厚顶煤巷道煤柱尺寸留设及“控顶限帮”支护技术研究

为研究存在地质构造的情况下,刀把型工作面缩面期间煤柱留设尺寸以及支护难题,结合东滩煤矿1310工作面地质条件,通过理论分析及数值模拟等研究方法,确定缩面后刀把型工作面煤柱尺寸,提出了“控顶限帮”支护原理,实现对厚顶煤巷道深浅围岩的协同控制。研究结果表明,留设40 m保护煤柱,配合支护方案,可充分确保1310辅助轨顺安全稳定。结合缩面后现场监测情况,认为缩面后40 m煤柱宽度与支护方案合理可行。

综放工作面停采线位置确定及聚酯纤维柔性网应用

为确保3308综放工作面末采期间围岩稳定,借助数值模拟、理论分析的方法确定停采煤柱合理宽度,最终设计停采线煤柱宽度不小于49 m。为降低工人劳动强度,利用金属网配合柔性网护顶的方法,实现了工作面安全快速回撤,提高了护顶效果,降低了劳动强度,缩短了末采周期,节约了支护成本,对类似条件综放工作面的高效回撤提供了有效借鉴。

双侧采空不规则煤柱稳定性分析

为确定某矿3303工作面不规则煤柱处于两侧采空状态时的稳定程度,通过数学模型对不规则煤柱最小安全尺寸及煤柱稳定性系数进行计算,在此基础上,以数值模拟对不规则煤柱两侧采空状态下的应力变化规律展开分析。结果表明:煤柱最小安全尺寸为31.2 m,大于3303工作面推进36.5 m范围内不规则煤柱尺寸;煤柱稳定性系数为1.14,根据煤柱稳定性判别指标判定煤柱为稳定状态;不规则煤柱应力随工作面推进距离增大呈上升趋势,最大应力值与理论计算煤柱承载强度最小值基本一致;综合评定双侧采空状态下,不规则煤柱能够保持稳定。

坚硬顶板工作面超前支承压力影响因素权重分析

为研究不同因素对坚硬顶板工作面回采期间超前支承压力的影响程度,以运河煤矿6304工作面为研究背景,运用离散元软件UDEC2D及灰色系统方法分别对各种因素影响下的工作面超前支承压力分布规律进行模拟对比及关联度分析。综合分析结果表明,坚硬顶板工作面超前支承压力影响因素权重依次为:开采深度>坚硬基本顶厚度>煤层采高>直接顶厚度。

工作面缩面阶段坚硬顶板能量演化规律研究

为探究工作面缩面对坚硬顶板弹性能演化规律的影响,以东滩煤矿1310工作面缩面区域为背景,理论结合数值模型对采宽变化前后坚硬顶板能量的演化规律进行了对比分析。结果表明,工作面采宽减小造成承载载荷增加,能量集中程度要远大于原工作面;采宽减小对能量值增幅有较大影响,缩面前后坚硬顶板能量增幅差值约为58.2 kJ/m^(3);缩面阶段工作面走向能量峰值位于前方15 m处基本固定不变,而在倾向上受到遗留煤柱影响,缩面前峰值位置由工作面中部向轨道顺槽侧转移,缩面后则由辅助轨道顺槽侧向工作面中部转移。

软弱巷道顶板脆弱区识别及其应用

针对宏观角度研究巷道顶板结构造成的顶板脆弱区被忽视的问题,建立了岩梁稳定条件下的单位宽度简支梁极限跨距判别公式。结合工程背景,分析得到软弱砂质泥岩厚度、巷道跨度、软弱夹层及断层等是影响巷道稳定性的重要原因。通过采用岩层探测仪窥探顶板裂隙分布及离层情况并结合钻孔柱状图,以砂质泥岩厚度为主要指标对巷道隐患进行分级、圈定。结果表明,311102辅运巷从开切眼到3~#联络巷之间属于Ⅳ级冒顶隐患区域。针对性的设计了311103辅运巷支护参数,实现了对顶板脆弱区的有效控制。

