完全无煤柱相互搭接工作面矿压理论研究

基于错层位巷道布置完全无煤柱相互搭接工作面的矿压显现特征,采用理论结合FLAC3D数值模拟进行研究.理论研究发现,错层位巷道布置与传统厚煤层沿煤层底板巷道布置首采面矿压显现特征相似,出现接续工作面后,上一区段采空区下方进风巷道和接续工作面采场上方岩层的矿压特征出现变化.通过对沿煤层底板巷道布置、沿煤层顶板巷道布置以及采空区下方巷道布置三种情况进行模拟,验证了错层位巷道布置接续工作面采空区下布置接续工作面处于低支承应力状态,采场上方垮落带高度增加的特点.     

三软厚煤层错层位巷道布置相似模拟试验

针对裴沟煤矿31采区工作面回采时采出率低、巷道掘进与维护困难等问题,通过现场勘查、理论分析、相似模拟等研究手段,对比分析了错层位内错10 m巷道布置形式与原有巷道布置形式的优缺点。结果表明:错层位内错10 m巷道布置形式可提高工作面回采率9.9%,错层位巷道布置系统接续工作面回采巷道底板处应力远小于原有巷道布置系统的应力,巷道掘进与维护容易,最终肯定了错层位巷道布置系统在三软厚煤层的适用性。     

华丰煤矿错层位巷道布置预防冲击地压研究

针对华丰煤矿冲击地压事故频繁发生情况,从改善巷道布置方式出发,提出错层位巷道采全厚采煤法,即华丰煤矿1410工作面采用错层位巷道布置。通过对首采面和接续面进行支承应力分析,确定了巷道有利位置,减少巷道承受压力。运用相似模拟实验研究错层位巷道布置下巷道所受支承压力。     

高应力软岩厚煤层开采新技术研究

为了对高应力软岩中厚煤层回采巷道进行合理化布置,首先分析了传统留煤柱护巷方式存在的问题,然后根据紫金煤矿2#煤层的赋存特点,将错层位巷道布置系统引入工作面的布置中并讨论其可行性,采用计算机数值模拟,对比传统巷道布置与错层位巷道布置中首采面及接续面的开采过程,分析了顶板破坏、应力分布情况及技术经济效益。总结了采用错层位巷道布置的优点及对该矿开采支护方式等方面的改善。     

中厚煤层错层位巷道布置工作面“三段式”回采研究

针对河东煤矿煤层顶板较软且煤层埋藏深、地应力大、巷道支护困难等问题,提出了在4203工作面采用错层位巷道布置系统,论述了中厚煤层错层位巷道布置方式,成功地将首采面和接续面回风巷道及接续面进风巷道转变为非软岩巷道,并研究了错层位巷道布置工作面"三段式"回采工艺、回采率等参数,保证矿井能够安全、高效生产。     

三进两回型工作面错层位布置及数值模拟

以某矿3#煤层三进两回型工作面地质条件为背景,应用错层位巷道布置采煤法对其回采巷道进行优化布置,通过对比新方法与原方法的煤炭损失率、排瓦斯容易程度、巷道掘进与维护等方面,初步得出错层位巷道布置形式在三进两回型工作面中的独特优势。而后利用FLAC3D数值模拟研究了2种布置方案在工作面回采结束后复用巷道53022周边区域的应力、位移分布特征。数值模拟结果表明:采用错层位巷道布置不仅可以减小煤炭开采损失,而且可以大幅减小煤柱侧应力集中区,减小复用巷道顶底板移动量,利于巷道的掘进与维护。     

