房采区下覆综采工作面矿压规律实测分析

为了分析房采区下覆工作面顶板压力影响,以大柳塔煤矿22202综采面为研究对象,对上覆房采区不同支护煤柱对工作面顶板压力的影响进行了分析。结果表明:房采采空区下顶板周期来压步距与实体煤下无明显差别;支架循环末阻力房采采空区下比实体煤下大10. 8%,来压时支架循环末阻力房采采空区下比实体煤下大9. 6%;大小两种煤柱尺寸段下工作面周期来压步距、显著运动步距、支架工作阻力和动载系数均无明显差异,但大煤柱段顶板下沉量为小煤柱段的3. 47倍,达到相同顶板控顶效果(顶板下沉量)时,大煤柱下工作面矿压显现(支架工作阻力)会更强烈。

综采工作面采动覆岩导水裂隙带发育高度综合研究

针对因煤层开采易导致上覆岩层产生裂隙,贯通地下含水层引发矿井水灾的问题,以盘城岭煤业150105工作面为研究背景,采用理论公式、现场井下仰孔注水测漏法和钻孔电视成像探测法,以及FLAC3D和UDEC数值模拟综合分析导水裂隙带的高度和发育规律。理论计算导水裂隙带的最大高度为81.56 m;通过井下仰孔注水测漏法监测3个钻孔的注水渗透量梯度临界值为12 L/min,通过临界值判定导水裂隙带高度为78.56~79.99 m;通过钻孔电视成像探测法观测钻孔内裂隙分布判定导水裂隙带高度为78.39~79.46 m;利用FLAC3D和UDEC数值模拟,根据覆岩塑性区变化特征,当工作面推进至180 m时,裂隙发生贯通,塑性区最大高度达到76.4 m,并根据覆岩塑性区变化、垂直应力分布、垂直位移云图分析了导水裂隙带发育规律的3个阶段。对不同方法下的导水裂隙带高度进行了相互验证。

综采工作面矿压显现及覆岩运动规律研究

掌握综采工作面来压规律及覆岩运移特征是矿井安全高效绿色开采的重要前提。以某矿为技术背景,研究了综采工作面矿压显现及覆岩运动规律。根据矿岩物理力学试验结果,按照组合梁理论,确定矿层基本顶所承受的载荷为259.97kPa,基本顶初次来压步距为10.50m,周期来压步距为5.19m。工作面开采后,上覆岩层持续下沉,工作面四周矿层内形成竖直应力积聚区,应力积聚范围最终稳定在切眼后方27.0m和工作面前方21.0m。工作面超前支承压力影响范围为40m,峰值随着工作面推进逐渐向矿层内部转移。应力系数集中在1.5~2.5之间,峰值点距工作面为1.5~2.5m,为工作面超前支护提供了依据。工作面采动形成的下沉盆地随着工作面的推进不断扩大,竖直最大下沉值不断增加,最大下沉位置不断前移,下沉盆地边缘超前工作面50m。研究结果可为深部煤层综采工作面的矿压显现、覆岩运移规律提供参考及技术支撑。

倾斜厚煤层仰斜综采工作面覆岩瓦斯缓渗区分域方法及分形特征研究

为研究倾斜厚煤层仰斜综采工作面覆岩瓦斯缓渗区的分域方法及分形特征,以分形理论和灰色理论为基础,采用平面物理相似模拟试验方法,开展了仰斜综采工作面覆岩瓦斯缓渗区裂隙演化规律研究,得到了覆岩瓦斯缓渗区的动态扩展规律,进而构建了覆岩瓦斯缓渗区精细分域方法,并采用灰色关联分析方法对覆岩瓦斯缓渗区沿横向(工作面推进方向)和纵向(垂直于煤层底板向上方向)分形维数与离层量、破断裂隙密度及应力集中系数之间的最大关联度分别进行确定。研究结果表明:覆岩瓦斯缓渗区在第一次周期来压后初步形成,其后每次周期来压时,覆岩瓦斯缓渗区两侧的垮落角均不断减小而宽度和高度均不断增大。具体表现为从缓渗区初次形成至缓渗区充分发育期间,缓渗区开切眼侧和工作面侧的垮落角分别从68.3°和76.2°减小到44.7°和53.5°;而缓渗区的宽度和高度分别从16.3 m和19.2 m增大到52.1 m和38.4 m。根据建立的覆岩瓦斯缓渗区分域准则及流程,结合灰色关联分析方法,得到覆岩瓦斯缓渗区沿横向和纵向分形维数变化均与离层量变化相关性最强(r_(1)=0.93,r_(1)^(*)=0.91),并通过试验验证了理论计算的准确性。因此,在后期确定卸压瓦斯抽采钻孔(巷道)终孔(巷)时,可通过现场观测离层量对覆岩瓦斯缓渗区边界进行判断,研究结果对采空区卸压瓦斯精准高效抽采具有一定的指导意义。

