厚层坚硬岩浆岩下采空区注浆充填试验研究

针对煤层开采形成的厚层坚硬岩浆岩大面积悬顶问题,以海孜煤矿局部岩浆岩侵入体为研究对象,分析了地表岩移和岩浆岩体下离层的发育特征,开展了井下采空区注浆填充试验工作。研究成果表明,海孜煤矿二采区工作面回采后,实测的地表最大沉降量仅为487 mm,远低于无岩浆岩发育区的采动造成的地表沉降量;岩浆岩体未破断,采空区和岩浆岩体之间存在离层空间;通过对垮落带、裂隙带和离层带实施地面钻孔注浆,构建了人工柱体,消除了因厚层坚硬岩浆岩体的大面积悬顶形成的高应力集中现象。

厚层坚硬顶板工作面初采强制放顶技术研究

为了解决程庄煤矿综采工作面初采期间厚层坚硬顶板大面积垮落的问题,通过系统分析工作面采空区悬顶风险及切眼爆破弱化机理,结合9305工作面现场生产地质条件,提出最优的炮孔布置参数,并对装药与封孔工艺进行优化,有效地提高了现场装药与封孔效率。经现场矿压监测表明:爆破后相邻爆破钻孔间产生贯穿裂缝,有效地切断上覆岩层的应力传递路径;9305工作面初次来压步距、来压期间最大载荷、动载系数均明显降低,切眼爆破预裂技术有效降低了工作面来压强度。

厚层坚硬顶板采场控制设计

结合实例详细介绍了高档普采工作面坚硬顶板控制设计方法与步骤。设计结果在崔家寨煤矿的应用效果表明 ,该设计方法科学、合理、具有针对性 。

综放采场上覆厚层坚硬岩层破断规律的分析及应用

根据厚层坚硬岩层的赋存和运动特点,利用基于弹性理论、考虑岩梁体积力的厚层坚硬岩层运动规律的力学判据,给出厚层坚硬岩层运动方式的判断曲线,通过分析厚层坚硬岩层运动方式的影响因素,得出厚层坚硬岩层分层运动的可能性大、层间效应明显、关键层的“关键性”下降的结论;通过与传统研究方法的对比和工程实例分析,表明文中厚层坚硬岩层运动规律的力学判据和判断方法可对“关键层”在运动过程中的破断方式进行较准确的预测。

厚层坚硬顶板沿空巷道恒阻吸能防冲支护技术研究

针对厚层坚硬顶板沿空巷道冲击地压频发且稳定性难控制的问题,以济三煤矿沿空巷道为工程背景,采用工程调研、室内实验、理论分析及现场工业性试验相结合的方法,对沿空巷道冲击大变形机理及防冲控制对策进行研究。结果表明,济三煤矿沿空巷道顶板以厚层坚硬砂岩为主,顶板容易聚集大量的弹性能,当其断裂、聚集的能量释放时,将形成强烈的震动,是沿空巷道易发生冲击地压的主要原因;与传统支护相比,恒阻大变形锚杆(索)能够根据冲击变形能量的大小自动产生相应的拉伸滑移,并保持恒定不变的支护阻力,从而吸收巷道围岩的冲击变形能量,控制围岩冲击大变形。现场工业性试验表明恒阻支护下围岩变形量得到有效控制,可为类似冲击倾向性沿空巷道稳定性控制提供借鉴。

厚层坚硬难冒顶板安全初放技术研究与实践

谢桥矿在8煤回采过程中遇厚层坚硬难冒顶板,对采面生产和安全带来极大威胁,通过回采实践,初步掌握了厚层坚硬难冒顶板初放期间安全管理技术,为今后安全高效的开采相邻阶段采面或相似地质条件采面提供了一定技术管理经验。

厚层坚硬顶板巷道围岩冲击破坏力学分析及解危方案

以冲击地压矿井为工程背景,分析了厚层坚硬顶板对煤岩动力灾害的力学作用,依据煤岩层赋存地质资料,基于FLAC3D建立了简化数值模型,模拟分析了工作面回采过程中厚层坚硬顶板条件下采场应力场分布特征,探讨了围岩冲击破坏卸压解危措施。研究结果表明:厚而坚硬顶板不易破坏垮落,易对工作面造成应力集中,且厚而坚硬顶板的失稳破断会释放巨大能量,产生的动载对巷道稳定极为不利;除了采空区外,其他区域的水平应力、最大主应力与最小主应力全部处于较高状态,尤其超前工作面80 m范围内应力集中程度最高。该研究可明确采场煤岩体的应力集中区域,为巷道围岩卸压解危措施提供理论基础。

