超长孤岛综放工作面支承压力分布规律研究

为对超长孤岛综放工作面围岩稳定性和顶煤冒放性进行控制,采用FLAC3D有限元软件对比分析了超长孤岛工作面的支承压力分布特征。研究老顶上覆岩层应力场的变化规律,分析初采期间和正常推进期间工作面超前支承压力分布规律。老顶岩层内工作面超前支承压力存在两个峰值区域,工作面后方支承压力沿面长方向的中间存在一个峰值区域,两者之间为低支承压力区域。顶煤层位支承压力峰值大于煤层的机采层位,但支承压力的影响范围小于机采层位,且顶煤的极限平衡区宽度较机采层大。工作面正常推进期间较初采期间的支承压力极限平衡区宽度增大,孤岛工作面加长后支承压力峰值系数在初采期间增加,而在正常推进期间降低。超长孤岛工作面减小孤岛工作面侧向支承压力的叠加影响。

超长孤岛综放工作面煤柱支承压力分布特征研究

为了确定超长孤岛综放工作面巷道煤柱的合理尺寸,采用FLAC3D软件模拟分析了不同长度孤岛综放工作面不同宽度煤柱的支承压力与变形破坏规律。初采期间,大煤柱(宽20m)倾向支承压力整体上随着至巷帮距离的增大而减小;随着工作面推进而增大。小煤柱(宽4～6m)初采期间走向支承压力峰值随工作面推进而增大,且峰值超前煤壁的距离也增大;正常推进期间,随顶板变形逐渐趋于稳定,支承压力峰值降低,但煤柱压力峰值至煤壁前方煤体支承压力影响范围内压力增高。煤柱支承压力峰值超前煤壁一定距离,且此距离随工作面长度加大而减小。加长孤岛综放工作面长度,护巷大煤柱和小煤柱的支承压力均减小,可以减小护巷煤柱宽度。

五阳煤矿孤岛综放工作面合理护巷煤柱宽度研究

为确定五阳煤矿"孤岛"综放工作面合理护巷煤柱宽度,控制回采巷道变形破坏,以7603工作面为工程背景,采用三维有限差分软件FLAC3D,对不同护巷煤柱宽度条件下的回采巷道围岩应力分布和塑性区发育特征进行了模拟分析,结果表明:该工作面合理的护巷煤柱宽度为22.5m。

半孤岛综放工作面采空区瓦斯治理技术

针对半孤岛综放工作面存在的采空区遗煤多、瓦斯涌出量大、工作面瓦斯异常涌出和瓦斯超限严重问题,在对综放工作面瓦斯涌出特点进行分析的基础上,结合综放工作面的实际情况,采用邻近采空区抽放、采空区埋管抽放和高位钻孔抽放相结合的瓦斯抽放技术,有效防止了工作面瓦斯超限及后部采空区和邻近采空区瓦斯的异常涌出,保障了工作面的安全生产。

孤岛综放工作面沿空掘巷窄煤柱留设宽度优化设计

为了解决孤岛综放工作面沿空掘巷矿压显现剧烈、巷道围岩控制困难的难题,运用理论计算、数值模拟及现场实测的方法,研究了孤岛综放工作面回采巷道在不同宽度窄煤柱条件下的围岩稳定状况。基于采空区侧煤体支承压力分布特征以及沿空掘巷的力学模型,分别从内应力场和极限平衡理论角度计算分析,确定了护巷窄煤柱留设宽度的合理尺寸范围为4.46~7.3m。采用数值模拟方法对窄煤柱留设尺寸进行了对比分析,得到3204孤岛综放工作面护巷窄煤柱的最优尺寸为5 m。现场监测数据表明:3204工作面回风巷道两帮的最大变形量为147 mm,顶底板最大变形量为95 mm,能够满足安全生产要求。

特厚煤层孤岛综放工作面沿空护巷煤柱宽度及控制技术研究

为了提高特厚煤层孤岛综放工作面沿空护巷煤柱及巷道围岩稳定性,以唐家会煤矿61102特厚煤层孤岛综放工作面为研究对象,采用理论分析、数值模拟与现场实测相结合的研究方法,对特厚煤层孤岛综放工作面沿空护巷煤柱合理尺寸及巷道支护方式进行了研究,结果表明:采用应力极限平衡理论和内应力场分布规律,以及有限元法对比不同煤柱宽度的塑性区及应力分布特征,确定出孤岛综放工作面沿空护巷煤柱宽度为21 m;采用锚网索+钢筋梯子梁+钢带的联合支护方式,可以有效减小沿空巷道围岩移近量,显著提高沿空巷道围岩的整体稳定性。研究结果可为类似地质生产条件下的矿井提供参考依据。

