近浅埋煤层大采高综采工作面覆岩活动规律

综合采用现场观测、理论分析和数值模拟的方法,着重研究昌汉沟煤矿15105近浅埋煤层大采高综采工作面覆岩活动规律,研究表明:15105大采高综采工作面上覆岩层存在2个关键层,2关键层断裂的不同步性及其相互作用使工作面周期来压呈现非均匀性大小周期的特点,并且大周期时动载现象明显、煤壁片帮冒顶等现象较严重,地表有微弱下沉现象。     

浅埋近水平煤层采场覆岩压力拱结构特性及演化机制分析

通过分析浅埋近水平煤层开采覆岩结构及破坏的特点,在压力拱和关键层理论的基础上建立了浅埋近水平煤层采场覆岩压力拱结构模型;认为该压力拱结构在工作面长度和推进方向上具有左右对称特征,压力拱发育至关键层后若关键层破断则基于破断位置重新起拱,若不破断则拱顶位于关键层附近,该压力拱结构模型能较好描述浅埋近水平煤层开采覆岩破坏形态。基于上述模型,分析了压力拱结构层和覆岩破坏区演化的突发性和阶段性特点,推导出了结构层压力拱轴线方程和覆岩破坏范围计算判据,分析了压力拱的极限变形量,给出关键层破断对压力拱发育影响的分析计算方法;通过对大柳塔矿52505工作面采场覆岩数值及理论分析,关键层破断后没有形成完整压力拱结构,导致地表出现塌陷。     

不同覆岩浅埋深煤层旺采工作面矿压规律研究

为保证浅埋深煤层旺采工作面安全高效回采,通过现场观测及理论分析的方法,对不同覆岩旺采工作面的矿山压力显现规律进行观测分析,同时对大柳塔矿和哈拉沟矿旺采工作面采取煤柱优化后的矿山压力显现规律进行了研究.结果表明:平巷护巷煤柱留设10 m能够保证工作面安全回采;刀间煤柱留设0.5m能够起到辅助连续采煤机割煤、装煤的作用,但不能达到支撑上覆岩层载荷的作用;支巷间留设2.0m煤柱能起到支撑顶板的作用.薄松散层厚基岩旺采工作面采空区覆岩易形成大拱结构,其上覆岩层载荷重新分布并作用在开采区段四周的隔离或保护煤柱上,其下部小结构的岩层载荷作用在旺采工作面区域所留设的煤柱上,矿山压力显现特征不明显.     

下部近浅埋煤层复采覆岩运移规律

综合采用数值模拟和理论分析的方法,着重研究上湾煤矿下部煤层开采过程中上覆岩层的运移规律。研究表明,上煤层已采情况下,下部煤层开采时单一关键层破断后形成的砌体梁结构较为稳定,并且下部煤层上覆岩层没有出现台阶下沉状况,地表下沉也较为缓慢,其动载现象与浅埋煤层相比不明显。     

浅埋煤层采场覆岩运动及来压规律研究

针对浅埋煤层采场覆岩运动特征及来压规律问题的研究,以万利一矿42303工作面的浅埋煤层为工程背景,通过物理模拟和数值模拟开展分析和研究。研究表明：42303工作面初次来压垮落步距为60 m,其压力峰值为14.7 MPa,覆岩初次周期来压步距为90 m,其压力峰值为15.97 MPa。此后周期垮落步距平均为12 m,最终呈现出垮落带高度为22 m,裂隙带高度为169 m的梯形结构。采空区上覆岩层呈现为梯形垮落结构,随工作面向前推进,采空区上覆岩层的梯形垮落结构影响范围逐渐增大。     

浅埋煤层采动覆岩运动相似材料模拟研究

为分析伊犁一矿首采工作面浅埋煤层采动覆岩运动特征,进行了相似材料模拟研究。分析了直接顶破坏、老顶破坏、采动覆岩破坏高度发展等规律,并进行了切顶冒落分析。研究结果表明,首采工作面具有采动覆岩破裂高度随工作面推进而增大,采动覆岩破裂高度在充分采动前约为采空区跨度之半等规律。试验过程和理论计算均未出现切顶冒落现象。研究结果可为矿区首采工作面煤层安全开采提供理论依据,同时,对分析其他浅埋煤层安全开采覆岩运动规律具有一定的借鉴意义。     

浅埋煤层覆岩移动变形规律分析

以西部某矿1203面覆岩为研究对象,进行相应的覆岩结构稳定性力学分析,得出了关键层结构稳定条件,并采用离散元数值模拟软件UDEC2D4.0对覆岩变形破坏进行动态数值模拟计算。揭示了浅埋煤层关键层结构变形破坏规律,给出了避免地表非连续破坏的允许采高为2 m。     

浅埋深长壁工作面覆岩结构及支架支护阻力研究

为了研究浅埋深长壁工作面上覆岩层所成结构形式,以典型浅埋深长壁工作面为背景,利用数值模拟和理论分析方法对浅埋深长壁工作面上覆岩层破坏特征进行研究,并对顶板所成结构形式进行了探讨,提出了浅埋深条件下支架工作阻力计算的新思路。研究结果表明在较快的推进速度下,浅埋深长壁工作面上覆岩层中仍然可以形成承载结构,此结构对工作面支架起到了保护作用,最后通过现场实测数据对所得结论进行了验证。对浅埋深长壁工作面顶板结构及支架支护强度确定提出了新的探索。     

浅埋煤层高产工作面矿压分析

通过现场实例,得出了对浅埋煤层高产高效工作面顶板来压特征和不同推进速度的矿压显现规律。应用浅埋煤层老顶“台阶岩梁”理论定量化分析,揭示了快速推进时周期来压步距增大而压力减缓的机理,计算得出的工作面的合理支护阻力与实际情况相符,指导了支架选型。     

