刀把式综采工作面对接技术

基于矿井地质条件限制,根据综采工作面实际煤层变薄情况,对综采工作面进行分块段开采,在回采过程中面临着支架、输送机中间对接和延长等技术难题。结合跃进矿实际,阐述了综采工作面支架、输送机对接时控制综采支架间隙以及输送机对接的工艺和方法,为上下段刀把式工作面开采、工作面支架和输送机对接积累了经验。     

覆岩破坏与煤体支承压力分布关系研究

针对淄博矿业集团岱庄煤矿4321综放首采工作面,研究了煤层开采后上覆岩层破坏与煤体支承压力分布之间的关系,得出了煤体超前支承压力分布影响范围、煤体破坏内外应力场范围。这对于合理掘巷、合理留设保护煤柱有着极其重要的意义,同时也为开采其他采区提供有益的借鉴意义。     

刀把式综放工作面对接技术应用

 通过采用准确的测量技术确定工作面对接基准线，而且在此情况下，实时调整支架方位及工作面采高，保证工作面停采时对接支架间距及运输机坡度合理，使刀把式综放工作面成功完成对接，实现了工作面回采期间的安全生产。     

孤岛工作面应力分布规律及防冲技术研究

为了解决孤岛工作面开采因冲击地压影响开采的问题,采取FLAC数值模拟分析不同采空范围条件下围岩应力分布规律。模拟结果表明,采空区的分布决定着工作面支承压力分布形态、峰值大小及影响范围,偏向采空区侧的超前支承压力比实体煤侧相对较高,峰值位置向煤体深部转移,支承压力作用范围广。基于模拟结果与现场实际情况,提出了煤层预注水卸压、大直径钻孔卸压及深孔断顶卸压等综合卸压技术,确保孤岛工作面的安全生产。     

掘进工作面前方煤体应力分布规律研究

针对钻屑量能直接反映区域煤体应力状态的特性,运用岩石力学理论、力学数值模拟等方法,对掘进工作面卸压带宽度进行了理论计算,并对长平煤矿23081掘进工作面初次暴露在空气中煤体的钻屑量进行了现场实测,得出了掘进工作面应力分布规律为:卸压带宽0～3.5 m,集中应力带宽3.5～9.0 m9,.0 m以后为原始应力带。     

厚坚硬顶板工作面覆岩运动规律与采动应力分布研究

基于采空区上方坚硬厚层砂岩顶板容易聚积大量的弹性能,在顶板结构受到破坏时造成冲击地压的问题,以田陈煤矿3_下7115工作面为工程背景,通过理论分析和现场监测对厚坚硬顶板工作面覆岩运动规律及采动应力分布特征进行了研究。首先通过理论计算得到3_下煤层工作面上覆厚层砾岩层在弹性基础上的极限破断步距约为43.5 m;其次根据现场微震监测数据分析得出支承压力对底板破断的深度约为60 m,采动应力在垂直方向约为煤层上方40 m,下方60 m左右范围内;最后根据钻孔应与钻屑法监测数据分析出侧向支承压力峰值位于煤壁深处8～9 m.研究结果可为矿井防冲技术体系的建立提供重要指导意义,同时能够为相似坚硬顶板矿井矿压研究提供借鉴和帮助。     

断层附近回采工作面采动应力分布规律研究

为了保证断层附近回采工作面的安全生产,必须了解该断层对工作面的采动应力分布规律。通过数值模拟,分析研究断层附近的回采工作面采动应力分布规律。结果表明:断层的存在不仅影响到应力峰值,而且影响到支承压力分布形式和分布范围,使得应力峰值向煤壁转移,应力分布范围减小。     