极近距离煤层错层位巷道布置方式及围岩控制技术研究

为解决极近距离煤层群分层开采支护难度大、危险性高等问题,探索错层位巷道布置采煤法及区段间相邻巷道联合支护技术在极近距离煤层群开采中的应用前景,以官地矿8、9号煤地质条件为研究背景,经论证8、9号煤之间的夹矸层厚度较小,满足放顶煤要求,不会影响顶煤冒放性,以此确定采用错层位巷道布置采煤法进行极近距离煤层联合开采的回采方案。通过极限平衡理论、数值模拟确定了下区段沿底巷道位置,沿底巷道顶煤破碎区宽度为1.93 m,极限平衡区宽度为6.65 m。采用FLAC3D数值模拟软件对下区段沿底巷道位置进行选择,计算结果为侧向支承压力峰值与巷道侧距离为6.85 m,与前述理论计算得到的极限平衡区宽度基本相同。结合理论分析及数值模拟计算结果确定该地质条件下错层位外错式巷道布置方案水平错距为2 m。对区段间相邻巷道联合支护技术机理进行论证研究,并结合矿方原始支护方案最终确定区段间相邻巷道联合支护方案。对下区段沿底巷道顶底板移近量和两帮移近量进行现场实测,结果表明:下区段沿底巷道围岩变形整体处于可控范围内,错层位巷道布置方式支护方案设计较为合理,可以满足工作面安全生产需要,可为类似条件下工作面布置及围岩控制提供参考。     

错层位完全无煤柱巷道布置接续面巷道支承压力分布规律研究

传统放顶煤巷道布置时接续面巷道布置在上覆岩层未垮落区,巷道支承压力受埋深影响明显。认为错层位完全无煤柱巷道布置接续面巷道支承压力与埋深无关,基于关键层理论推导了接续面巷道支承压力。研究表明:错层位完全无煤柱巷道布置时巷道总处于垮落角之内,与巷道埋藏深度无关,在深部开采等高应力条件下,对释放巷道围岩应力与缓解冲击地压有独特的工程技术优势。     

镇城底矿工作面合理巷道支护形式研究

目前错层位巷道布置在工作面矿压显现方面的理论研究甚多,但是对接续工作面沿空巷道的支护鲜有研究。以西山矿区镇城底矿错层位巷道布置开采8#煤层为工程依托,重点研究18111-1接续工作面进风巷道围岩变形失稳机理,进而探讨其合理的巷道支护形式,得出"支顶先护帮,护帮先治底,采用支架支护顶板同时采用锚杆支护加固巷道"的两帮围岩结论。     

错层位综放接续工作面基本顶稳定性分析

通过理论分析发现,错层位接续工作面与首采工作面上覆岩层垮落后连成一整体,类似于一超长工作面开采,同时发现错层位接续工作面基本顶初次断裂前后处于不同应力状态,在此基础上,分别建立接续工作面不同时期基本顶的力学模型,对错层位工作面基本顶来压步距进行公式推导,发现错层位接续工作面初次来压和周期来压步距均小于首采工作面。通过相似模拟实验也发现错层位接续工作面基本顶断裂步距较小这一现象,在接续工作面开采过程中,上覆岩层支承压力峰值向接续工作面一侧转移,有利于接续工作面的开采,并通过现场实测进行了验证。     

镇城底矿错层位巷道布置防治漏风研究

目前错层位巷道布置在工作面矿压显现方面的理论研究甚多,但是对接续工作面相邻巷道的漏风鲜有研究,故以西山矿区镇城底矿错层位巷道布置开采8~#煤层为工程依托,重点研究传统放顶煤及错层位巷道布置下接续工作面煤柱处应力及位移的分布,进而探讨其防治漏风效果。     

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。     

极近距煤层(群)间夹矸层处理与利用

以官地矿28416工作面为背景,通过理论分析、数值模拟及现场实测对极近距煤层(群)间夹矸层的处理与利用进行研究。结果表明:1)错层位工作面可高效率利用巷道进尺探测泥岩厚度,不论能否合采都不会造成巷道浪费;2)错层位工作面穿层为夹矸层和顶煤创造临空自由面,提高了冒放性,适当降低支撑力可加快夹矸破断;3)错层位布置巷道充分利用泥岩夹层天然地质条件维护巷道,泥岩夹层控制了错层位巷道顶底板围岩塑性区扩张,提高了围岩完整性和稳定性;4)错层位布置降低了28416工作面采空区边缘下方接续面进风巷围岩应力,避免了支承压力影响,且减小了接续面进风巷围岩塑性破坏范围,提供了较完整围岩环境,有助于隔绝顶部采空区;5)错层位巷道支护效果良好,节省支护费用近50万元,回采率得到大幅提升,增加效益1.38亿元。     

