基于微震监测的浅埋8 m超大采高综采面末采阶段矿压显现规律研究

为了掌握浅埋超大采高综采面末采阶段矿压显现规律,以张家峁煤矿8 m超大采高综采面为研究背景,在工作面支架压力监测数据的基础上,引入微震监测技术手段,从微震事件数量和能量的角度对末采阶段矿压规律做出合理解释。得出如下结论:2203综采面末采最后90 m范围内共监测到微震事件66个,总能量1.75×10^(4)J,其中,中小能量事件合计占比达到92%。期间共来压5次,平均周期来压步距为19.5 m,来压持续距离2.9 m,动载系数1.46,周期来压具有来压步距短、持续时间长、局部动载矿压强烈的特点。来压期间微震的频次和能量明显高于未来压期间,微震频次和总能量的变化趋势呈现“M”形,表现为能量的“积聚-释放-积聚”的周期性变化,微震事件的周期性变化规律与工作面的周期来压保持一致。根据微震频次和能量的异常变化可对工作面的周期来压起到一定的预测作用。

胡家河煤矿综放工作面矿压显现规律预测及主控因素研究

现有工作面矿压显现规律预测方法中,基于数值模拟与统计回归的方法无法实现对工作面矿压显现规律的实时精准预测,深度学习方法存在超参数较多且难以设置、模型训练速度慢等问题。针对上述问题,以胡家河煤矿402102回采工作面采动过程中监测到的煤体内部应力变化时序数据为基础,将基于粒子群优化的门控循环单元(PSO-GRU)应用到回采工作面矿压显现规律预测中。采用PSO算法对GRU进行优化,构建PSO-GRU模型,实现对超参数的自动寻优,从而提高GRU的训练速度和预测精度。以预测结果为依据,采用层次分析法建立402102回采工作面矿压主控因素评价指标体系,将顶板条件、回采工艺、煤层赋存、地质构造确定为影响工作面矿压的一级指标,进一步细分出具有代表性的14个二级指标。测试结果表明:(1)与未经优化的GRU模型相比,PSO-GRU模型的均方误差(MSE)降低了83.9%,均方根误差(RMSE)降低了59.8%,平均绝对误差(MAE)降低了59.0%,决定系数R2提升了28.9%。(2)PSO-GRU模型对矿压数据预测的拟合度达0.980以上,具有良好的非线性拟合能力和泛化能力。(3)地质条件中的煤层赋存因素对回采工作面矿压的影响最大,权重为0.47;可人为干预的影响因素中工作面推进速度对矿压的影响最大,权重为0.13。

长壁膏体充填开采覆岩运移特征及矿压显现规律研究

以古城煤矿1123充填工作面为研究对象,运用地质雷达、多点位移计、微震监测等方法研究深井长壁膏体充填开采覆岩运移特征及矿压显现规律。结果表明:(1)工作面超前采动影响距离为33~37 m,进风巷煤柱侧超前采动影响距离增至50 m,回风巷断层影响区超前采动影响距离呈现增长趋势;(2)充填工作面微震事件分布呈非对称、低能量、纵向发育高度小、底板集中、顶板分散等特征,以小能量事件居多;(3)充填工作面顶板以变形下沉为主,未发生大范围的破坏,说明充填开采可降低上覆岩层的运移模式和强度;(4)充填工作面推进到165.6 m时,地表未发生明显的沉降现象,表明充填开采对地表沉降具有较好抑制作用。

布尔台矿综采工作面主运巷道矿压显现规律研究

针对神东矿区特大型矿井在较深开采深度下矿压显现规律研究不足的问题,以布尔台煤矿22209综采工作面为工程背景,研究较深埋深条件下高开采强度综采工作面主运巷道矿压显现规律,结果表明:巷道表面位移监测显示,主运巷道顶板、正帮、副帮均未发生明显变形,巷道围岩变形可控;煤壁钻孔应力监测显示,在距离煤壁45 m左右的位置开始进入超前应力影响区域,应力值增幅开始明显,在10 m左右位置应力增幅明显增大,煤壁可能会出现帮鼓、片帮,甚至存在炸帮的可能性,推测此段处于超前支承压力峰值区域,必须严格执行超前锚杆索防护;数值模拟分析,在锚杆与锚索支护方式下,主应力和剪切应力均不同程度缩小了范围,围岩的完整性得到提升,顶板塑性区块的数量下降,以拉伸破坏为主,巷道两帮塑性区范围变小,且以剪切破坏为主。

三交河煤矿沿空留巷矿压显现规律及门架回撤工艺研究

为掌握三交河煤矿10-2072巷沿空留巷期间巷道围岩活动的分布规律及空间特征,通过对工作面超前区域及留巷区域中矿压显现规律的监测分析,判断切顶留巷围岩的稳定状态,进而优化支护设计及确定门式支架回撤的工艺工序,为矿井沿空留巷技术的实践应用提供了数据支撑。

