薄基岩浅埋深大采高工作面矿压规律及支架适应性分析

 纳一矿326-01大采高综采工作面为典型的浅埋深长壁大采高综采工作面,通过对该工作面液压支架阻力的现场观测研究,掌握了浅埋深大采高综采工作面矿压显现规律,分析了大采高综采液压支架适应性,揭示了浅埋深长壁工作面的顶板来压特征,研究结果可为类似条件大采高综采工作面安全高效回采提供参考     

8.8m超大采高工作面矿压显现规律实测及机理分析

针对浅埋深超大采高工作面矿压显现强烈的问题,基于支架压力现场监测,对上湾煤矿8.8 m超大采高工作面矿压显现规律进行了研究。结果表明:8.8 m超大采高工作面基本顶初次来压步距为45 m左右,周期来压步距平均为13.5 m,动载系数平均为1.6;超大采高工作面周期来压具有来压步距短、来压持续时间长、来压区域性明显、动载矿压强烈等特点。根据工作面上覆顶板结构分析认为,工作面开采强度大、顶板活动剧烈,关键层结构单一、赋存层位低、易滑落失稳、上覆顶板整体性破断,是造成浅埋深超大采高工作面矿压显现强烈的主要原因。     

浅埋煤层薄基岩富水区域综采面初采安全技术与应用

鉴于哈拉沟煤矿22206工作面浅埋深、薄基岩及富水区域的复杂条件,为预防顶板切落、涌水溃沙等灾害,确保工作面初采阶段的安全开采,开展了工作面顶板矿压监测。结果表明:工作面顶板第二次来压期间顶板充分垮落切顶形成贯通裂隙、地表塌陷,工作面来压强度明显大于顶板初次来压;同时从水文地质保障、来压预测预报、工程质量保证和工作面推进速度控制等方面开展顶板灾害防治技术研究,提出了提前疏放水、施工地表水文观测孔、施工顶板注浆加固工程、强制放顶、优化工作面排水系统和储备应急物资等5项工作面初采过薄基岩富水区的安全技术措施。     

浅埋综采工作面顶板岩层等步切落特征分析

根据对浅埋深综采工作面矿压实际观测和来压数据分析,发现浅埋综采工作面顶板具有明显的"等步"切落特征,即浅埋工作面具有等距周期来压特点。在此基础上,全面分析了3种滑动破坏切落模型下的支架受力状态,得出垂直滑动切落模型是浅埋工作面支架被压死的最危险状态,同时也得出了浅埋工作面支架合理工作阻力的理论计算公式,该浅埋顶板模型的建立丰富了浅埋深矿压理论,对实际生产具有指导意义。     

浅埋大采高综采工作面矿压显现特征及顶板灾害机理分析

依托纳林庙二号井浅埋大采高综采矿井生产运营实践,在分析该矿工作面地质、技术条件的基础上,总结了6215等工作面采场围岩矿压显现及地表塌陷特征和“6.30”顶板事故造成的设备损坏等的情况,综合运用浅埋煤层长壁开采理论,从浅埋煤层上覆厚土层破坏结构、岩土层动态载荷传递效应中分析了6215工作面发生顶板灾害机理,给出了诱发工...     

浅埋煤层400m超长综采工作面矿压规律研究

浅埋煤层工作面,基岩顶板较薄,表土覆盖层较厚,矿压显现规律具有明显的特点。初次来压期间,顶板容易出现大范围台阶下沉现象,周期来压时,支架的立柱因动载强烈而容易出现涨裂。浅埋深、薄基岩、厚上覆松散沙层的条件下,长壁综采工作面顶板岩层破断运动具有特殊性。本文针对榆家梁煤矿42208超长综采工作面回采初采期间来压规律、周期来压规律和末采期间来压规律进行观测研究,总结了浅埋煤层超长综采工作面矿压显现规律和覆岩移动规律,为类似条件超长综采工作面支架选型提供了参考依据。     

大柳塔煤矿薄基岩浅埋煤层工作面矿压规律研究

为了研究薄基岩浅埋煤层矿压规律,防止薄基岩浅埋煤层工作面发生切顶事故,造成溃砂溃水事故,通过对大柳塔煤矿22614工作面现场矿压观测,得出了薄基岩浅埋煤层工作面矿压显现规律,结果表明：工作面上覆基岩厚度大于10 m的区域,工作面顶板来压比较明显,支架动载系数相对比较大,工作面上覆基岩厚度小于10 m的区域,工作面顶板来压不明显,实测工作面支架工作阻力大部分为5 400～7 200 kN,现有支架能满足生产需求。     