特厚煤层无煤柱综放开采巷道布置研究

针对斜沟矿13#特厚煤层特有的地质条件和开采条件,将错层位巷道布置系统引入到工作面的布置之中并讨论其可行性。采用实验室相似模拟研究方法,对比错层位采煤法巷道布置下的2种方案,并结合影响顶煤可放性因素,从采出率、防漏风和防火方面进行分析,最后确定了该矿13#煤层无煤柱开采的巷道布置方案。     

错层位巷道布置工作面矿压显现规律数值模拟研究

基于错层位巷道布置工作面矿压显现特征,应用FLAC3D数值模拟技术对首采工作面的巷道矿压显现规律、接续工作面回采巷道布置在采空区下的巷道应力分布特征进行分析,得出了错层位巷道布置系统的应力分布特征,以及巷道的塑性区范围和位移量较留煤柱小的结论。     

错层位巷道布置采煤法接续工作面顶板来压步距研究

通过总结分析错层位巷道布置下工作面上覆岩层结构和运动特点,得出错层位巷道布置采煤法接续工作面来压时,其顶板的支撑条件与传统留煤柱采煤方法不同。文章在分析错层位巷道布置采煤法接续工作面来压时顶板支撑条件的基础上,建立力学模型,利用经典弹性力学理论计算顶板断裂步距的方法,分析了其与传统采煤法来压步距的差异。最后,用FLAC3D数值模拟进一步模拟验证了分析结果。     

近距离煤层开采巷道布置与夹层临界厚度研究

以官地矿近距离与极近距离的8#与9#煤层为研究背景,为了对其进行安全、经济的高回采率开采,采取理论计算与力学模型建立相结合的方法分析研究其回采巷道的布置方式。通过研究得出在8#煤层底板布置具有"一巷三用"的回采巷道,在此基础上,对满足合采的两层煤夹层的临界厚度进行计算,确定首采工作面采用错层位巷道布置采全厚采煤法。研究结论对官地矿及具有类似地质与开采技术情况的矿井具有一定的参考价值。     

近距煤层群底板大巷掘前卸压开采技术研究

为合理设计钱家营矿近距煤层群底板岩石大巷层位和施工顺序,减缓动压影响,采用理论分析、数值模拟等手段对大巷合理布置位置、减压开采工作面尺寸及减压开采效果技术论证与对比研究。结果表明:底板大巷应在上方采面回采结束底板稳定后掘进,采面斜长至少为两倍的支承压力影响范围,巷道应布置在采面底板破裂影响范围外;钱家营矿采用180m的9煤层卸压工作面开采,回风巷布置在12-1煤层底板岩层中,巷道两帮围岩应力降低明显,顶底板移近量为389mm,两帮移近量为324mm,减压开采效果良好,有利于巷道的长期维护和运营使用。     

火区下近距离煤层安全开采合理错距研究

火区在煤层采动影响下可能通过裂隙影响下煤层安全开采,下煤层工作面应布置在上煤层采动减应力区。因此理论分析及UEDC数值计算研究下方煤层内错、外错10m条件下垂直应力、塑性区分布及垂直位移变化情况,从而确定工作面开切眼及停采线合理位置。研究结果表明,内错10m布置下煤层工作面,可显著降低下煤层围岩应力,有利于回采巷道维护及工作面安全高效开采。     

错层位巷道布置工作面端头顶煤冒放性研究

以镇城底矿地质情况为背景,通过对端头顶煤在传统放顶煤开采巷道布置和错层位巷道布置条件下受力规律的分析,认为在错层位巷道布置条件下,接续工作面上端头顶煤处于支承压力峰值区,且由于端头顶煤与上区段采空区相连,产生了一个自由面,有利于端头顶煤破碎;结合莫尔-库仑强度准则,自由面的产生使端头顶煤的最小主应力σ3变为0,处于应力峰值区使得最大主应力σ1的值升高,改变了端头顶煤的三向应力状态,加速了煤体破坏;运用数值模拟对该矿8#煤层分析,模拟结果与理论分析一致,因此认为错层位技术有利于工作面端部顶煤冒落。