浅埋深大采高综采工作面液压支架适应性分析

 为了研究6-2101综采工作面ZY8640/25.5/55液压支架的适应性,本文通过现场实测分析了液压支架的初撑力和工作阻力对工作面顶板控制效果、工作阻力分布规律及支架运转特性。分析结果表明本套支架6-2煤层开采适应性较好,支架选型能够满足该矿地质条件要求。研究结论为浅埋煤层大采高工作面支架选型和顶板控制提供了参考。     

浅埋深工作面支架支护强度模拟研究

以浅埋深工作面为研究背景,采用FLAC数值模拟方法,通过对不同支架支护阻力进行模拟,分析顶板下沉规律,确定合理的支护强度。研究表明:选用8600kN工作阻力支架时,顶板下沉量为316.5~379.8mm,具有一定的富余支护强度,该支架可保证工作面支护和安全生产。     

浅埋煤层长壁工作面矿压规律及关键块失稳分析

 为研究浅埋煤层长壁工作面的矿压规律和顶板结构稳定性,以榆阳煤矿1307长壁工作面为工程背景,设计了矿山压力观测方案并进行了现场观测。总结分析了浅埋煤层长壁开采时矿压显现规律和浅埋煤层上覆岩层破坏规律,得出初次来压步距为78m,二次来压是在工作面推进至93米,工作面周期来压步距范围在6.4～8.1m;通过对关键块的失稳分析,得出最大开采高度应小于2.31m,关键块不发生滑落失稳的系数要求大于等于1,而实际计算的系数仅为0.4,在实际开采过程中工作面中后部采空区顶板每隔一段时间会发生突然垮落,造成倒架、折梁断柱等现象,为同类浅埋煤层的开采提供一些借鉴和参考。     

均压通风在浅埋煤层工作面中的应用

为了解决榆林市杨伙盘煤矿30108(里段)综采工作面采空区漏风问题,对均压通风原理进行了分析,针对性提出了浅埋煤层工作面均压通风技术,应用于工程实践,并对实施均压通风技术前后的效果进行了比较。     

浅埋薄基岩厚煤层覆岩移动演化规律数值模拟研究

 本文应用RFPA2D岩石破断过程分析系统对神府煤田柠条塔煤矿浅埋薄基岩厚煤层N1201首采工作面开采过程中覆岩移动演化规律进行数值模拟分析。模拟研究了煤层采动后其上覆岩层破断发展过程,揭示了工作面推进过程中采场岩层的破断机理和来压特点以及煤层顶板支承压力的变化规律,并与井下现场实测来压步距进行对比分析,为今后开采神府矿区相似工作面的顶板管理及矿压控制提供了重要的参考价值。     

大柳塔煤矿22103综采面压架机理及防治技术

根据神东矿区浅埋煤层开采压架机理的已有认识，对大柳塔煤矿22103综采面支架在12000kN工作阻力时发生压架事故的原因进行了分析，并提出了相应的防治对策。结果表明，附近小煤矿对上煤层的越界开采，使得22103工作面回采经历了推出上覆遗留煤柱的开采状况；而在此过程中，煤柱上方三铰式关键块体结构的相对旋转运动会造成2煤层间关键层结构上的载荷过大而失稳，最终引起工作面的压架。据此提出应首先探明上覆煤柱的分布情况，通过减小煤柱上方关键块体的回转空间、降低采高以及提高支护质量等措施进行压架事故的防范。     

近浅埋煤层软岩条件下综采工作面顶板破断规律

为了研究软弱围岩条件下综采工作面顶板运移规律,依据现场工程地质特征,采用数值模拟、相似材料模拟对工作面破断过程进行了研究。通过相似模拟实验,确定了直接顶与老顶的构成和工作面来压步距,分析了近浅埋煤层软弱覆岩条件下矿压演化规律。通过数值模拟,分析了软弱覆岩条件下覆岩应力分布特点和支承压力特点,为工作面支架选型、现场工程管理提供依据。     

大倾角采场合理采长的数值模拟研究

以平煤集团香山矿戊9-0-22090工作面的地质条件为依据,应用RFPA2D及FLAC3D数值模拟软件,对大倾角采场应力场分布随采长变化的规律进行了数值模拟分析,为大倾角煤层合理增加采长提供了一定理论依据.     

年产1400万t大采高工作面关键技术研究

基于神东矿区浅埋深大采高工作面年产1 400万t的生产经验,在分析工作面地质条件的基础上,介绍了大采高工作面巷道布置和设备配套情况,并对大采高工作面顶板岩层控制、巷道支护、末采贯通、两端头垂直过渡、巷道底鼓治理、防止煤壁片帮等关键技术进行研究。结果表明:末采贯通期间对挂网工艺进行优化,将大采高工作面末采挂网时间由原来的7 d缩短为2.5 d;大采高工作面两端头采用垂直过渡后单工作面多采出煤炭约120万t,煤炭采出率提高约2%;通过采用超前起底+预制混凝土块+密集单体+帮部加固联合治理底鼓的工艺,工作面在底鼓段的推进速度提高了10倍。通过采取一系列的关键技术,保证了工作面安全高效回采,实现了单工作面年产1 400万t的目标。     

厚煤层综采面覆岩破坏及控制应用研究

为了解决由于煤层的赋存及采面的快速推进使得采面覆岩的破坏程度增大、造成采面围岩的变形破坏进一步加大、工作面支架的支护难度增大等问题,通过理论分析结合现场实测等方法,对工作面支架及来压步距进行分析,得出厚煤层大采高采面覆岩破坏规律,并提出厚煤层综采覆岩控制支护方案,有效地解决厚煤层综采面的矿压显现及覆岩破坏问题.