三软煤层回采支承压力分布及支护构件受力规律研究

为解决三软煤层采场侧向支承压力无法直接测量的问题,明确不同支护方案下采场超前压力分布有无差异等采动规律,以刀把式工作面——梁家煤矿4606工作面为依托,通过4606改造切眼位移变化间接获取工作面侧向支承压力分布规律,开展采动对4606材料巷不同支护方案下围岩控制效果对比,采用无损检测对锚杆(索)在回采期间受力情况进行分析.4606改造切眼距工作面110 m开始受到回采影响,距工作面68 m进入明显影响区,距工作面35 m进入剧烈影响区.距工作面侧向20 m以内为侧向支承压力影响峰值区,55 m以内为影响区.不同支护方案下,工作面超前支承压力分布范围区别较小,相差仅在5～10 m,超前支承压力影响剧烈范围为20～30 m;超前支承压力影响明显范围为30～60 m;超前支承压力影响范围平均为120 m左右,最大为160 m.巷道肩部锚杆受力超出屈服荷载,与拱架基本在拱肩处发生断裂吻合较好.巷道不同部位锚杆受力呈现出肩部>帮部>底角的特征.距工作面60 m以外,单体支架支护强度满足使用要求;距工作面30 m以内支架受力显著增加,出现挤压支架情况.研究成果补充了软弱煤层采动矿压显现规律.     

大采高工作面切顶卸压沿空留墙技术可行性研究

为解决大采高工作面沿空留墙混凝土墙体承载大导致墙体大量变形的问题,针对王庄煤业沿空留墙现场条件,对沿空留墙混凝土承载结构进行了确定,计算了混凝土墙体承受载荷与其最大承载能力,提出了采用切顶卸压技术减弱墙体承受载荷。通过数值模拟分析得出采用切顶措施后,可以有效减小工作面侧向支承应力峰值,减小混凝土墙体承受的载荷,降低回采巷道煤帮侧应力集中现象,达到卸压的效果。以数值模拟结果为基础确定采用爆破切顶技术,切顶高度为15 m,并对爆破方案进行了设计。现场实践结果表明,该爆破切顶方案成功起到了卸压护巷的作用。     

常村矿大采高工作面切顶留巷关键参数研究

针对常村矿S6-1工作面,为确定合理的工作面切顶爆破卸压的切顶高度与切顶角度,综合现场调研、数值模拟等方法,分别研究了不同切顶高度和切顶角度下工作面采空侧巷道顶板变形特征及煤柱内支承应力分布特征。研究表明:切顶高度44.0 m时,巷道右帮煤壁附近的应力峰值及煤柱内支承压力峰值均最小,分别为14.58 MPa、23.1 MPa;切顶角度30°时,煤柱内支承应力峰值最小,为23.26 MPa;工作面最优切顶高度为44.0 m,切顶角度为倾向采空区弱面角度30°。     

厚煤层大采高综放工作面覆岩断裂演化规律研究

大采高综放开采易形成强烈的矿压显现,上覆岩层的断裂演化规律对工作面安全生产至关重要。以羊场湾煤矿160206工作面为工程背景,运用相似模拟试验、数值模拟和理论分析的综合研究方法,对大采高综放工作面覆岩的断裂过程与覆岩运移规律进行系统研究。研究表明：导水裂隙带内岩层随工作面推进表现为“台阶下沉”,同层岩层下沉趋势沿走向表现为“急剧下降—稳定（最大值）—快速上升—稳定（最小值）”。工作面覆岩运动场由两区分布（加速下沉区、缓慢下沉区）演化为三区分布（加速下沉区、缓慢下沉区、稳定区）。对离层演化与地表下沉规律进行了定量描述,运用理论计算表达式深入地剖析了地表的动态下沉机理及其相关因素。结合相似模拟与数值模拟的试验结果,提出了覆岩断裂演化的形态变化特征：覆岩断裂形态由“单等腰梯形”演化为“双等腰梯形”,表土层影响区由“矩形”演化为“倒梯形”。分析了覆岩中垮落区、离层区、压实区、裂隙富集区的动态演化过程：垮落区逐渐增大至一定程度,高度小幅度降低并趋于稳定,离层区由下至上逐渐发育并随工作面向前移动,离层区逐渐闭合形成压实区,且压实区逐渐增大并最终保持稳定,裂隙富集区位于采空区前后端部并随工作面向前移...     