孤岛综放工作面采空区残煤自燃指标气体及“三带”特征研究

针对因遗煤多、漏风严重等因素造成孤岛综放工作面采空区内煤层自然发火危险性较高的问题,以济北矿区某矿1304孤岛综放工作面为背景,通过室内煤的热解试验分析,确定了工作面采空区残煤自燃指标性气体,并通过现场束管监测分析采空区氧气浓度分布规律,研究揭示了工作面采空区自燃"三带"的分布特征,为孤岛综放工作面采空区残煤自燃的防控与治理提供了指导。

超长孤岛综放工作面支护强度分析及支架选型

为了确定超长孤岛综放工作面支架支护强度进而合理支架选型,保障孤岛综放工作面安全高效开采,采用理论分析、数值模拟、类比实测分析方法,对大阳泉矿250 m超长孤岛综放工作面支护强度进行研究。结果表明,普氏压力拱理论计算得到支护强度不低于0.87 MPa,数值模拟得到的支架的合理支护强度为0.90 MPa,类比实测分析得到的合理支护强度为0.88～0.95 MPa,综合确定合理支护强度为0.90 MPa,兼顾经济性原则与工作面端面控制效果,最终确定支架优先选型为ZF7000-17/32型,满足支护强度。

孤岛综放工作面矿压控制难题与对策

在孤岛综放工作面回采过程中,工作面和巷道压力显现十分明显,工作面片帮、冒顶频繁,巷道严重变形。总结了孤岛综放工作面顶板来压显现特点和规律,同时分析了工作面及回采巷道矿压显现强烈和失稳破坏的原因,提出了矿压控制方法,为孤岛综放工作面的成功开采提供了参考。

无煤柱孤岛综放工作面的瓦斯管理

1孤岛综放工作面瓦斯涌出基本规律 1.1孤岛综放工作面4307的基本情况 4307工作面位于四采区的中上部,北起4307切眼(与14320采空区相距22m),南至设计停采线,上与4308综放工作面采空区相联,下与4306综采工作面采空区相联,为孤岛综放工作面,工作面长176.6m,走向长度为2199m,所采3上煤厚度为5.82～3.10m,平均5.57m,煤层倾角0～15°,平均6°.煤层赋存稳定,地质构造以C4向斜为主,中部以C4-1背斜为主,北部以C4-2向斜为主,煤层波状起伏,伴生8条断层,落差最大为3.0m,裂隙及小断层发育.

锚网支护在孤岛综放工作面沿空掘巷中的实践

介绍了孤岛综放工作面窄煤柱沿空掘巷采用树脂药卷加长锚固高强螺纹钢锚杆,并配小孔径预应力锚索加固的支护技术,掌握了类似条件下,围岩变形规律及锚杆载荷分布规律。

半孤岛综放工作面采空区顺槽顶板煤层自燃预控技术

针对半孤岛综放工作面临侧采空区遗煤多、漏风严重,顺槽顶板煤层自然发火危险性大等特殊实际,对顺槽顶板煤层易自然发火的原因进行了分析,进而结合3下105工作面的实际情况提出了包括自然发火预测预报技术、堵漏风技术和压注防灭火材料等技术措施的临侧采空区顺槽顶板煤层自燃预控技术,有效防止了3下105综放半孤岛工作面临侧采空区自然发火事故的发生。

孤岛综放工作面煤炭自燃标志性气体优选

利用氧化热解实验模拟装置针对新峪煤业公司5110孤岛综放工作面采空区煤样进行了研究,绘制了CO、CO2、C2H6、C2H4等气体浓度随温度的变化曲线。经过研究和分析,确定了CO和C2H4作为该矿采空区煤炭自燃的标志性气体预测指标,从而为掌握煤炭自燃规律和制定有效合理的煤炭自燃防治措施提供了依据。