望云煤矿15#煤层厚层坚硬石灰岩顶板控制与弱化方案

基于望云煤矿15#煤层及顶板岩层条件,采用理论分析和工程类比的方法,分析了厚层坚硬顶板力学参数,估算了长壁工作面顶板初次断裂步距和来压当量,评价了可能的矿压显现。在选用综采放顶煤采煤工艺的前提下,分析了弱化顶板的方法,提出了采空区深孔爆破强制放顶和超前工作面两巷内深孔爆破预裂顶板的弱化方案及基本参数。

厚层坚硬顶板定向水力压裂强制放顶技术研究

针对厚层坚硬顶板工作面初采期间顶板大面积悬空,初次来压步距大,矿压显现强烈,易诱发冲击地压等动力灾害的问题,依据定向水力压裂技术原理,研发了定向水力压裂成套装备,制定了顶板定向压裂施工工艺;结合西部矿区厚层坚硬顶板条件,分析注水压力、压裂层位、钻孔间距等关键参数,开展了3104工作面初采期间定向水力压裂工程实践,并通过实测顶板垮落情况和分析支架阻力,检测了实施效果。结果表明,直接顶初次垮落步距约11 m,初次来压步距平均值为31.8 m,与未处理顶板相比,初次来压步距减少了62.6%,初次来压时,矿压显现较类似工作面大幅减弱,避免了厚层坚硬顶板的大面积悬空,保证了工作面安全回采。

综放工作面厚层坚硬顶板深孔预裂爆破技术研究

以综放工作面厚层坚硬顶板为工程背景,针对顶板开采过程中大面积悬顶及强矿压显现,提出了深孔爆破预裂顶板技术,分析了爆破破岩分区、致裂机理和钻孔及爆破工艺合理参数。确定了现场爆破方案,在工艺巷两帮及顶板实施深孔预裂爆破。该技术在预裂顶板与减缓强矿压显现方面取得了良好的技术效果,实现了综放工作面安全高效开采。

综采工作面厚层坚硬夹石爆破方法

为了解决大安山煤矿综采工作面出现大范围的厚层夹石、影响生产进度和安全的问题,分析了工作面夹石爆破机理,通过理论分析和现场试验确定夹石爆破参数。结果表明,工作面夹石爆破要严格控制钻孔的方向和层位,切实保证钻孔的合理装药量及其充填质量,可以保证爆破质量;受爆破作用影响,顺槽需要加强超前支护。

厚层坚硬顶板冒顶的预防及处理

介绍了厚层坚硬顶板冒顶事故类型、事故案例分析以及事故的预测、预报和处理方法。

倾斜厚层坚硬顶板沿空留巷围岩控制研究

总结倾斜厚层坚硬顶板沿空留巷围岩控制规律,针对倾斜厚层坚硬顶板沿空留巷围岩控制技术难题,设计围岩支护方案:巷内围岩支护采用“锚杆+锚索”联合支护并设计三种支护方案、两侧煤帮加铺钢丝网,巷旁支护采用“预裂爆破切顶卸压+‘L’型护墙钢筋网+巷旁支护体”联合支护,超前加强支护在工作面前方10 m采用双排单体液压支柱、前方10~20 m采用单排单体液压支柱,滞后补强支护在工作面后方90 m范围内采用双排单体液压支柱并补打密集锚索。并采用FLAC 3D数值模拟对比围岩应力特征和围岩位移特征确定最优巷内围岩支护方案。

浅埋旺采工作面厚层坚硬顶板裂纹产生至大面积冒落时间差研究

神东矿区浅埋深厚层坚硬顶板地质条件和旺采工艺致使工作面采空区顶板极易形成大面积悬顶,当工作面一个区段刚刚回采至极限面积时,厚层坚硬顶板可能会大面积垮落造成设备损坏、人员伤亡。论文运用断裂力学理论,从裂纹扩展的能量平衡观点出发,推算出了理想状态下,无爆破扰动的情况下,厚层坚硬顶板旺采面采空区达到极限面积之后顶板从破坏到垮落的最短时间,为厚硬顶板合理控制提供了理论依据。