深部采煤工作面支承应力分布规律的采厚效应研究

采用理论分析、数值模拟和现场观测相结合的方法,对高家堡煤矿41103工作面深井煤层开采厚度变化过程中支承应力的分布规律进行了研究,结果表明：煤层由厚变薄条件下煤体的超前支承应力峰值位于工作面前方13 m左右,受采掘活动影响的超前距离为58 m;采厚变化区域应力变化速率加快,超前支承应力峰值增大,由38.7 MPa增加到46.2 MPa;工作面侧向支承应力峰值位于工作面前方12 m处的巷帮深部5~11 m内,应力集中系数达到2.4,需在超前支护的基础上在工作面前方12 m区域内加强支护。     

三软厚煤层综采工作面采动应力分布规律研究

由于采动应力会导致煤层顶板垮断冒顶、巷道底鼓以及冲击矿压和煤与瓦斯突出发生,因此采用现场应力测试和数值模拟相结合的方法,研究了焦家寨煤矿三软厚煤层综采面采动应力分布规律,结果表明：距离工作面0—12 m为超前支承压力降低区、12—40 m为增高区、40 m以外为稳定区,应力集中系数为1.4-1.7;侧向支承压力在0—14 m形成应力降低区,在14—36 m形成应力增高区,36 m以外进入应力稳定区。     

深部大采高综放工作面支承压力分布规律

结合龙固矿2301大采高综放工作面地质及生产技术条件,通过理论分析、FLAC3D数值模拟及现场实测综合研究了工作面支承压力的分布规律。研究得出了工作面走向及倾向支承压力峰值的分布范围及峰值大小及应力集中系数,并揭示了支承压力随工作面的推进的分布规律,实测结果与数值模拟及理论分析结果相比误差较小。     

大采高工作面覆岩移动规律相似模拟研究

为了对厚煤层大采高工作面顶板进行科学管理,文章以左权阜生煤业1102工作面为背景,运用相似模拟试验,对工作面回采期间覆岩移动规律、顶板结构及超前支承压力分布特征进行了研究。研究结果表明:工作面来压期间,顶板覆岩呈现出明显的“斜台阶”结构,顶板垮落高度维持在60~65 m,支承压力峰值距离工作面煤壁约为20 m,并提出回采期间应加强支承压力影响范围的现场管理。     

综采工作面覆岩应力分布及运移规律分析

分析了综采工作面覆岩应力分布及运移规律,主要研究了不同工作面推进距离下上部覆岩的应力分布及上覆岩层运移规律。研究得出:随着工作面推进,产生的集中应力逐渐向煤层底板和前方扩展,支承压力的峰值点位置先增加后逐渐稳定,工作面上覆岩层逐渐垮落,垂直位移和水平位移逐渐增加,上覆岩层围岩运动的影响范围也逐渐增大。     

变长工作面采场应力分布特征及切眼顶板控制研究

为了研究煤层开采过程中采场覆岩破坏对外切眼围岩应力影响及外切眼围岩控制方案,采用FLAC~(3D)软件对温庄煤业15202工作面推进不同距离时,运输巷(运顺)和外切眼支承应力、剪应力分布特征进行数值模拟,并从理论层面分析了不等长工作面力学效应与外切眼围岩活动的规律。结果表明:工作面推进长度直接影响外切眼覆岩应力分布,当工作面推进距外切眼"前帮"15 m处,采场及巷道围岩应力集中明显,顶板来压剧烈;工作面推进距外切眼"前帮"20 m处,应力数值波动范围较为稳定,外切眼距运顺30 m以外支架工作阻力较小,平均在23.15 MPa;工程试验证明外切眼围岩控制的有效性及合理性。     

大采高工作面过断层构造覆岩移动规律研究

针对王庄矿8101工作面采高达6.3 m,并且工作面回采过程中,必须正过断层构造等具体情况,采用相似模拟试验的方法,研究了大采高工作面过断层构造前的覆岩移动规律。结果表明,过断层构造时冒落带高度比普通中厚煤层高,岩层下沉量大;断层倾向与工作面推进方向一致导致支架受力和来压步距显著增加;8101工作面进入断层前10 m范围是压力快速增加区,应注意顶板变化并及时采取应对措施保障工作面安全生产。