天池矿102综放孤岛工作面控制风量防灭火技术研究

为了防治天池煤矿15#煤层102综放孤岛工作面采空区煤炭自然发火,对工作面实际供风量40.0 m3/s时进行了现场监测,并基于采空区自燃"三带"划分标准和数值模拟的方法,采用流体力学COMSOL计算软件,研究了工作面不同进风量时采空区氧化升温带的变化规律,确定了氧化升温带的范围,并得到了工作面供风量与氧化升温带宽度的拟合曲线。研究结果表明,"U+I"型102工作面采空区自然发火主要是由采空区漏风引起的;氧化升温带宽度随着工作面供风量的增加而增加;现场监测与数值模拟的采空区"三带"变化规律吻合较好;当工作面供风量为40.0m3/s时,既能有效抽排瓦斯,又能有效预防采空区煤炭自然发火。在102综放孤岛工作面的现场实践表明,运用控制风量防灭火技术防治天池煤矿采空区遗煤自燃是可行的。

综放孤岛工作面采空区自燃与爆炸危险区监测及数值模拟

针对高瓦斯矿井自燃煤层综放孤岛工作面开采时采空区漏风导致的采空区自燃和瓦斯爆炸灾害综合防治的技术难题,以天池煤矿102孤岛工作面为例,进行采空区自燃＂三带＂及爆炸危险带现场监测及数值模拟研究。监测结果表明,102工作面采空区氧气体积分数随与工作面距离增加而下降,工作面进风侧采空区氧化升温带宽度较大,工作面中部到回风侧采空区氧化升温带宽度逐渐减小。利用COMSOL软件模拟采空区风流速度场、氧气体积分数场、甲烷体积分数场和自燃＂三带＂分布。数值模拟结果表明,102工作面采空区进风侧切顶线20~70 m范围内氧气体积分数大于8%,风速小于0.004m/s,存在自然发火危险;工作面回风侧采空区没有自燃危险带;工作面进风端头后部采空区的自燃危险带内瓦斯体积分数也处于爆炸范围5%~15%内,此重合部分即为瓦斯爆炸危险区。

综放孤岛工作面顺槽锚固技术研究

通过对唐安煤矿3403孤岛面顶底板岩层矿物成分及其崩解性的测定,应用以巷道围岩稳定性分类为基础的工程类比法,得出了孤岛面顺槽的支护方案与相关技术参数,并对锚固效果进行了数值模拟,结果表明所设计的锚固参数是可行的。

综放孤岛工作面复合构造破碎带化学加固技术

根据漳村煤矿1309综放孤岛工作面褶曲和断层复合构造破碎带特征及开采条件, 采用提前加固三角煤和工作面内部加固煤壁相结合, 并针对煤壁不同破碎程度分别采用高压化学注浆和聚胺酯木锚杆锚注加固工艺技术, 实现了工作面高效安全开采。

“孤岛”综放工作面液压支架选型设计

为改善唐安煤矿"孤岛"综放工作面的支护状况,采用理论分析与数值模拟方法对"孤岛"综放工作面的应力分布规律进行研究,确定了支架的主要技术参数。研究结果表明:"孤岛"综放工作面超前支承应力明显高于一般综放工作面,矿山压力显现剧烈,确定支架支护强度应大于0.91MPa。经实践检验,该支架能够很好地满足工作面支护要求,对具有类似条件的矿井具有很好的参考价值。

综放孤岛工作面巷道围岩控制技术研究

对综放孤岛工作面回采过程中巷道变形破坏进行分析,根据分析结果,从加强超前支护强度、改进设备控制巷道顶板、巷道顶板及巷帮补强锚索和控制回采巷道断面四方面控制巷道变形。解决了综放孤岛工作面因跳采而引起的巷道围岩控制问题,实现了该矿井的安全高效生产。

19 m特厚煤层孤岛综放面小煤柱沿空巷道煤柱宽度选择及工程应用

为研究19 m特厚煤层孤岛综放工作面小煤柱沿空巷道煤柱合理宽度,以东古城煤业Z109工作面为研究对象,采用极限平衡理论经验公式,计算得到沿空巷道合理煤柱宽度理论值为7.7~9.1 m;采用FLAC^(3D)软件建立了不同煤柱宽度的数值计算模型,分析了孤岛工作面围岩应力分布规律以及不同煤柱宽度条件下掘巷和工作面回采阶段沿空巷道围岩及煤柱破坏特征,确定了煤柱合理宽度为8 m;通过现场实测,得到了掘巷及回采期间巷道围岩变形量,实测结果表明巷道围岩变形得到有效控制,护巷煤柱留设宽度选择较为合理。本文研究成果对于指导特厚煤层孤岛综放面小煤柱沿空巷道合理煤柱宽度选择具有一定的理论意义与工程意义。