浅埋深薄基岩复采煤层工作面长度优化研究

浅埋深薄基岩煤层在开采过程中,顶板矿压显现比较强烈,特别是复采煤矿。在开采过程中,不同工作面长度会造成不同的顶板垮落状况。为了合理开采煤炭资源,本文以杜家沟2号煤层为背景,通过相似材料模拟实验和Flac力学软件进行分析。研究目标是观测不同工作面长度下煤层上覆岩层应力和位移变化情况。实验结果表明,垮落带通达地表,最终确定垮落带高度不宜大于30m,工作面合理长度为不大于100m。

工作面长度对覆岩空间结构演化及大采高采场矿压规律的影响

工作面长度的增加是导致采场矿压强度增加的原因之一。通过相似模拟试验证明了覆岩能破断成梯形台形态,并指出了梯形台形成机制及梯形台的参数计算原理。利用梯形台分析了工作面长度对覆岩破断规律的影响,指出了梯形台与关键层理论的关系。基于薄板理论推导了岩层破断步距的计算公式,分析了工作面长度对梯形台空间结构演化及采场矿压显现特征的影响。结果表明:由于覆岩按梯形台破断,工作面长度较短时,加载层厚度较小,来压强度小。对比研究了赵庄2号井1305大采高工作面(工作面长度为85 m)和1302大采高工作面(工作面长度为180 m)矿压特征。结果表明:1305工作面基于梯形台和薄板理论进行选型计算,支架计算工作阻力为4 738 kN,现场选用额定阻力5 500 kN能够满足顶板控制的要求;1302工作面基于梁理论进行选型计算,支架计算工作阻力为7 623 kN,现场需选用额定阻力7 800 kN才能满足顶板控制的要求。

浅埋厚基岩松软顶板综放采场矿压特征工作面长度效应

基于现场实测结果,结合数值模拟技术,对浅埋厚基岩松软顶板综放采场矿压特征的工作面长度效应进行系统的研究。研究结果表明:加长工作面长度对矿压特征有显著影响;超长综放工作面来压步距减小、采场支架受力均匀、矿压分布呈以工作面中部为对称轴的拱形分布、支架末阻力-初撑力为线性关系;工作面长度方向存在随工作面长度演化的"复合压力拱";随工作面长度增加,煤壁前方支承压力峰值增大,工作面长度方向压力拱逐渐升高且扁平率趋于增大,表现为总体的矿压显现增加规律,利于顶煤的破碎;控顶区内顶煤下沉量S随工作面长度L的增大呈对数规律增大,随支架初撑力P的增大呈负对数规律减小;给定S后,P随L呈线性规律增加。研究成果可为工作面长度和支架的选择提供有益的借鉴和参考。

采场围岩应力壳力学特征的工作面长度效应

应用计算机数值模拟并结合现场观测,对不同工作面长度的采场围岩力学特征进行系统的分析和研究,获得了采场围岩宏观应力壳力学特征的工作面长度效应.研究表明,工作面长度的变化对应力壳力学特征有显著影响.随工作面长度的加大,应力壳壳体应力在工作面前方煤壁边缘和巷道附近区域集中程度加大,壳体高度逐渐升高同时扁平率逐渐增大,工作面是三维应力壳的聚焦点;采场围岩的垂直位移变小,而水平位移增大.表明合理调整工作面长度可改善采场围岩宏观应力壳的动态平衡,对保护采场、减小矿山压力显现有积极作用.

工作面长度与采空区遗煤自燃的关联性分析

为了研究工作面长度与采空区遗煤自燃规律的内在联系,利用理论分析方法对工作面长度与其推进速度及遗煤自然发火期的关系进行了分析,得到了保证遗煤不自燃的最长工作面的确定方法。以九道岭矿和华兴矿某工作面为例,利用数值模拟和相似模拟方法对工作面长度与采空区漏风量及"三带"划分之间的关系进行了研究,得到了工作面长度与采空区漏风量及"三带"宽度的关系表达式。结果表明:工作面长度的确定受多种因素的影响,为了保证遗煤不自燃,工作面长度存在一个上限值,此值可以通过工作面长度与工作推进速度及遗煤自然发火期的关系进行确定;当工作面供风量不随工作面长度变化时,工作面长度与采空区漏风量之间近似满足对数函数关系;当工作面供风量随工作面长度变化时,工作面长度与采空区漏风量之间近似满足"∪"型二次抛物线函数关系,工作面长度与采空区氧化带宽度之间近似满足"∩"型二次抛物线函数关系。

神东矿区浅埋煤层大采高综采工作面长度的选择

在分析浅埋、厚风积沙煤层工作面长度与矿压显现强度以及液压支架控制能力相适应的基础上,对神东矿区大采高工作面长度参数进行了优化选择.结果表明,上湾煤矿1-2煤层在工作面长度为240,300,360,400,450和500 m时,需要的工作阻力分别为5 916,7 394,8 872,10 014,11 269和12 519 kN/架,现有DBT8638和DBT8670支架条件下,上湾煤矿1-2煤层工作面长度300 m是最适宜的,实现了大采高、超长工作面的安全高效开采.