深部断层构造环境巷道掘进冲击危险机制

通过建立断层区域模型,并进行数值结果分析,得出对于掘进工作面距断层不同距离下围岩应力的分布规律,进而分析掘进冲击危险与巷道距断层不同距离之间的关系,从而得出结论:(1)埋深增加,原岩应力值随之增大;(2)巷道开挖产生应力重新分布且与构造应力相互叠加,增加了发生冲击危险的可能性;(3)巷道距断层的距离越近,应力差值越大,冲击危险的可能性就越高。实践表明,加强对掘进前方冲击危险的探测工作并及时解危,同时减缓巷道掘进速度,可有效降低矿山冲击灾害。

综采工作面智能化开采技术现状及研究

目前,综采工作面智能化开采技术尚处于起步阶段,通过分析综采工作面智能化开采技术现状,针对实际生产过程中煤岩识别技术无法实现常态化应用、液压支架跟机移架效果差、智能化设备可靠性较差等问题,提出通过优化截割三角煤工艺流程,升级工作面设备,提升智能化监控平台软硬件水平等建议,从而实现智能化工作面常态化开采。

工作面缩面阶段冲击危险性分析及防治

为探究工作面缩面回采阶段的冲击危险性及控制技术,以东滩煤矿1310工作面缩面区域为研究对象,通过数值软件对整个缩面区域的回采过程进行完整的模拟,继而在模拟结果基础上对缩面阶段的冲击地压防治方案展开设计。研究表明,缩面前,工作面越临近缩面位置,其应力集中值越大,应力差值成数倍增长;工作面回采至缩面位置时,辅助顺槽受应力叠加影响,冲击风险较高;缩面后,工作面应力波动较小,但遗留煤柱的冲击危险性增高。通过应力在线监测与大直径钻孔卸压相结合的方式对缩面阶段的冲击地压进行防治,现场实践效果良好,工作面实现了安全生产。

煤矿发展末期经济效益增长困境及对策研究

受煤矿资源储量及开采速度限制,山东等省大多数矿井已进入矿井开采后期,受多种因素制约,煤矿开采末期经济效益增长面临较大的局限性,如何重新激发老旧矿井活力及促使利益最大化是一个亟待解决的难题。论文着重对矿井末期经济发展主要影响因素展开分析,阐述了效益增长困境,并据此针对性提出相关对策。

纵弯褶曲控制下巷道围岩变形特征分析

针对纵弯褶曲区域巷道围岩稳定性问题,基于某矿1310工作面顶板岩层力学参数,运用FLAC3D软件对纵弯褶曲背斜、向斜、翼部处巷道应力分布及围岩破坏特征展开模拟研究。模拟结果表明,纵弯褶曲背斜及向斜处巷道围岩的破坏程度较高,受到垂直及水平应力的影响较大,而翼部巷道要更为稳定,围岩受水平应力的影响较小且变形量要远低于背斜及向斜处,在条件适宜的情况下应尽量将巷道布置在翼部,并在模拟基础上确定了不同纵弯褶曲部位巷道的重点支护区域。

缩面影响下辅助巷道变形特征及控制技术

为研究工作面缩面开采对辅助巷道围岩的影响,以东滩煤矿1310工作面的辅助轨顺作为主要研究对象,理论与模拟相结合分析了围岩变形诱因及变形特征,提出了合理的强化支护方案,并利用十字布点法进行了现场监测。结果表明:巷道围岩受到缩面、采动应力及遗留煤柱的复合影响,缩面期间顶板最大下沉量达到170mm,帮部最大变形量为144mm,底板相对稳定。基于模拟分析结果提出了相对应的围岩强化支护方案,现场监测证明了方案可行有效,保障了缩面期间辅助轨顺的稳定性。