厚基岩浅埋大采高加长工作面矿压规律研究

为了保证厚基岩浅埋大采高加长工作面的安全高效生产,通过对乌兰木伦煤矿61203面的矿压观测,针对厚基岩浅埋大采高加长工作面矿压显现规律进行了探讨.360 m长工作面停采期间支架阻力持续处于高位状态;正常回采期间,工作面矿压显现具有非均匀性大小周期变化;加长工作面初次来压和周期来压比较明显,来压步距变化较大,支架动载系数也相对较大.研究结果建议选用工作阻力为9 770～13 469 kN /架的液压支架为宜.     

大采高工作面支架工作阻力规律研究

察哈素煤矿3101工作面为大采高首采工作面,埋深与周围矿井相比较深。工作面回采前用大采高顶板控制力学模型估算3101工作面荷载。回采时实测6条测线处的支架工作阻力,分析研究首采工作面支架初撑力、循环末阻力、动载系数规律、顶板来压步距规律,以期为顶板控制及同采区其他工作面支架选型和顶板控制提供科学依据。     

近浅埋煤层大采高工作面双关键层结构分析

根据实测统计分析,近浅埋煤层大采高工作面支架载荷普遍较大,且随采高增大有增加的趋势,工作面来压存在大小周期,厚度较大的等效直接顶静载是工作面支架的基本载荷。通过物理模拟实验,揭示了大采高工作面直接顶变厚和顶板结构铰接点上移的机理,提出了"等效直接顶"的定义,建立了近浅埋煤层大采高工作面顶板"双关键层"理论。近浅埋煤层大采高工作面顶板主要表现为"双关键层"结构,根据等效直接顶对采空区的充填程度,双关键层顶板结构分为"双砌体梁"和"斜台阶岩梁-砌体梁"两类,常见的是"斜台阶岩梁-砌体梁"双关键层结构。建立了双关键层顶板结构模型,揭示了工作面出现大小周期来压的机理,给出了支架初撑力和工作阻力的计算公式,可为近浅埋煤层大采高工作面顶板控制提供理论依据。     

阳泉矿区首采大采高综采面矿压规律实测分析

 寺家庄煤矿15104工作面是阳泉矿区首个大采高综采工作面,为了了解工作面矿压规律,对15104工作面进行了现场矿压实测与分析,结果表明,工作面初次来压步距为35.8m,周期来压步距为17.9m,动载系数为1.48,工作面中部来压超前于两端1~2m,支架初撑力偏低。实测结果对相同条件下煤层开采具有实践指导意义。     

万利一矿大采高综采面矿压规律实测分析

 对万利一矿42202大采高综采工作面进行了矿压实测与分析,结果表明,工作面老顶初次来压步距为19.9 m,老顶周期来压步距为10~16.5 m,工作面中部来压超前两端2~5 m,来压强度比两端大1~3MPa;采动支承压力影响范围一般为15 m,工作面遇周期来压或接近联络巷时,影响范围增加到20 m;支架初撑力偏低,不能满足工作面正常开采和末采期间对支护阻力的要求。针对顶板的支护状况和顶板灾变危险,提出了提高支架初撑力等改善措施,研究成果对类似条件下浅埋煤层大采高综采工作面安全开采具有指导作用。     

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。     

大采高浅埋煤层综采面矿压规律研究

 为了掌握泰山隆安公司大采高浅埋煤层综采面矿压显现规律，应用现场实测、理论计算等研究方法对泰山隆安公司8101工作面进行了矿压显现规律分析。研究结果表明：该工作面初次来压步距54～59m，平均55.5m；周期来压步距12.6～15.8m，平均14.16m；基本顶属Ⅳ级a类的来压非常强烈型；工作面支架的末阻力随初撑力呈线性增长；沿工作面方向压力具有中部较大、上部和下部较小的特点。     

冲击矿压工作面单体支柱防护技术

对古城矿大采深放顶煤工作面冲击矿压发生的情况进行了统计,分析了其特点,认为冲击矿压与采深、顶板岩性、厚度及基本顶的周期来压有密切关系.在冲击矿压预测预报与治理的基础上,提出了工作面超前支护段单体支柱的防护措施,根据冲击矿压特点设计了单体支柱保护装置,取得了国家实用新型专利,在现场试验中取得了明显的效果.     

