急倾斜煤层综采工作面区段煤柱合理宽度研究

为了探究急倾斜煤层综采工作面保护煤柱合理宽度,以逢春煤矿N2821工作面为研究背景,采用理论分析与数值模拟相结合的方法,建立了急倾斜工作面开采前后区段保护煤柱受力力学模型,得到了急倾斜综采工作面保护煤柱合理宽度的计算公式,分析了工作面不同保护煤柱宽度下巷道和煤柱应力场的演化规律。结果表明:工作面开采条件满足q_(0)/[γ_(1)(h_(m)+m)]<[sin(α)-f_(2) cos(α)]/[(f_(1)+f_(2))cos(α)-sin(α)]时,区段保护煤柱受剪应力影响发生“台阶”型破坏;急倾斜煤层工作面、巷道和区段煤柱的垂直应力分布表现为不规则的椭圆形;逢春煤矿N2821工作面区段保护煤柱宽度最少为20 m。

坚硬顶板工作面支架前方切顶卸压技术研究

针对青龙煤矿21606工作面上部坚硬顶板难以垮落造成工作面支架支撑压力过大的问题,运用理论计算、数值模拟、现场实测的手段,分析了工作面切顶前后的覆岩运移特征及切顶后的工作面支架来压情况,开展现场工业试验,验证了支架前方切顶技术卸压效果。结果表明:采用切顶技术能够切断坚硬顶板之间的联系,根据强制放顶断裂力学模型计算出了切顶后的第1层基本顶的初次断裂步距为27.3 m,第2层基本顶的初次断裂步距为50.3 m,相较于未切顶条件下,分别减小了4.3 m、8.3 m;采用数值模拟分析了上覆岩层的运移规律,得出最佳切顶高度为15 m;切顶后工作面支架平均支撑压力由36 MPa减小为26.5 MPa;切顶后工作面基本顶在开采50 m后完全破断;根据来压规律,得出切顶技术实施间距为50 m。支架前方切顶卸压技术对减少工作面的煤壁片帮、增加采空区侧顶板垮落量、降低工作面支架压力等方面都有较好的效果。

残留区段煤柱下近距离煤层回采巷道布置方式研究

残留区段煤柱下近距离煤层回采巷道的布置方式与位置选择十分重要。以青龙煤矿下部煤层21806工作面回采巷道的布置为研究背景,通过理论分析和数值模拟相结合的方法,研究了16^(#)煤层底板的最大破坏深度、残留区段煤柱所承受的载荷大小以及煤柱附近底板岩体的应力分布,利用数值模拟和经验公式确定了21806工作面回采巷道的布置方式与位置。结果表明:16^(#)煤层底板的最大破坏深度为8.6 m,煤柱所承受的均布载荷为10.5 MPa;随着深度的增加,煤柱附近底板岩体垂直应力峰值位置始终位于煤柱中心正下方,水平应力峰值的数量由1个变为2个,位置由煤柱中心正下方逐渐向采空区正下方移动,剪切应力峰值位置变化不大;由不同布置位置的回采巷道掘进后围岩应力特征和经验公式确定21806工作面回采巷道采用内错15 m布置。