厚煤层一次采全高综采工作面矿压规律研究

依据许厂煤矿4305厚煤层综采工作面矿山压力观测数据分别对支架初撑力、支架工作阻力、支架阻力增阻情况进行了分析,绘制了实测工作面推进期间支架的平均压力变化曲线,研究了厚煤层一次采全高综采工作面矿压显现规律,为采区煤层开采提供了现实的指导意义。     

上庄煤矿综采面收尾回撤巷道矿压规律研究

文章以上庄煤业综采工作面末采期间采用双排垛式支架支护回撤通道,完成工作面搬家倒面工况试验为背景,采用理论分析、工况现场监测等手段,监测巷道顶板、两帮围岩变形、矿山压力实时动态变化规律等情况,深入分析2.1 m煤厚煤层综采工作面末采收尾搬家倒面期间,采用双排垛式支架支护预掘回撤通道顶板,巷道围岩及其上覆岩层矿山压力显现变...     

综采工作面矿压分析

新疆焦煤集团主焦煤公司24122综采工作面属于坚硬顶板软煤软底倾斜中厚煤层开采的工作面。工作面平均倾角为33°,煤层厚度为2.0 m,煤硬度系数为f=3,且煤层赋存夹矸及煤包石。因顶板为坚硬顶板,虽经过深孔爆破处理,但矿山压力显现,存在严重的安全隐患。结合工作面实际情况,分析了综采工作面的矿山压力并提出防治措施。     

急倾斜综放工作面矿压显现规律研究

通过UDEC和FLAG3D数值模拟软件模拟研究了急倾斜煤层综放开采工作面的上覆岩层运移形态和沿工作面倾向垂直应力分布情况,并结合对靖远矿业集团宝积山煤矿704综采工作面的矿压实测资料,分析了急倾斜综放工作面矿压显现规律。结果表明:急倾斜煤层沿工作面倾斜方向上覆岩层运移规律和应力分布呈现出明显的不对称性,工作面上、中、下部支架载荷,周期来压情况都有所不同。     

急倾斜厚煤层短壁综采矿压显现规律研究

 急倾斜厚煤层短壁综采工作面与普通长壁综采面矿压显现规律有差别。本文针对木城涧煤矿急倾斜厚煤层短壁开采特殊地质和技术条件,在广泛调研和现场实测的基础上,应用理论分析、数值计算等研究方法,系统地探讨了复杂难采厚煤层工作面的矿压显现规律,确定了急倾厚斜煤层短壁工作面合理的支架工作阻力及超前支护距离。并对现场应用效果进行分析,为类似矿山急倾斜厚煤层的开采提供了工程实践技术依据。     

急倾斜极软厚煤层走向长壁综放开采技术研究

以峰峰集团山西大远煤业1201急倾斜工作面为背景,系统研究了急倾斜厚煤层走向长壁综放开采的基本问题,指出支架的合理设计是该类煤层成功开采的首要条件,支架设计要充分考虑急倾斜厚煤层综放开采的顶板活动规律,以工作面上部顶板的冲击载荷确定支架的工作阻力。同时急倾斜支架要有足够的抗侧向挤压能力,结合工作面采放工艺确定侧护板的抗挤压能力。急倾斜厚煤层综放开采的顶煤放出体与煤岩分界面具有明显的不对称性。结合顶煤放出规律、支架稳定性等综合确定采放工艺,提出“下行动态分段、段内上行放煤”的采放工艺,适用于急倾斜厚煤层走向长壁综放开采,可最大限度地减少采放过程中对支架的不利影响,并可获得较高的顶煤采出率。工作面安装前需对软弱底板进行加固。     

利民煤矿09112综采工作面矿压显现规律研究

以利民煤矿09112综采工作面为研究对象,分析了该埋藏条件下开采9煤层时工作面矿山压力显现特点、顶板破断运动规律、液压支架运行状况及对9煤层顶底板的适应性、两区段巷道超前支承压力显现规律,为后期开采091采区及实现矿井高产、高效、安全、低耗积累了经验。     

急倾斜中厚煤层综采设备安装工艺的实践

急倾斜中厚煤层综采工作面安装,在前期准备、采面设备运输、顶板控制、液压支架防倒防滑方面都是个难题。通过采取针对性解决方法,新铁煤矿五采区综采一队在50右六片成功安装了综采配套设备,为其它急倾斜中厚煤层综采设备安装提供了借鉴经验。     

急倾斜中厚煤层长壁综采工作面覆岩运移规律

急倾斜煤层综采工作面"支架-围岩"系统动态稳定性控制难度大,而顶板的行为状态会直接影响该系统稳定性,从而制约该类煤层高效机械化生产,故研究急倾斜中厚煤层长壁综采工作面覆岩运移规律十分必要。综合采用相似材料试验法、理论分析法,研究分析工作面覆岩破坏及矿压分布、演化规律。研究结果表明,急倾斜中厚煤层综采工作面上、下端头顶板垮落形式不同,上、下部垮落形态分别呈锐角三角形状、钝角三角形状,顶板垮落后会形成阶梯状岩梁;采空区充填状态走向上区域性异化,靠近煤壁侧采空区中部会形成露空区,随着距煤壁距离增加,采空区矸石堆积量及压实度升高,堆积形态更为均匀;工作面矿压非对称分布,具体表现为中、上部>下部;工作面初次来压步距为25 m,周期来压步距平均为9.22 m,来压和未来压时平均支架阻力分别为3 453 kN、2 682.8 kN。     