综放工作面矿压显现规律与采煤工艺优化研究

针对某矿经常出现支架移动、倾倒、难伸缩、设备翻倒等现象,采用数值模拟、现场实测以及相似模拟的方法对某矿大倾角工作面采煤工艺进行优化研究,通过分析某矿大倾角工作面的围岩与顶板运移、破坏以及应力规律,对某矿综放工作面进行矿压监测以及矿压显现规律研究,优化了某矿大倾角综放工作面的采煤工艺,保证了工作面安全,使某矿大倾角综放工作面生产更安全高效。

房柱式采空区下开采覆岩变形与矿压显现规律研究

为研究房柱式采空区下工作面开采覆岩变形破坏与矿压显现规律,以郭家湾煤矿51207工作面为研究背景,定义岩石本构模型为应变软化模型,采用FLAC3D对房柱式采空区下工作面覆岩竖向位移和塑性区以及液压支架的变形和工作阻力变化特征展开了数值模拟研究分析,得到了以下结果:51207工作面的开采虽然会导致工作面前方30 m范围的房柱式采空区煤柱发生较大的变形并出现不同程度上的屈服破坏,但不会出现整个煤柱都发生屈服的现象;房柱式采空区下51207工作面开采过程中液压支架的最大竖向位移不会超过274.1 mm,小于液压支架的有效支护行程,不会出现压架的风险;房柱式采空区下51207工作面开采初次来压步距约为40 m、周期来压步距为10~15 m。

高头窑煤矿综采矿压显现规律研究

随着煤炭开采强度的加大,矿井水害事故逐渐成为威胁矿井安全生产的主要因素,矿井水害事故的发生具有突发性、破坏性,危害程度大等特点。在我国北方煤炭开采区,水文地质条件复杂,水是影响煤炭资源安全生产的主要因素。为了进一步掌握高头窑井田综采工作面矿压显现规律,采用现场观测、理论分析与数值模拟相结合的方法,对高头窑井田工作面矿压显现规律进行了系统研究。通过对采场矿压规律的分析和总结,为煤矿安全生产提供了科学依据,对提高矿井采掘技术水平及煤矿安全生产具有重要意义。

浅埋厚硬顶板特厚煤层综放工作面矿压显现规律及控制技术研究

针对榆神矿区曹家滩煤矿浅埋厚硬顶板特厚煤层综放工作面矿压显现强烈、强动载来压现象频发的问题,对工作面强矿压显现规律进行了研究总结。研究得出:工作面周期来压步距平均18.4m,来压持续距离平均11.5m,动载系数平均1.45,来压主要影响35#—125#支架,具有来压动载强、来压持续时间长、来压区域性明显、周期性出现强矿压等特点,工作面平均每间隔135m出现一次大周期来压,大周期来压时一般出现连续性强来压,并伴随支架安全阀大范围长时间开启(安全阀开启比例50%以上)、支架活柱持续性快速下缩(支架最大下缩量超过2.0m)等现象。为减小坚硬顶板带来的强矿压威胁,采用井下定向水平长钻孔区域压裂技术对工作面坚硬顶板进行超前预裂。压裂后,工作面矿压显现强度明显减弱,未再发生顶板快速下沉的强矿压现象,顶板来压更加可控,支架工况得到明显改善,取得了良好的应用效果,对榆神矿区浅埋厚硬顶板工作面强矿压治理具有借鉴意义。

交叉巷道无煤柱开采矿压显现规律及控制对策研究

以棋盘井煤矿(东区)11101运输巷为工程背景,对中厚煤层交叉巷道留巷矿压显现规律进行研究。通过数值模拟方法得到了交叉巷道留巷过程中的应力分布特征,并针对性地提出了围岩支护方案和矿压监测方案。结果表明:随着工作面回采,巷道交叉口处11101排水巷两侧应力集中的峰值差异越来越大,最后表现为巷道左侧的应力集中峰值大于右侧的应力集中峰值。巷道交叉口处顶板相较于其两侧,处于一种“弱稳定”状态,易受到工作面采动压力的影响。经过现场验证,巷道交叉口处的补强支护措施合理,达到了预期的要求。

大采高综采面矿压显现规律分析探讨

通过对某煤矿大采高综采工作面支架工作阻力的监测分析,进行了工作面矿压显现规律分析,并结合实测结果和数值模拟技术,分析了回采巷道变形、上下顺槽支承应力分布规律。结果表明,综采工作面回采会造成上覆岩层破坏规律、煤巷变形规律及工作面承压分布规律等的较大变化,进而影响支架选型、顶底板及巷道维护;该煤矿大采高综采工作面矿压显现不剧烈,工作面支架设置合理。对综采工作面矿压显现规律的分析探讨,可为煤矿安全高效生产提供基础保证。

大面长工作面初采期矿压显现规律研究——以袁店一井煤矿为例

为了减少遗留煤柱煤炭资源的损失,工作面面长的增加不仅解决了遗留煤柱多的问题,更减少了采煤作业工作面搬家倒面的次数,因而提高了煤炭开采率,减少成本投入.以安徽省淮北市濉溪县五沟镇袁店一井煤矿为工程为例,通过现场观测和理论计算,研究了3221工作面初采期间的矿压显现规律.研究成果可为工程背景相近的矿井提供借鉴与参考,确保矿井安全高效的生产.

