工作面推进至沟壑区顺坡段时周期来压步距约为逆坡段的两倍,顺坡段“覆岩完整区”面积较大,载荷传递至工作面支架易造成压架现象;沟壑逆坡段区域,覆岩厚度增加,拉伸型裂隙发育明显,易导致沟体滑坡;沟壑谷底区域,顶板切落形成塌陷型裂隙,易诱发工作面压架和突水溃沙灾害。不同灾害间相互关联,沟体滑坡抑制工作面突水溃沙但促进切顶压架灾害,顶板切落压架同时促进突水溃沙和沟体滑坡灾害。根据覆岩灾害产生区域及作用特征,提出了上游截排地表水、顺坡段...     

23061工作面矿压分布规律及特征

为研究23061工作面开采过程中的矿压分布规律及特征。采用数值模拟的方法建立了23061工作面走向和倾向的数值模拟模型,分别对走向和倾向开采过程中的矿压显现进行模拟分析。数值模拟结果显示,23061工作面基本顶初次来压步距约30 m,应力峰值为11.58 MPa;周期来压步距为15 m,峰值平均为10.79 MPa;工作面底板垂直应力随工作面推进的变化规律基本上与顶板一致,也有初次来压和周期来压显现;最大拉剪应力出现在最大压应力外侧约10 m处。     

基于FLAC3D的综放面矿压显现规律研究

为了确保矿井的安全开采,揭示某矿矿压显现规律,采用FLAC^3D数值模拟软件对工作面走向、倾向力学和位移特征以及工作面初步来压步距、周期来压步距进行了模拟分析。研究得出:在沿走向方向,工作面顶板面形成拱形分布的应力释放区,随着工作面的推进,顶板的覆岩高度和应力拱结构逐渐向上发展;在沿倾向方向,工作面顶底板的位移分布呈现非对称的特征,顶板应力轮廓向工作面倾斜上方偏移;工作面的初次来压步距为40 m,周期来压平均步距为11.8 m,为工作面的支护选择和支护方式提供理论依据,为顶板围岩控制提供了重要参数。     

浅埋煤层长壁工作面矿压规律及关键块失稳分析

 为研究浅埋煤层长壁工作面的矿压规律和顶板结构稳定性,以榆阳煤矿1307长壁工作面为工程背景,设计了矿山压力观测方案并进行了现场观测。总结分析了浅埋煤层长壁开采时矿压显现规律和浅埋煤层上覆岩层破坏规律,得出初次来压步距为78m,二次来压是在工作面推进至93米,工作面周期来压步距范围在6.4～8.1m;通过对关键块的失稳分析,得出最大开采高度应小于2.31m,关键块不发生滑落失稳的系数要求大于等于1,而实际计算的系数仅为0.4,在实际开采过程中工作面中后部采空区顶板每隔一段时间会发生突然垮落,造成倒架、折梁断柱等现象,为同类浅埋煤层的开采提供一些借鉴和参考。     

极近距离煤层下分层开采矿压显现规律

通过综采工作面支架受力、巷道围岩变形、钻孔应力、锚杆工作阻力及顺槽单体液压支柱受力5方面综合观测,对鲁西煤矿3下煤层覆岩运动规律进行了研究。研究结果表明:直接顶下分层初次垮落步距平均15.6 m,直接顶上分层初次跨落步距26.1 m,老顶初次来压步距31.8 m和老顶周期来压步距在10～13 m之间;ZY4800/18/38型掩护式液压支架工作阻力的平均值是27.2 MPa是支架额定工作阻力的86.4%,对工作面顶底板支护的适应性较好;通过分析轨道顺槽和胶带顺槽支承压力分布特征,得出轨道顺槽的超前支承压力影响范围为24.6 m,胶带顺槽的超前支承压力影响范围为31.135 m。