管道作用下急倾斜煤层稳定性分析

近地表荷载与急倾斜煤层老采空区的“活化”有着紧密的关联,采空区覆岩中裂隙带底部的岩块在荷载作用下极易发生回转失稳和滑落失稳,这些岩块对采空区的稳定性起到至关重要的作用,被称为关键岩块,当荷载作用使得关键岩块失稳时,采空区将发生“活化”。基于采空区覆岩“砌体梁”结构力学模型对关键岩块进行力学分析,构建荷载作用下采空区上覆岩土体失稳判断依据,进而对荷载作用下急倾斜煤层上覆岩体稳定性进行定量分析,研究发现:当作用于土体截面处最大摩擦力大于该土体所受最大剪切力时,该块体不会发生滑落失稳;只有关键岩块与岩块之间的平均挤压应力小于岩块在边角处的挤压强度,关键岩块才不会发生回转失稳。将推导结果应用于广东省某急倾斜煤矿,计算结果表明:在茶山煤矿4煤和6煤采空区上方铺设输气管道并不会引起采空区的“活化”;荷载作用下的关键岩块力学分析在急倾斜煤层上覆岩体稳定性中应用效果较好,对实际工程有一定指导作用。

综放工作面大倾角条件下开采管理与创新研究

针对煤矿倾斜特厚煤层的复杂地质条件,从采煤方法和设备控制入手,指出工作面布置、设备选型、开采工艺及安全监控等方面存在的问题,提出一套用于倾斜厚煤层综放工作面双向割煤和输送机上窜下滑的控制技术,改进了电缆防滑拖移装置和防飞矸技术。结果表明,合理的工作面布置、先进的开采工艺及严格的安全监控措施是确保大倾角特厚煤层综放开采顺利进行的关键。

一侧可斜支的四支柱支架整体力学分析

以自主设计出的一侧可斜支四支柱支架为例,介绍一种基于有限元分析的一侧可斜支四支柱支架整体力学分析方法。首先,将支架系统各模块相关参数添加到ADAMS软件内,并将各模块组装到一起,然后将支架传输给ANSYS软件,由ANSYS软件对模型划分网格,并从多种工况角度出发,自动模拟分析支架整体受力情况,以此寻找出支架中的薄弱点,为该支架结构进一步优化提供支持,提升该支架在煤矿井下作业的应用效果。

煤矿大倾角综放工作面采煤参数及采煤工艺优化分析

以A煤矿26514工作面为例,介绍了一种基于有限元分析的煤矿大倾角综放工作面采煤参数及采煤工艺优化方法。该方法根据煤矿大倾角综放工作面参数构建相应的有限元模型,通过有限元模型的分析寻找现有工作面采煤参数与采煤工艺的缺陷,进而以此为基础制定工作面采煤参数与采煤工艺优化方案。研究对大倾角综放工作面的开采具有重要意义。

大倾角工作面采煤工艺方案设计及实践

为解决某煤矿支护系统不稳定、支架倒滑、开采效率低等问题,通过分析大倾角煤层的地质条件,提出采用倾斜分段采煤方案,选择配套的机械设备,在工作面上进行实际应用,结果表明:工作面的循环产量为268 t,月平均进度为56 m,月平均产量为20044 t,回采率为83%,工作面的作业成本整体上有所降低,开采效益得到提升。

大倾角煤层充填开采技术研究

大倾角煤层开采作业中,若不对采空区进行适当充填,极易发生岩层沉陷。就矸石滑移充填开采技术展开研究,建立顶板力学模型,进行受力分析,并在山西省某煤矿3203工作面开展现场矿压监测,得出矸石滑移充填非均匀性、矿压分区性、来压时间时序性等结论。

大倾角煤层综采工作面回采实践

综采是一种煤炭高效开采技术,适用于倾角较小煤层的开采。为了提高开采效率,煤矿开始使用综采技术进行大倾角煤层开采,这使得综采技术的应用面临许多问题。首先,分析了大倾角煤层综采工作面回采关键技术问题,主要有液压支架稳定性、运输机稳定性和回采工艺工序等方面。然后,结合具体情况探讨了大倾角煤层综采工作面回采情况。可以为实现大倾角煤层的高效开采提供一定的技术参考。

工作面过断层区施工方案及支护技术优化

针对五阳煤矿7521工作面过7521^(-2#)逆断层期间受断层牵引影响,断层下盘煤体下移,工作面迎头揭露岩体断面大、硬度高,采煤机强行破岩时回采效率低、破岩量大、设备故障率高等技术难题,通过对过断层回采方案进行对比分析,提出了“旋转回采+俯斜回采”联合回采工艺,并对俯斜回采顶板采取“超前管棚注浆+柔性纤维网+玻璃钢梯形梁”联合支护技术。应用效果表明:采用俯斜回采工艺后,断层区可减少破岩量为2784 m^(3),减少设备维修费用达27.9万元,回采速度提高至4.8 m/d;采取联合支护后工作面端面距减小至0.3 m,煤壁片帮长度减小至1.6 m,片帮深度减小至0.5 m以下,支架初撑力及工作阻力提高至98%以上,取得了显著应用成效。