基于层次分析法在薄煤层工作面长度的优化研究

对影响华坪县思棉煤矿薄煤层工作面长度的经济、技术、地质因素进行综合评价,建立思棉煤矿薄煤层工作面长度数学模型,运用层次分析法对其进行评价,为矿井工作面长度优化选择提供了可靠的方法。

地下气化热-力耦合作用下短壁工作面长度的确定方法

为控制燃空区顶板稳定性,提出了煤炭地下气化短壁开采设想。针对燃空区顶板处于高温和地应力耦合环境的特点,构建了地下气化短壁工作面的合理长度确定方法,并以贵州盘江某矿地下气化工程为例,对其短壁工作面合理长度进行了计算分析。结果表明:随着火焰工作面的推进,靠近顶板下表面0～3m处岩体温度先迅速上升、后逐渐下降,而3～10m处岩体温度则缓慢上升,温度在覆岩中的传播范围约为10m;燃空区直接顶承受的载荷和热应力在稳定了一段时间之后迅速上升,抗拉强度则先下降、后上升,导致直接顶的极限跨距先小幅下降、后急剧上升;气化短壁工作面的合理长度应小于直接顶极限跨距的最小值,由此确定贵州盘江某矿气化短壁工作面的合理长度为12m.该方法可为地下气化工作面长度设计提供理论指导。

长壁工作面长度优化数学模型分析

长壁工作面长度合理选择直接关系到矿井的集中化生产程度,不仅有利于提高矿井产量,而且可以降低成本,实现高产高效。本文针对长壁工作面长度优化的特点,建立了最优工作面长度数学模型,揭示出长壁工作面长度影响因素(煤层厚度、采煤机开机率、工人工资、设备费用和支护费用)的变化与最优工作面长度变化之间的规律。

厚煤层双向凹字形布巷系统的工作面长度研究

针对厚煤层双向凹字形布巷系统的工作面长度,分析了影响工作面长度的地质因素、地质构造、煤层厚度、强度和倾角、顶、底板岩性等。分析影响工作面长度的技术因素,在不同的稳定层距煤层底板距离下,基于工作面长度方向损失率确定工作面最小长度,从矿压角度考虑支承应力对确定工作面长度的影响。

大采高综放工作面长度的空间效应初探

为了合理选择大采高综放工作面合理长度,采用数值模拟方法对大采高综放工作面不同长度情况下覆岩结构和围岩应力分布进行研究,研究结果表明,随着工作面长度的增加,工作面超前支承压力影响范围增大,峰值远离煤壁,峰值增大,工作面覆岩"应力拱"高度加大,矿压显现加剧;当工作面长度超过一定值后,支承压力距离、大小、"应力拱"高度将趋于稳定。该研究成果对于确定合理的大采高综放工作面长度具有重要的指导意义。

淮南矿区回采工作面长度的探讨

根据淮南矿区的现状 ,对回采工作面长度从地质、技术和经济等三个方面进行了分析研究 ;同时参照了淮南煤矿典型高产高效工作面的相关技术参数 ,初步确定了回采工作面面长的合理范围。

榆家梁煤矿合理工作面长度及煤柱宽度研究

神东矿区榆家梁煤矿在优越的地质条件和技术优势下,采用超长工作面的技术经济比较分析,确定最佳开采长度;对煤柱宽度进行模拟研究,确定了在最佳经济效益下的煤柱宽度弹性区域。

矿压显现规律受工作面长度变化影响的实测研究

以卧龙湖煤矿8102软厚煤层工作面为例,通过现场实测接架前后支架工作阻力及回采巷道表面位移,研究工作面长度变化对工作面矿压显现规律影响。研究结果表明,工作面长度增加导致工作面矿压显现强度减弱及基本顶周期来压步距减小,同时回采巷道超前支承压力剧烈影响距离减小,因此当工作面增长时可适当减小超前支护距离。

用多目标决策确定回采工作面长度

应用多目标决策原理，建立了工作面长度优选的多目标决策模型，并用于实际矿井验算，结果是令人满意的。

运用模糊规划及价值工程理论求解最优工作面长度

本文介绍了用模糊规划及价值工程理论求解最佳工作面长度的方法，并给出了算例，进行了结果分析。

综放合理工作面长度分析

通过对我国 2 9个局、矿综放面的调研 ,系统分析了影响综放工作面长度的地质、技术、经济因素 ,认为地质因素是基础 ,经济因素是目标 ,技术因素是手段。文中式 ( 1 )、( 2 )、( 6)、( 7)可作为在地质因素一定的条件下 ,确定综放工作面长度的计算依据。

AHP-模糊综合评价法在工作面长度选择中的应用

基于层次分析(AHP)与模糊综合评价原理相结合的方法,对影响榆家梁煤矿5-2煤层工作面长度的经济、技术、地质因素进行综合评价,建立工作面长度优化综合模型,真实反映各影响因素与工作面长度的相互关系,得到综采工作面长度的合理范围,从而为矿井工作面长度优化选择提供了可靠的方法。

承压水上大倾角特厚煤层综放工作面长度确定研究

以汾源煤业文明矿承压水上大倾角特厚煤层综放开采工作面长度的确定为例,采用理论分析、工程类比和数值模拟方法论证了大倾角特厚煤层综放开采条件下工作面的合理长度,最终确定该矿工作面长度为100m,为工作面设计提供了重要理论依据。

特厚煤层工作面长度对矿压显现的影响

为了分析特厚煤层工作面长度与矿压显现的关系,采用理论分析和数值模拟方法,从工作面支架载荷、覆岩破坏高度和采场围岩应力等方面进行了深入研究。根据普氏平衡拱理论,计算得到不同工作面长度支架所需的载荷;采用关键层理论,确定工作面长度大于178 m主关键层将发生破断,工作面开采将受到侏罗系覆岩采动影响;采用FLAC^(3D)数值模拟方法,对不同工作面长度的围岩应力进行了分析。研究表明:工作面长度的变化导致支架载荷、覆岩破坏和围岩应力发生变化,当工作面长度小于178 m时,有利于减弱矿压显现强度,避免强矿压的发生。