中厚煤层坚硬顶板工作面矿压观测及分析

晋城某矿通过对1301中厚煤层坚硬顶板综采工作面的矿压观测数据数理统计分析,掌握了该煤层矿山压力显现规律,为采面现场管理、后期开采工作提供了详实、准确的资料。     

水体下急倾斜煤层开采覆岩破断规律

为了给水体下急倾斜煤层开采防水煤柱的留设提供依据,采用数值计算和相似模拟的方法,考虑顶板水与岩层的耦合作用,对水体下急倾斜煤层开采的覆岩破断和导水裂隙的演化规律进行了研究,结果表明急倾斜煤层顶板的垮落沿工作面方向呈不对称分布,直接顶垮落后向下移动,工作面的上端形成冒落空洞;顶板在采空区上下边界煤柱侧断裂形成的断裂线随着垮落层位的增高而向上山方向移动;在顶板垮落初期,主要是沿煤层法线方向的移动,垮落后期顶板向下抽冒特征明显;导水裂隙的产生在竖直方向上的发育高度大于垂直岩层方向,同时沿煤层产生一定深度的裂隙漏斗。研究结论为水体下急倾斜煤层开采时防水煤岩柱的留设提供借鉴。     

急倾斜煤层底板巷道破坏因素探讨

通过对急倾斜煤层底板巷道变形、破坏的数值计算发现，急倾斜煤层与水平煤层相比，受底板附加支承压力的影响较小，底板巷道变形、破坏主要是由于煤层开采后底板卸载，形成悬空面造成岩层移动引起的。分析结果表明，受采动影响岩层在底板中形成岩层移动活跃区，其大小取决于煤层倾角、岩石力学特性以及开采深度等，而与采区长高比大小关系不大。     

急倾斜近距离煤层开采矿压显现规律研究

研究急倾斜近距离煤层开采矿压显现规律,可以充分了解煤层在开采过程中的围岩应力分布特征、预防采场冒顶、片帮、压架等事故的发生。以贵州某矿14602采煤工作面为工程背景,运用数值模拟软件模拟急倾斜近距离煤层开采过程中顶底板岩层围岩应力的分布,分析得出开采过程中采煤工作面前后应力分布特征;采煤工作面推进过程中,顶底板超前支承压力形成"类椭圆应力区"。结合14602采煤工作面实际开采背景,分析得出采煤工作面推进过程中,工作面下部"三角封闭"结构强于上部,导致工作面下部巷道围岩应力、变形量较大。因此,在后期采场及巷道支护中应提高工作面下部巷道支护强度。     

急倾斜特厚煤层水平分段综放开采冲击矿压机理

我国急倾斜特厚煤层开采冲击矿压越发凸显,且灾害显现特殊。为了揭示急倾斜特厚煤层水平分段开采冲击矿压机理,建立覆岩力学模型,分析了覆岩运动、能量释放、煤层应力分布等规律;采用工作面液压支架工作阻力监测数据,分析了工作面支架工作阻力与动载系数分布规律;利用微震监测得到的矿震空间分布,分析了岩层运动和能量释放规律。研究结果表明:急倾斜特厚煤层水平分段开采,顶板倾向破断步距与煤层倾角呈非线性正相关关系,当煤层倾角大于60°时,破断步距出现陡增;覆岩下位坚硬岩层破断后在倾向上可暂时形成平衡结构,随着下位分段开采和放煤,平衡结构可发生破断旋转、断块跌落、结构挤压俯冲等3种类型的失稳冲击过程,对工作面形成动态冲击;在顶底板夹持作用下,工作面煤体靠近顶底板侧将形成非对称倾向支承压力分布,靠近顶板侧为封闭夹持状态,应力集中程度高,靠近底板侧为开放夹持状态,煤体易破坏卸压而处于塑性状态,在非对称支承压力作用下,工作面中部至顶板侧底煤受强烈剪切应力作用,且处于底板弹塑性交界区,易于失稳冲击;急倾斜特厚煤层水平分段综放开采,覆岩破断步距大,顶板破断和失稳冲击的瞬间释放能量强,扰动底煤高应力区诱发冲击矿压显现,揭示了急倾斜特厚煤层水平分段综放开采夹持冲击型冲击矿压机理。工作面液压支架工作阻力监测表明工作面中部至顶板侧动载系数最大达到3.25,表明覆岩形成了悬空式结构失稳;矿震监测结果表明工作面中部至靠近顶板侧底煤容易积聚弹性变形能,底板侧容易释放能量,顶板活动易形成动载扰动。研究结果得到了监测验证。     