特殊地质条件下急倾斜煤层大倾角开切眼快速掘进技术

以华煤集团赤城煤矿特殊地质条件下急倾斜煤层大倾角开切眼为背景,针对1502-2工作面开切眼倾角过大,采用下行施工导致运煤、运料、行人、顶底板安全及防倒防滑等都面临着诸多困难和问题,尤其是出煤和运料需要安装绞车、铺设轨道、甩车翻车、调换矿车,工序十分繁杂;矿车人工装煤劳动强度大,出煤运料支护不能连续平行作业,施工效率极为低下;另外极易发生在块煤、材料及工器具滚落,设备倾倒下滑伤人现象,安全风险极高。为实现安全高效施工,通过对施工过程中面临的问题分析及反复论证,创新性制定了大倾角开切眼由上向下先导硐后扩掘施工方案。采用“锚网索+单体液压支柱+木垛”全断面联合支护,采用优化后的煤矿用40T型刮板输送机出煤、煤矿用单轨吊小车配合慢速绞车进行辅助运输,采用金属网配合单体液压支柱对运煤、运料及行人三通道全断面封堵隔离,实现单进提高35%以上,缩短工期20 d以上,有效缓解了采掘接续紧张局面;改善了作业环境,降低工人劳动强度,安全和经济效益十分显著。

煤矿深部大采长综采面关键技术

为探究煤矿深部大采长工作面安全开采,本文以某深部大采长工作面为例,针对存在的开采困难,从煤矿开采环境改善和提高煤矿开采智能化两方面着手,探究降低矿压和地温影响、注浆加固和智能控制等技术。从应用效果来看,上述技术的应用提升了煤矿开采效率与安全性,具有现实意义。

简述关于煤矿大倾角采煤技术的应用及分析

大倾角煤矿采区蕴含丰富的煤炭资源,在我国近水平煤层及缓倾煤层可开采煤矿数量日渐减少的情况下,人们对大倾角煤层开采的重视度提高。大倾角煤层地质情况复杂,开采难度比较大,技术水平要求比较高,需要使用多种器械设备。本文简述大倾角煤层概念,对大倾角薄及中厚煤层开采技术、大倾角厚煤层开采技术与煤矿大倾角采煤技术管理措施实施探析。

急倾斜特厚煤层综放工作面采场运移与巷道围岩破裂特征

急倾斜煤层的赋存环境及水平分段综放的开采方式加剧了综放工作面采场结构与应力演化的复杂性,增加了综放工作面稳定性评估的难度,为此采用多手段联动的方法对煤岩体结构与巷道围岩破裂特征进行综合探测。通过急倾斜煤层综放工作面覆岩结构与应力分析巷道围岩产生分区破裂的力源条件;基于钻孔应力监测、声波探测、光学钻孔摄像等监测方法,获得了巷道围岩质量与离层区分布位置,钻孔内壁裂隙发育程度、裂隙数量与长度以及动态破裂演化特征。综合分析表明:急倾斜特厚煤层巷道围岩破碎具有分区分布特征,顶板与两帮裂隙呈现不规则的分区演化特征,裂隙区与完整区交替出现,煤体侧巷道帮的裂隙分布区域大于岩体侧。

大倾角煤层开采覆岩空间倾斜砌体结构

以大倾角煤层走向长壁采场为研究对象,采用相似材料模拟实验、数值模拟和理论分析综合方法,分析了采场顶板应力分布特征和变形破坏规律,认为大倾角煤层采场顶板破断后形成了倾斜砌体结构,该砌体结构以倾向堆砌和反倾向堆砌两种形式存在,且沿工作面走向和倾向均具有不同的分布特征,该结构的非均衡运动是导致"R-S-F"("顶板-支架-底板")系统失稳的主导影响因素,同时,该结构的运动形式亦受到上覆未垮岩层的变形破坏影响。倾斜砌体结构不仅是支护结构的施载体,也是"似壳结构"断裂失稳对工作面支护系统作用的传力媒介,对倾斜砌体结构的深入研究是探讨大倾角煤层采场"主承载结构"失稳致灾的关键。