宽沟煤矿坚硬厚层顶板下冲击地压危险时期的微震特征及解危措施

针对某矿坚硬厚层顶板条件下采煤工作面发生的冲击地压灾害,分析了灾害发生的原因并提出了防治原则。采用数值模拟和物探方法确定了工作面在3面采空条件下的冲击地压危险时期和危险区域。冲击地压危险时期的微震监测结果表明:围岩破坏高度比非危险时期显著增大,围岩震动呈现出高能量和低频次的特征,工作面推进度宜控制在3.2 m/d以内。在冲击地压危险时期采取了工作面架间切顶爆破的措施,经电磁辐射和微震监测检验,有效降低了工作面前方煤体应力,取得了较好的解危效果,保证了工作面在冲击地压危险时期的安全。

厚层坚硬顶板逆断层对煤岩动力失稳的力学分析

针对厚层坚硬顶板的结构特点,以实际案例为基础,分析了逆断层逆冲滑动的主要影响因素,构建了由水平构造应力影响下逆断层上盘的简化力学模型,研究了水平构造应力以及由其引起附加垂直应力的分布规律,从而揭示逆断层诱发冲击地压及煤与瓦斯突出等煤岩动力灾害的力学原因。研究结果表明:断层上盘中存在大于自重应力的垂直应力,积聚大量的弹性能;距应力边界越远,断层倾角越大,附加垂直应力及水平构造应力下降的速度就越快且其值越小;距边界较近时,水平构造应力变化不大,但附加垂直应力随着断层倾角的增大而递增。

坚硬厚层顶板破断规律及支架-围岩关系研究

以某矿1101综放采场坚硬厚层顶板条件为工程背景,运用理论分析计算的方法,研究了厚层坚硬顶板的破断规律,构建了厚层坚硬顶板综放采场顶板运动规律及支架-围岩关系。研究表明:1101综放采场呈薄直接顶、坚硬厚层老顶特点,直接顶厚度0.68m,随采随冒。老顶厚度14.76m,初次来压步距52.8m^54.8m,初次来压强度1.02MPa;周期来压步距25.0m,周期来压强度0.94MPa。

坚硬厚层顶板爆破弱化条件下矿压显现特征分析

以新集二矿210108综采工作面为研究对象,制定了坚硬厚层顶板爆破弱化条件下的现场矿压观测方案。弱化顶板的效果由矿压观测数据进行考量,弱化后顶板结构破坏,两巷超前压力通过单体支柱压力值反应。通过对实测数据及矿压日报的整理分析,对采场矿压显现特征、顶板活动规律和超前支承压力分布规律进行了研究,并对初次来压和周期来压期间支架载荷变化及爆破前后周期来压情况进行了对比分析。确定了弱化条件下坚硬顶板来压位置及强度,支架整体能够满足生产需要,并提出了合理的两巷安全支护距离,以指导现场安全开采。

坚硬厚层顶板群结构破断的采场冲击效应

煤矿开采工作的进展使开采空间逐渐扩大,工作面的顶板通常处于悬吊状态。当工作面与坚硬顶板产生一定距离后,顶板会突然垮断,对井下工作人员的生命安全及井下生产设备造成一定的威胁。因此,坚硬厚层顶板群结构破断处理是采场控制的重点问题之一。本文针对坚硬厚层顶板群结构破断的采场冲击效应进行分析。

坚硬厚层顶板弱化前后采场矿压显现规律研究

煤矿企业对于坚硬厚层顶板弱化前后采场矿压显现规律加强研究,一方面可以降低企业的生产成本,一方面可以保障自己的人员生命安全,近年来得到了高度重视。因此,本文将基于当前煤炭开掘过程中出现的问题进行初步讨论,进而分析煤炭企业应该要如何利用水利分裂技术了解坚硬厚层顶板弱化前后采场矿压显现规律,旨在为煤炭企业的顺利发展提供一定的借鉴意义。