特厚煤层综放开采顶煤冒放影响因素及合理采放比研究

基于西北某矿8209工作面的围岩地质条件,对特厚煤层综放开采顶煤冒放性的影响因素进行分析,显示顶煤的冒放性与煤体强度、煤层埋深、煤体裂隙发育、夹矸及顶板条件相关。根据综放工作面顶煤冒落充分松散的必要条件,计算得到采煤高度不低于3.2 m,并利用数值模拟软件FLAC3D研究不同采高下超前支承压力的分布规律及顶煤破坏特征。结果显示,采高3.9 m时,工作面超前支承压力峰值最大,影响范围最大,顶煤能够完整的破坏;但当采高大于3.9 m时,随着采高的继续增大,煤壁加剧破坏,不利于工作面前方的稳定性,因此采高为3.9 m时的采放比(1∶3.514)最合理。

综放工作面过空巷矿压显现规律及控制技术研究

通过数值模拟与理论分析等方法对工作面过空巷时超前应力分布、煤体稳定性及基本顶破坏特征进行研究,结果显示:超前应力叠加作用下空巷围岩变形剧烈,煤柱失稳破坏;基于Winkler弹性基础梁理论建立基本顶破断力学模型,求解了空巷上方基本顶弯矩方程,其揭示了空巷导致工作面前方基本顶超前断裂的现象,且空巷越宽,基本顶超前断裂位置离工作面越远;工作面推进过程中其前方基本顶偏应力第二不变量J_(2)呈双峰值分布,工作面离空巷越近,基本顶J_(2)峰值越高,畸变能越大。基于数值模拟研究工作面过空巷围岩控制技术,结果显示:高水材料充填支护空巷能有效避免基本顶超前断裂,维护空巷的稳定性。制定了高水材料充填与双木垛支护的空巷分区控制措施,现场监测显示:工作面过空巷过程中,液压支架工作阻力处在安全范围内,工作面能够安全通过空巷。该研究成果对同类型综放工作面过空巷期间巷道围岩与顶板控制可提供一定的参考。