急倾斜煤层开采覆岩运动规律

根据急倾斜煤层工作面顶板围岩赋存条件,建立相应力学模型,得出急倾斜煤层开采后顶板沿工作面倾向方向的弯曲变形公式,指出急倾斜煤层采后顶板弯曲在工作面下部和上部表现出非对称性,在工作面下部变形增大。结合新铁煤矿工程实例验证了该顶板弯曲变形公式,对急倾斜煤层顶板控制和巷道支护具有指导意义。     

急倾斜厚煤层“单一巷道”放顶煤采煤法研究

为了解决急倾斜单一厚煤层开采时通风条件差、回采率低等问题,针对某矿急倾斜厚煤层赋存条件,运用理论分析和现场试验相结合的研究方法,提出了1种"单一巷道式"放顶煤采煤法。即沿着煤层边界布置2条采区上山,掘进1条回采巷道。在开采过程中沿巷道顶板侧维护1条"人字形"回风巷道,随着放顶煤液压支架的向前推移,维护下1段回风巷,以此接续,形成完整的采区生产系统。研究结果表明:该采煤法降低了回采巷道掘进率,改善了工作面通风条件,提高了煤炭产量,回采率高达到87%,工作面的年生产力18万t/a,满足了矿井安全高效的生产需求。     

急斜煤层Z型通风留巷水平分层放顶煤采煤方法上覆岩层的运动规律的研究

急倾斜煤层Z型通风留巷水平分层放顶煤采煤方法是针对厚度为5~8 m急倾斜煤层新的有效开采方法。然而对该方法的上覆岩层规律研究还相对欠缺。该文章通过理论分析和RFPA2D数值模拟分析,得出该方法在开采过程中倾斜方向上覆岩层上部运动比较剧烈、范围比下部大且易形成铰接结构,进而可借助水平分层综放工作面合力在分层顶煤剖面处投影为一点没有产生下滑的力对顶板岩层移动规律进行分析,为工作面的支架选型和支护理论提供依据,并对该方法的完善和推广奠定坚实基础。     

急倾斜特厚煤层水平分段开采煤岩应力演化规律数值模拟研究

急倾斜特厚煤层赋存条件非常特殊,为揭示急倾斜特厚煤层开采过程中灾害的致灾机理,基于COMSOL Multiphysics数值模拟软件对乌东煤矿45#急倾斜特厚煤层水平分段开采条件下,岩体及煤体的应力演化规律进行数值模拟研究,研究结果表明：煤层顶板附近的岩层应力较大,靠近煤层底板处的岩层应力变化不大|覆岩局部区域内产生了应力集中现象|工作面煤体的应力集中多分布在靠近顶板处的煤体,而靠近底板处的煤体其应力集中程度较顶板小|工作面煤体的轴向应力的分布分为塑性区、弹性区和原岩应力区三个区,工作面煤体沿走向方向上的侧向应力随距离工作面的距离增加而减小。     

斜煤层Z型通风留巷水平分层放顶煤采煤方法的煤层上覆岩层运动规律的研究

急倾斜煤层Z型通风留巷水平分层放顶煤采煤方法是针对厚度为5~8 m急倾斜煤层新的有效开采方法。然而对该方法的上覆岩层规律研究还相对欠缺。该文章通过理论分析和RFPA2D数值模拟分析,得出该方法在开采过程中倾斜方向上覆岩层上部运动比较剧烈、范围比下部大且易形成铰接结构,进而可借助水平分层综放工作面合力在分层顶煤剖面处投影为一点没有产生下滑的力对顶板岩层移动规律进行分析,为工作面的支架选型和支护理论提供依据,并对该方法的完善和推广奠定坚实基础。     

急倾斜煤层端面顶板稳定性分析

急倾斜顶板矿压显现规律复杂,并且急倾斜煤层在形成过程中由于受到构造运动的强烈挤压,煤层及其顶底板中节理、裂隙等软弱面比较发育,易失稳垮落,支护不当时易发生片帮与冒顶事故。针对急倾斜煤层开采端面顶板破碎情况严重影响安全生产,以陈蛮庄煤矿3402工作面为工程背景,进行顶板孔观测、构建顶板力学模型、理论分析、数值模拟等,进一步分析了急倾斜煤层端面顶板稳定性。研究结果表明:急倾斜煤层工作面顶板比较破碎,易造成顶板垮落事故,影响液压支架的支护能力,进而引起频繁的煤壁片帮,造成安全事故;工作面上部由于充填不充分,应力集中程度仍然随着工作面推进距离的增加而增大。造成急倾斜煤层端面顶板破坏程度较严重;针对急倾斜煤层端面顶板破断特征规律,通过建立急倾斜煤层采场的物理模型,经过理论公式计算出顶板初次来压步距L,最大拉应力与顶板岩层抗拉强度比较得出急倾斜煤层顶板破碎的根本原因。