大倾角煤层安全高效开采技术研究进展

在综述国内外大倾角煤层开采现状的基础上,认为综合机械化开采是大倾角煤层安全高效开采的惟一出路,并指出了实现大倾角煤层长壁综采需解决的理论与技术难题。给出了大倾角煤层的概念和工程解释。重点论述了大倾角煤层开采基础理论、关键技术、成套装备等方面的研究现状及进展,系统介绍了我国大倾角中厚煤层综采、厚煤层大采高开采、特厚煤层综放开采、煤层群综采及回采巷道支护等工程实践。

急倾斜层状岩体中巨型地下洞室群开挖施工理论与优化研究

洞室群的开挖顺序和支护是影响洞室稳定性的重要因素。应用三维断裂损伤有限元法和施工过程力学的基本原理,研究龙滩电站急倾斜岩层中开挖大型地下洞室群的稳定性及最优的施工方案,根据围岩的破损区及位移场的变化规律,提出了较优的开挖施工方案。其计算方法和一些结论可为国内的相关工程设计和建设提供借鉴。

大倾角煤层综采基本问题研究

在对大倾角煤层开采矿压显现及岩层移动特征分析的基础上 ,提出了大倾角煤层应用综合机械化开采技术的基本问题 ,建立了“支架 -围岩”相互作用模型 ,研究了大倾角煤层综合机械化开采支护系统稳定性控制途径及方法 ,结合四川华蓥山矿务局绿水洞煤矿的生产实际 ,给出了一个工程应用实例 .

大倾角煤层开采围岩空间非对称结构特征分析

基于目前大倾角煤层开采研究成果和工程实践,结合理论分析、相似材料模拟实验、多元数值仿真技术结果,建立了大倾角煤层采场力学模型。分析认为,采场围岩具有非对称应力特征,岩层破坏易形成倾向堆砌和反倾向堆砌结构,且岩层沿倾向不同区域存在不同的破坏结构形式;同时,大倾角煤层采场存在三维"似壳"力学结构,其倾向和走向剖面包络形状可以用包含煤层倾角、开采高度、工作面倾斜长度、顶板岩性等参数非线性二次函数来表示。

松散层下覆岩裂隙采后闭合效应及重复开采覆岩破坏预测

为研究开采覆岩裂隙发育的时间效应和为残煤复采评价提供依据。采用彩色钻孔电视、冲洗液漏失量观测、岩芯RQD指标等对厚松散含水层下煤层开采15 a后的覆岩裂隙闭合效应进行了研究。结果表明:距煤层顶板较远的岩体裂隙张开度、裂隙率均较小且易闭合,距煤层顶板较近的岩体裂隙张开度大、裂隙率大且未能闭合,开采15 a后覆岩导水裂隙高度比煤层开采结束时的最大导水裂隙带高度降低了近40%,垮落带高度稍有降低。对比分析发现,开采后的覆岩岩块平均强度比开采前降低了约20%,采用Hoek-Brown经验公式换算得到破碎岩体单轴抗压强度仅为0.237 MPa,破碎岩体抗压强度已小于自重应力值,处于"潜塑"状态。因此,残留煤层的重复开采覆岩破坏高度计算时,覆岩应按软弱岩类型考虑。计算表明,杨庄煤矿3号煤层复采厚度2和3 m时,分别留设15.7和18.2 m的防砂安全煤柱即可起到防溃砂作用。

大倾角松软特厚煤层综放开采关键技术研究

针对大倾角松软特厚煤层综放开采存在的关键技术问题,借助FLAC数值模拟软件确定支架的合理支护强度应为0.6MPa。采用PFC数值模拟方法研究优化了放煤工艺确定放煤步距为1.2m时,顶煤采出率最高;放煤顺序为工作面上端从上向下放煤利于提高支架稳定性;其它部分从下向上放煤利于提高顶煤采出率。提出运用综合技术措施解决大倾角工作面防倒、防滑难题。经现场应用,取得了良好的经济与社会效益。

俯伪斜采煤法基本顶破断的力学分析

为弄清俯伪斜采煤法基本顶破断的具体情况,以某俯伪斜采煤法的悬露基本顶为研究对象,应用弹性薄板理论,建立了俯伪斜基本顶的力学模型,分析并得到了充填体对基本顶的支撑载荷函数,运用李滋法和挠度的叠加原理,推导出基于采空区充填的俯伪斜基本顶挠曲函数,并对基本顶的破断过程进行了分析。研究结果表明:由于冒落矸石在采空区的不完全充填,导致俯伪斜基本顶的挠度沿倾向不对称,最大挠度为60.9 cm,位于倾斜中上部;基本顶沿倾斜方向由上向下分段破断,并且形成相对稳定的铰接结构,分段岩块沿走向破断距也有差别,倾斜中上部破断距小于下部。理论计算分析的结果与现场的矿压监测情况基本一致。