神东矿区切顶卸压留巷工作面“开式采空区”防灭火技术研究

切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术是煤炭回采工艺的重要革新,采空区的防灭火管理是此新工艺能否得以推广应用的关键影响因素之一。文章对神东矿区哈拉沟煤矿12201切顶卸压无煤柱开采采空区防灭火管理进行了研究,从新工艺采空区的管理分析、通风系统的分析、工作面风量配置、采空区气体分析、采空区"自燃"三带分布分析以及综合防灭火技术的应用,总结了切顶卸压无煤柱开采技术采空区防灭火管理经验,为神东矿区浅埋深近距离煤层中推广应用切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术奠定了基础。     

浅埋长壁综采工作面矿压控制技术与实践

针对印度巴兰布煤矿P1首采工作面浅埋深、长壁和坚硬上覆岩层的开采特点,通过采场矿压特征分析和UDEC数值模拟计算,针对P1工作面提出了地面爆破方法的矿压控制技术。试验结果表明:P1工作面的顶板岩层属于难冒顶板,采用地面爆破措施可以有效地提高顶板的冒放性,并通过结合相配套的技术管理手段,取得了良好的矿压控制效果。     

工作面顶板灾害类型、监测与防治技术体系

长期以来顶板灾害在我国煤矿灾害事故中发生起数和死亡人数始终占据首位,是困扰煤矿安全生产的主要难题。笔者开展了顶板岩性、矿压显现特征和顶板灾害案例统计分析,结果表明:我国回采工作面顶板灾害主要表现为片帮冒顶、顶板大面积突然垮落和大面积切顶压架3种类型。系统分析了各类型顶板灾害的发生特点及致灾原因:片帮冒顶多发生于松软煤岩体,采煤方法不合理及管理不当的工作面;顶板大面积突然垮落一般为坚硬顶板大面积悬顶、瞬时垮落所致;大面积切顶压架主要发生在薄基岩浅埋深工作面或顶板累积下沉量大引起顶板在煤壁处断裂的工作面。针对我国顶板灾害监测与防治,建立了工作面顶板灾害全景监测预警技术架构,即采用微震监测系统监测远场顶板活动,采用矿压监测系统监测近场顶板运动,采用三维激光扫描技术监测煤壁片帮时空演化,通过监测数据系统分析,动态掌握采场围岩的活动规律和支架工况,实现顶板灾害监测预警。提出了工作面开采全过程的顶板灾害综合防治技术体系,在工作面开采前确定合理采煤方法,合理工作面布置方式,科学开采参数及优化设备选型配套,这是防治顶板灾害的核心技术;在开采过程中保持支架良好的工况辅以顶板弱化技术,进而实现工作面顶板灾害防治。     

深部高强锚注切顶自成巷方法与验证

针对深部高应力回采巷道围岩控制难题,以我国最大采深矿井——山东泰安孙村煤矿为工程背景,对传统沿空掘巷、锚杆(索)支护巷道进行监测分析,结果表明:巷道围岩变形量大,破坏范围广,锚杆大部分处于强度劣化区内,难以发挥支护作用,锚索受力大,接近极限破断力。为解决上述问题,系统开展了不同煤柱宽度、地应力大小、顶板围岩强度、切顶高度等影响因素下的数值试验研究,建立了顶板应力释放率、侧向支承压力提升率与围岩变形控制率等定量评价指标,对比分析了多种因素下切顶自成巷与沿空掘巷矿压变化规律与围岩控制机制。基于此,提出了深部高强锚注切顶自成巷方法,利用高强锚注提高巷道顶板完整性,利用顶板预裂切缝切断采空区与巷道顶板之间的应力传递,使巷道处于应力降低区。为进一步验证该方法的合理性,利用自主研发的地质力学模型试验系统,开展了模型试验对比研究,高强锚注切顶自成巷围岩应力比沿空掘巷平均降低20.8%,围岩变形量为后者的45.1%,应力释放与围岩控制效果明显。结合上述研究,提出了相应的工程建议,并在孙村煤矿2215工作面进行了现场应用,监测表明该方法有效控制了巷道围岩变形,实现了无煤柱开采。