冲击倾向性工作面液压支架选型研究

为解决冲击倾向性工作面液压支架选取困难的问题,以小庄煤矿40309工作面为研究对象,采用理论计算和现场实测的方法对冲击矿压工作面液压支架选型进行研究.研究结果表明:理论计算选取的ZF14000/21/40D型液压支架可有效遏制冲击矿压的不良影响;校核结果表明选取的液压支架满足工作面回采要求;液压支架工作期间的最大工作阻力在额定工作阻力的75％以内,保证冲击倾向性工作面安全回采.     

厚煤层综放工作面覆岩运移规律研究

针对厚煤层综放工作面覆岩突然性断裂垮落导致动力灾害的问题,根据煤岩层赋存条件和开采布局,考虑工作面顶板裂隙分布规律和开采扰动影响,采用现场勘察、岩石力学实验、数值计算等分析方法,综合分析厚煤层综放工作面覆岩运移活动规律。结果表明:受重力作用,覆岩垮落自采空区中心向四周均匀发展,岩层在拉伸应力作用下拉伸应力区呈U形破坏分布;随着掘进深度与层位的延伸,工作面顶板破坏区相互铰接形成稳定结构,阻碍了顶板运动;工作面来压步距较大,覆岩垮落冲击矿压载荷量级较大,工作面中上部区域覆岩运移量大于下部区域。     

基于“弹性孔理论”的巷道围岩结构失稳研究

开挖扰动作用下巷道围岩失稳与卸荷易诱发掘进工作面岩体大范围垮落,甚至导致围岩动力灾害,严重制约现场安全高效掘进。针对巷道围岩结构失稳问题,基于"弹性孔理论",系统总结了开挖扰动诱发片帮的4种类型,分析顶板结构、巷道围岩失稳机制;采用ABAQUS有限元数值计算软件分析巷道围岩结构失稳机理和灾变特征,巷道经过支护后,顶板运移量大幅度减小,同时减缓覆岩整体性破坏程度。结果表明,受巷道掘进扰动影响,顶板更易发生结构失稳,巷道支护能够有效阻碍覆岩顶、底板运移,缓解岩体灾变概率,动力灾害得到有效控制,巷道实现安全掘进。     

综放工作面过硐室围岩破坏机理及卸压技术研究

以小庄煤矿40309综放工作面过设备硐室为工程背景,理论推导了围岩破坏机理,揭示了工作面与硐室间煤体的弹性区和塑性区范围之比是煤体发生失稳的主要影响因素,采用数值模拟对钻孔卸压技术煤体应力变化进行分析,工作面与硐室间煤体从30 m减小到5 m,工作面前方的煤体一直处于应力升高状态,钻孔卸压后,煤体中的应力集中现象逐渐消失,高应力向实体煤转移。工程实践表明:采用帮部长钻孔施工+合理推采联合技术措施,支架压力由22 MPa增加至26 MPa,增幅平缓,确保了综放工作面回采过程中安全平稳通过设备硐室。     

破碎围岩巷道变形特征及支护参数优化

巷道帮部破碎围岩在采动应力诱发下的动力灾害问题严重制约现场安全高效掘进。针对破碎围岩巷道帮部突然性断裂垮落致诱动力灾害问题,根据巷道地质条件和布局,考虑顶底板帮部裂隙分布规律和开采扰动影响,采用现场勘察、理论分析、数值计算和微震现场监测等手段和方法,综合分析破碎围岩巷道变形特征及支护参数优化设计。结果表明:受重力作用,岩层顶板在拉伸应力作用下拉伸应力区呈U形破坏分布,巷道经过支护后,顶板运移量大幅度减小,同时减缓覆岩整体性破坏程度;受巷道掘进扰动影响下顶板更易发生结构失稳,巷道支护能够有效阻碍覆岩顶、底板运移,缓解岩体灾变概率,动力灾害得到有效控制,巷道实现安全掘进。