窄条带厚煤层老顶来压规律

窄条带厚煤层工作面初采期间老顶活动频繁,顶板管理困难,安全隐患较大,通过对济三矿13下05C综放面初次放顶的矿压观测分析研究,为类似条件工作面巷道布置、顶板管理、矿压规律研究等起到了很好的借鉴作用。     

大采深综放孤岛工作面矿压显现规律研究

在综放孤岛工作面回采过程中,常常会出现矿压显现强烈,顺槽围岩变形大等现象,导致工作面回采困难并影响安全生产。通过研究顺槽围岩变形、超前支撑压力规律,为类似工作面巷道布置、支护参数选择等提供可靠依据。     

巨厚岩层–煤柱系统协调变形及其稳定性研究

以山东济宁高庄煤矿巨厚岩层条件下留设大煤柱的工作面回采安全性为背景,采用理论分析和工程实践等方法,研究巨厚岩层–煤柱系统的协调变形模型及其稳定性。主要研究内容和结论:(1)在满足煤柱顶板岩层断裂线因素和支承强度因素的情况下,煤柱能够"隔离"采空区并对巨厚岩层及其覆岩结构形成"支撑"作用;(2)以巨厚岩层挠曲变形和煤柱竖直方向"压缩"变形为基础,建立巨厚岩层–煤柱协调变形力学模型,分析煤柱竖直变形的应力来源、形式和整体协调变形机制,得到巨厚岩层–煤柱系统协调变形的应力–应变关系;(3)探讨巨厚岩层–煤柱系统失稳类型、判据和对井下动力灾害发生的影响,提出灾害防治技术。运用研究成果分析3上1102工作面采前巨厚岩层–煤柱系统稳定性,并对灾害进行预测,根据回采阶段微震监测结果与动力显现情况,初步验证了研究的合理性,通过实施针对性预防措施,最终实现了工作面"有震无灾"的安全回采目的。     

基于动静应力分析的复杂工作面冲击危险评价

为在回采前定量评价复杂条件工作面冲击危险等级及划分冲击危险区域,基于冲击矿压发生的动静叠加诱冲原理,以济宁三号煤矿复杂条件工作面为工程背景,提出了基于动静应力分析的冲击危险评价方法。实验室试验研究表明,煤体动力破坏的临界应力与煤的单轴抗压强度密切相关,根据煤体单轴抗压强度,确定了济宁三号煤矿复杂工作面冲击临界应力为70 MPa。采用FLAC3D数值软件,研究了工作面原岩应力与采动支承压力分布规律,得到了静载应力分布曲线。探讨了工作面过断层期间的应力演化规律,根据断层至工作面的距离,将采动作用下断层附近支承压力对冲击影响程度分为4级,即小于10 m时为塑性变形区,10～20 m为冲击弹性区,20～50 m为应力叠加区,大于50 m为原始应力区。采用理论分析,计算了坚硬顶板破断来压的能量释放规律,工作面基本顶破断步距在50 m时,释放能量达到105J,对应动载应力为10 MPa。基于动静载应力水平,给出了冲击危险等级评价与划分标准,将冲击危险性分为4级,动静载最大叠加应力小于50 MPa为无冲击危险; 50～70 MPa为弱冲击危险; 70～105MPa为中等冲击危险,大于105 MPa为强冲击危险。对123下04工作面冲击危险进行了评价与分区,与现场微震监测结果具有较高的一致性,为工作面的安全回采提供了支持。     

复杂采动条件下不同巷道断面形状围岩稳定性分析

依据济三煤矿实际的地质条件及地质资料,采用有限元数值模拟软件FLAC~(3D)模拟了183_下05工作面带式输送机顺槽是矩形断面与等腰梯形断面沿底板掘进,183_上07工作面后回采。得到了不同巷道断面掘进的巷道围岩应力应变情况,通过应力及应变数据得出:当183_下05工作面带式输送机顺槽掘进未支护时,巷道围岩垂直应力与水平应力规律基本一致,但是梯形巷道水平位移量要小于矩形巷道,梯形巷道垂直位移规律与矩形巷道相反,底鼓量大于顶板下沉量。