巨厚煤层放顶煤开采的相似模拟研究

以河南义马煤业集团公司千秋煤矿二1煤的地质条件为研究依据,通过相似模拟实验,可以直接观测巨厚放顶煤层顶板岩层的变形特征和上覆岩层冒落后的结构特征,借助试验仪器对工作面顶板超前支撑应力的变化规律进行了分析,为巨厚煤层放项开采提供了一定的依据.     

巨厚煤层放顶煤分层开采试验研究

采用相似材料模拟试验和有限元数值分析的方法,对40.0m巨厚煤层放顶煤分层开采时合理的分层厚度和采放比、顶煤的冒放性及冒放结构、顶煤回收率、矿压显现规律等进行了研究,认为巨厚煤层采用分层综采放顶煤采煤法在开采参数优化的条件下是可行的。     

巨厚煤层重复采动地表移动特点分析

以老虎台矿特厚煤层分层综放开采为工程实例,通过数值模拟研究,系统分析了厚煤层分层综放开采诱发的地表下沉盆地大小及其影响范围,研究了大型断裂带的存在对地表变形的影响特点及其破坏效应,然后确定巨厚煤层分层综放开采作用下地表移动基本参数。     

巨厚煤层综采放顶煤工作面上覆岩层移动规律研究

针对义煤集团千秋煤矿巨厚煤层(平均21.8 m)综采放顶煤采场上覆岩层的垮落特征及所形成的结构,以千秋煤矿的地质和开采条件为依据,通过相似模拟和数值模拟研究,分析了上覆岩层移动规律、破坏特点及垮落后的结构形态,得出了综放采场上覆岩层移动规律和上覆岩层应力的变化规律.     

大倾角松软厚煤层综放面放顶煤现场实测研究

结合泉店煤矿二1-12050综放面的具体生产条件,对大倾角厚煤层综放开采顶煤的运移规律和冒放形态进行了分析,根据散体模型和散体数值模拟实验得出的结果,现场应用与验证研究结论。     

巨厚煤层软弱覆岩分层综放开采覆岩破坏高度研究

为了确定巨厚煤层软弱覆岩分层综放开采条件下覆岩破坏特征,以老虎台矿55003工作面为对象,采用数值计算、微震监测和瞬变电磁探测方法对区域分层综放开采过程中覆岩破坏高度进行分析,确定了采出厚度与覆岩破坏高度的关系。研究表明,抚顺矿区巨厚煤层软弱覆岩条件下覆岩破坏高度与采出厚度呈线性正相关,覆岩破坏高度为采出厚度的8.4倍。巨厚煤层软弱覆岩的破坏高度比坚硬覆岩综放开采要小。覆岩破坏主要受到油页岩和绿色页岩组成的岩层结构的制约,同时受到F7-1断层和F7断层的影响。     

巨厚煤层综放开采巷道锚杆支护技术

巨厚煤层巷道掘进与支护已成为实现综放工作面高产高效的重要一环.结合千秋煤矿巨厚煤层的具体开采技术及地质条件,分析了巨厚煤层综放开采煤巷矿压特点,介绍了锚杆支护技术的试验情况,对锚杆支护效果进行了矿压监测和技术分析,并对支护参数进行了修正.     

焦坪矿区某井田综采覆岩导水裂隙带高度研究

为了研究在综放开采条件下覆岩导水裂隙带高度的发展规律,以焦坪矿一盘区1418工作面为地质原型,应用经验公式计算并结合现场实测数据、计算机数值模拟(FLAC3D有限差分软件和UDEC离散元软件)和物理相似材料模拟实验方法,对工作面4-2号煤层采动后造成的覆岩变形破坏情况进行分析,并对导水裂隙带发育高度进行预测。研究表明:该矿1418工作面综放开采巨厚煤层覆岩导水裂隙带高度为采厚的近26倍。     

急倾斜巨厚煤层群难采资源开采的覆岩破断与能量释放规律

针对急倾斜巨厚煤层群难采资源的安全开采问题，采用物理模拟实验与理论分析方法，对急倾斜巨厚煤层群不同开采工艺产生的覆岩变化、破断高度、微震能量等特征进行了分析与对比，推导了急倾斜巨厚煤层坚硬顶板破断积聚能量的理论计算公式，并由不同开采工艺的对比分析结果为急倾斜巨厚煤层群向深开采的方案设计提供思路。研究结果表明：急倾斜巨厚煤层群水平分段综放开采的中间岩柱集中破断形成岩柱与上部煤层顶板的联动效应，容易引发冲击地压等的动力灾害事故；走向长壁开采中区段煤柱的强支撑作用，使得急倾斜巨厚煤层群向深开采过程中覆岩破断高度与范围的增幅较小。通过构建急倾斜巨厚煤层坚硬顶板破断力学模型，推导得出急倾斜巨厚煤层坚硬顶板破断积聚能量计算公式。急倾斜巨厚煤层群采用走向长壁的累计微震能量24.28×10⁵ J,较水平分段开采的累计能量小15.67%。水平分段综放开采过程中，单次开采的平均能量比走向长壁开采较低，且避免了煤柱留设时煤炭资源的浪费。顶板破断的能量不充分释放，容易造成其下次破断能量释放的峰值效应，且中间岩柱大范围集中破断容易对矿井的安全生产带来挑战。基于节约矿井资源的同时又能避免大范...     