不同房采区煤柱对下覆综采工作面顶板控制影响分析

为了分析房采区下覆工作面顶板压力影响,以某矿22202综采面为研究对象,采用"辅助面积法"和数值模拟法研究了煤柱集中载荷在底板中传递的规律,应用实用矿山压力理论分析了不同类型受采动后的煤柱下的"支架-围岩"关系,并构建了相对应的顶板位态方程,对不同开采条件下工作面矿压情况进行了模拟。结果表明:工作面未开采时,大煤柱所受的集中应力要小于小煤柱;在均匀煤柱情况下,载荷是以附加载荷的形式被均匀加载到老顶上的;而在孤立大煤柱条件下,工作面受上方集中应力的影响,孤立大煤柱顶板压力明显大于均匀煤柱。

综采工作面回采过上覆集中煤柱及采空区技术

为解决综采工作面在回采过程中过上覆煤层集中煤柱及采空区易出现大面积冒顶事故的问题,以石圪台煤矿31201综采工作面为研究对象,对工作面过上覆煤层集中煤柱及采空区过程中出现的冒顶事故原因进行了分析。结果表明:根据工作面矿压观测情况可知,工作面3次周期来压异常区域均处于上覆22煤层房采区集中煤柱及采空区区域,22煤层房采集中煤柱及采空区导致31201综采工作面出现次生顶板结构,受采动影响22煤层集中煤柱及采空区破坏失稳,形成动载矿压最终产生大面积冒顶事故。针对冒顶事故,通过采取矿压观测、微震监测、岩层内部位移监测、地表观测和上覆集中煤柱爆破等技术手段,对工作面的继续回采提供了安全技术保障。

综采工作面覆岩破坏高度实测研究

确定导水裂缝带发育高度对于确保煤矿水体下安全生产以及地表水、地下水资源等的保护都具有十分重要的意义。陕蒙交界处某煤矿为了确保生产安全,在2201综采工作面上方,布置了2个钻孔,采用钻孔冲洗液消耗观测法和钻孔电视观测法,对覆岩破坏状态进行了实测。通过对实际观测资料的总结分析,获得了该区综采条件下的导水裂缝带、垮落带发育规律并进行了相关对比研究,研究成果为条件类似矿井缩小防水煤柱、提高采煤上限等提供了参考。

综采工作面上覆岩层垮落高度T-S模糊预测模型研究

通过分析影响综采工作面上覆岩层垮落高度的主要因素,借助层次分析法确定垮落高度"低、中、高"3种典型情况的因素权重,结合各种因素论域的模糊划分得到T-S模糊系统,建立了一种新的综采工作面上覆岩层垮落高度T-S模糊预测模型。利用该模型分别对镇城底矿、王庄矿、杜儿坪矿综采工作面上覆岩层垮落高度进行了计算,结果为16.463 3、18.688 7、16.463 7 m,相对误差分别为0.88%、3.42%、8.31%,表明该预测模型具有较高的精度。

综采工作面上覆岩层运动与破坏规律研究

以王楼煤矿11301综采工作面为研究对象,首先对顶板岩梁的运动步距进行理论计算,包括直接顶的初次垮落步距,老顶的初次来压步距以及岩梁的周期来压步距,然后通过对综采支架工作阻力和巷道围岩变形实测,确定了工作面顶板岩梁的运动步距,从而为综采工作面顶板管理提供了技术支持。

上覆火区影响下的综采工作面均压通风防灭火技术

通过分析苏海图煤矿031502综采工作面均压风量设计计算,得出可满足通风要求的风量取432m3/min;经过均压通风防灭火技术的实施、调试以及实施过程中应该注意的相关事项和对实施均压通风技术前后的效果进行了分析比较,结果表明:均压通风技术在治理采空区漏风方面效果是显著的,可以起到防灭火效果,确保了综采工作面的安全生产。

综采工作面上覆岩层运移破坏规律研究

根据火烧铺矿2632综采工作面概况,首先理论分析了该工作面来压步距,并采用UDEC2D数值模拟软件对2632综采工作面上覆岩层运移破坏规律进行了研究,主要研究了2632综采工作面塑性区分布、工作面超前支承压力分布规律以及不同基载比条件下基本顶破坏特征分析。研究为综采工作面支护设计提供了理论基础。

房柱采空区下工作面切眼巷积水区探测及煤柱应力研究

针对郭家湾煤矿51208综采工作面初采初放期间上覆4煤采空区积水和残留煤柱矿压等因素的影响,采取采前物探、钻探等工程手段,查清并疏放完成影响安全生产的上覆采空区积水;采取理论计算、FLAC^(3D)数值模拟、现场实测等方法,研究了51208综采工作面来压步距和应力分布规律。研究结果表明,通过提前物探、钻探等工程手段以及理论计算、数值模拟等分析论证,有效治理了影响综采工作面开采的残余煤柱矿压、采空区积水、煤层露头和裂隙发育等主要隐蔽致灾因素,为类似综采工作面安全回采积累了经验。