特厚煤层综放工作面顶煤冒放性及放出规律研究

综放已经成为我国对厚煤层及巨厚煤层回采的主要手段,但其回收率低下,浪费比较大始终是其进一步发展的瓶颈,采取合适的放煤工艺,采放比,减少煤炭资源的损失已迫在眉睫。本文结合阳泉煤业孙家沟煤矿13号巨厚煤层某工作面,通过采用散体介质流理论及运用PFC3D数值模拟软件研究了特厚煤层顶煤的冒放性及放出规律,为厚煤层的开采进行了探索。     

巨厚煤层综放开采地表裂缝深度探测研究

巨厚煤层综放开采引起的地表变形非常剧烈,导致地表裂缝非常发育。文章分析了陈家沟煤矿巨厚煤层综放开采及特殊地质条件下地表裂缝的形成机理,通过大地电磁测深法、瞬态瑞雷波及地震映像三种物探现场探测方法,经综合研究、相互佐证,获得了地表裂缝发育深度参数,为河下采煤设计提供了基础数据,对类似条件下地表裂缝发育深度探测具有借鉴价值。     

特厚煤层综放开采应力场的数值模拟研究

为掌握综放工作面开采过程中矿山压力显现规律,应用FLAC数值模拟软件对塔山矿特厚煤层综放开采应力场进行了数值模拟研究,得出了开采影响下的采场应力分布规律,并与微地震监测结果进行了对比,得到了岩层受采动影响下的应力分布情况与岩层运动规律。     

近直立特厚煤层直接顶初次破坏特征

近直立煤层在开采过程中直接顶的破坏将直接影响采场及巷道的稳定,针对近直立特厚煤层采用水平分段开采过程中直接顶所处的应力状态及其破坏特点,建立了与之对应的四边固支的薄板力学模型;采用FLAC~(3D)数值模拟和正交分析的方法开展4个因素3个水平9组数值模拟实验,模拟分析了埋深、倾角、侧压系数和最大主应力方向等4个因素对直接顶法向应力分布的影响特征,结果表明,近直立特厚煤层在开采过程中,作用在直接顶上的法向应力可以简化为均布载荷;采用伽辽金法求解了均布载荷作用下的直接顶挠度,并应用胡克定律和弧长定理对直接顶岩层不同位置处的拉应力进行求解,通过计算获得了直接顶在破坏前拉应力的最大值及其对应的位置;以最大拉应力强度准则为岩层破断依据,最终得到了近直立特厚煤层在采用水平分段综放开采条件下的初次破断垮距。     

浅埋深特厚煤层综放开采覆岩破坏规律研究

浅埋深特厚煤层综放开采有可能使采动裂隙导通地表,对地面及井下作业构成威胁。通过综放开采覆岩破坏高度的理论计算和计算机数值模拟,以国投哈密一矿7#煤层为典型案例,对浅埋深特厚煤层综放开采覆岩的移动破坏规律进行研究,为相似条件下特厚煤层综放开采的安全实施提供借鉴。     

不同采煤方法开采深部厚煤层超前支承压力对比分析

深部厚煤层开采深度大、工作面矿压显现剧烈,利用FLAC3D数值模拟技术结合试验工作面的实际条件,研究了分层开采和综放开采时围岩应力分布情况。研究结果表明两种开采方法的高低应力分区特征基本相同,但超前支承压力峰值不同:上分层开采超前支承压力峰值大于下分层开采超前支承压力峰值大于综放开采超前支承压力峰值,且综放开采的超前支承压力峰值深入煤壁的距离较大,能够有效降低工作面煤壁前方的应力集中程度。     

厚煤层沿空动压巷道锚网支护技术

针对厚煤层综放工作面开采与沿空掘巷形成的采动及采空区交错重复动压影响问题,结合付村煤业有限公司3上408综放工作面的开采特征,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,研究了厚煤层沿空动压巷道围岩变形特征,并提出锚梯网(锚索)联合支护方案,通过对厚煤层沿空巷道锚杆应力、围岩变形实测,结果表明:厚煤层沿空巷道宽度收缩率为1.4%,高度收缩率仅为1.2%,达到围岩控制要求,保证巷道正常使用。     

大倾角综采放顶煤开采数值计算及相似模拟分析

为解决大倾角综采放顶煤技术难题,综合分析了大倾角特厚煤层综采放顶煤工作面关键位置的煤岩力学性态、支架受力的模态、开采过程煤岩运动规律和应力分布规律．通过数值计算和物理模拟分析了煤岩运动非稳态演化特征及力学性态,对大倾角特厚煤层综采放顶煤的开采寻找提高采出率的技术提供了有力的佐证。     

深井特厚煤层综放开采适应性研究

巨野龙固煤矿1401工作面为深井大采高综放工作面,开采深度为800 m左右。为分析大采高条件下综放开采煤壁裂隙发育及煤矸放落的流动场特征,通过理论分析对3煤层综放工作面顶煤冒放性进行分析,理论证实龙固煤矿3煤层适宜采用综放工艺。应用FLAC3D数值模拟软件研究深井复杂条件下采场应力随工作面推进分布特征、顶煤塑性破坏规律的影响,为深井厚煤层确定放煤工艺参数、实现工作面安全高效生产提供理论依据。     

我国采煤自动化工作面现状与发展趋势分析

基于我国采煤工作面自动化技术发展现状,探讨了现有的薄及中厚煤层自动化开采模式,分析了其关键技术、存在的问题,研究了在厚煤层大采高综采或巨厚煤层大采高综放工作面实现自动化开采的可行性,认为基于信息技术和高强度开采为主要特征的厚煤层大采高自动化工作面将是我国煤炭工业未来的主要发展方向。     

急倾斜特厚煤层综放面过边界煤柱研究

急倾斜特厚煤层综放开采已是我国综放开采的一种典型方法。采用高阶段综放开采,需对放煤高度进行限制,放高太大不仅顶煤难以回收,而且存在安全隐患,尤其是过分段及小煤窑边界煤柱时,易于发生安全事故。针对该矿综采工作面的具体地质条件,结合数值模拟实验,提出过边界煤柱的技术措施,为煤矿安全生产提供一定的技术支持。