大采高综采工作面覆岩破坏机理及显压规律分析

为了探究大采高综采工作面覆岩破坏机理及矿井显压规律,以淮南矿区谢桥煤矿1242(3)工作面(5.1 m平均采高)为研究对象,采用数值模拟分析和现场实测等方法开展研究。通过对比分析,验证工作面不同推进距离条件下工作面覆岩破坏高度、破坏程度、预测支撑阻力、矿井来压位置及来压步距,定量地表示了大采高综采工作面覆岩破坏机理及矿井显压规律。研究结果表明,在工作面推进10 m、40 m及150m处分别有直接顶初次来压、基本顶初次来压和充分采动体现,且在向前推进至100 m前、100~150 m、超过150 m时,覆岩顶板破坏高度趋势分别为增加迅速、增加变缓、破坏程度基本不变,并推算最大支撑阻力不超过16000 kN/架,且要控制开采速度将矿压显现甩向采空区。工作面推进中,工作面煤壁前方始终存在应力集中现象,顶板和底板始终出现应力降低现象,当工作面推进90~100 m,具有顶板应力降低区域单峰状向双峰状及多峰状趋势发展,并预测了来压位置、来压步距及超前支承压力影响范围。现场实测数据与模拟来压位置、模拟来压步距及模拟液压支架阻力比较,模拟效果较为贴合。

综采工作面上覆岩层位移特征相似模拟

以淮南矿业集团谢桥矿1232(1)综采工作面为工程背景,采用相似模拟实验方法,研究了煤层开采过程中上覆岩层位移特征。结果表明:①随着综采工作面不断推进,垮落角基本保持不变,垮落带和断裂带高度逐渐增大,上覆岩层受采动影响不断增大。②上覆岩层垂直位移峰值基本位于采空区中部,向两端逐渐减小,上覆岩层垂直位移曲线基本上呈对称分布;随着综采工作面推进距离增大,垂直位移峰值不断增大;随着距煤层距离的增大,上覆岩层垂直位移不断减小。

综采工作面过上覆煤层孤岛煤柱的实践

以鲁西煤矿3下104综采工作面为例,介绍采用穿采煤柱降低应力集中程度,加强巷道支护和工作面顶板管理,确保综采工作面安全通过上覆煤层孤岛煤柱区。

相邻综采工作面采空区覆岩压力分布特征研究

工作面推采后,采空区压力要经历1个从增长到稳定的过程,在此期间,采空区压力大小分布及增长速率对工作面安全生产及周边巷道支护有着直接影响。为深入研究相邻采面推采后采空区覆岩压力分布特征,通过现场数据实测以及理论分析相结合的方法,对相邻综采工作面采空区覆岩压力分布特征进行研究,得到了采空区压力在走向及倾向方向上的分布规律。结果表明:采空区覆岩压力稳定后,采空区倾向覆岩压力呈“□”类抛物线型分布,具体表现为采空区中部>采空区下部>采空区上部;采空区走向覆岩压力变化分为压力值初始增长期、压力值缓慢上升期、压力值快速增长期、压力值逐步稳定期4个阶段。

厚煤层大采高综采工作面覆岩失稳破断规律及控制研究

在厚煤层大采高综采工作中,厚煤层开采工作会导致移动岩层垮塌,并且崩塌的面积比较广泛,加之厚煤层开采的空间比较广阔,所以在开采的工作过程中,开采面很容易出现各种破坏现象,比如支架损坏,支架不稳定断裂等现象。这种情况的发生,对于大采高综采工作面的开采工作安全会造成很大的隐患,所以对厚煤层大采高综采工作面破段覆岩失稳的结构和规律进行分析和研究,从而研究出控制煤层失稳破断的技术,这样可以给厚煤层大采高综采工作面的安全提供了很大的保障,同时还可以极大地提高生产效率和生产质量。本文就厚煤层大采高综采工作面覆岩失稳破断规律进行探讨,分析围岩和支架之间的关系,以及研究破段技术的控制效果等,在此基础上研究了关于如何开采厚煤层的技术和实践理论,从而可以为中国的厚煤层大采高综采工作面的安全性和高效性提供支持和保障。

深井大倾角综采工作面覆岩破坏特征研究

针对深井大倾角工作面覆岩破断和运移规律的复杂性,通过陈蛮庄矿大倾角工作面的实际数据,采用理论分析从走向和倾向分析了顶板运移形成的结构:走向形成砌体拱小结构,倾向形成砌体梁结构,总体形成砌体板结构。通过经验公式计算出三带高度,并运用微震监测系统,检验了经验公式计算的三带高度,并且进一步从工作面垂直、倾向和走向三个方面分析上覆岩层的破坏特征。

综采工作面探放上覆老空水技术研究与应用

晋煤集团晋圣鸿升煤业首采工作面主要面临上覆3号、9号煤层老空积水威胁。针对这一情况,在工作面回采前制定和实施一套综合防治水技术措施,实现物探和井下钻探相结合,提高了探放水成功率,成功疏放老空区积水,并进行防治水安全确认,达到了安全回采的目的。

综采放顶煤工作面覆岩冒裂带高度观测研究

文章结合“孤岛”综放开采的特点，论述了覆岩冒裂带高度的现场观测结果，分析了冒落带与导水裂隙带高度，并在此基础上分析了导水裂隙带的空间分布形态。