万利一矿42303大采高工作面矿压显现规律研究

以万利一矿42303工作面为背景,运用UDEC数值模拟和现场实测的方法,研究了42303工作面开采过程中矿压显现规律,研究结果表明:42303工作面直接顶初次垮落步距为40 m,基本顶初次来压步距为60 m,周期来压步距平均为20 m,超前支承压力峰值范围为煤壁前方20~30 m,工作面周期来压的分布具有不均衡性、不同步性。数值模拟和现场实测得出的结论基本一致,为类似条件大采高工作面安全高效回采提供参考。

类孤岛工作面强矿压区域显现规律及支架适应性

针对类孤岛工作面强矿压区域显现规律以及工作面支架适应性的不确定性问题,以黄陵二号煤矿209类孤岛工作面为研究背景,基于工作面矿压大数据实测,探究了黄陵二号煤矿209类孤岛工作面不同开采阶段周期来压步距、动载系数等矿压显现规律,分析了支架工作阻力、初撑力、安全阀开启率等支架运行特征与工况,并评价支架适应性。结果表明,监测期间强矿压区域周期来压步距平均27 m,动载系数平均1.10~1.21,工作面支架初撑力达标率平均69.92%,实际平均初撑力26.04 MPa,表明工作面支架初撑力整体状态较好,可实现对顶板的有效支护。支架工作阻力9 000 kN以上占比平均29.8%,10 000 k N以上占比平均8.1%,工作阻力频率分布不合理,支架长时间高负荷状态,影响支架使用寿命。支架安全阀循环开启率平均13.26%,工作面在强矿压区域时安全阀开启率偏高,支架富余系数低。

切顶成巷切缝高度优化及矿压显现规律研究

本文以山东某矿为工程背景,综合利用理论分析、数值模拟、现场实践等方法,辅以切顶成巷矿压数据动态监测系统为观测手段,研究基于切顶成巷技术条件下的矿压显现规律。研究结果表明:通过应用FLAC3D数值模拟软件,确定本工作条件下最佳切缝高度为8 m,相对于沿空留巷巷道,切顶成巷巷道围岩基本处于一个较低的应力环境中,说明在顶板实施切顶技术后形成的切缝面有效阻断了应力的传播路径,并且切顶成巷巷帮两侧煤体内的垂直应力峰值有所降低,说明起到了卸压的效果。对比沿空留巷巷道垂直应力峰值位置,位于切缝侧的成巷巷道垂直应力峰值位置向更深部进行了转移,工作面直接顶初次来压步距综合约为16 m。

石圪台煤矿过断层矿压显现规律研究

以石圪台煤矿31202工作面挑顶过F306078断层为工程背景,采用数值模拟和现场实践的方法对该工作面过断层前中后的矿压显现规律进行研究。数值模拟结果显示,工作面越靠近断层,断层上半部分被动发生变形导致应力集中程度明显增大;支架循环末阻力云图显示,工作面越靠近断层,液压支架微震事件数量逐渐增多,总能量值也随之增加,但周期来压步距逐渐减小。

小屯煤矿6_(中)煤回采工作面矿压显现规律的研究与分析

贵州大方煤业有限公司小屯煤矿在6_(中)煤工作面回采期间,研究分析16_(中)04工作面矿压显现规律、分析支架运行特征与工况和评价支架适应性,检验支架参数选择是否安全合理,总结分析6_(中)煤矿压显现规律及支架选型实践数据积累,为矿井回采顶板安全控制提供基础数据。

厚松散层弱胶结砂岩顶板工作面矿压监测方案及显现规律研究

采煤工作面顶板矿压研究是保障安全生产的重要措施之一。通过对顶板极具特点的张双楼煤矿9201工作面顶板矿压监测方案及显现规律进行研究表明,9201工作面溜子道上方煤柱应力普遍低于材料道。该工作面开采时,上覆岩层受7煤开采后影响更容易断裂、垮落,断裂时无法积聚大量的弹性能,在一定程度上减弱了9煤开采时的冲击危险性,该成果对9201工作面的安全生产有指导意义。

8112工作面矿压显现规律与综采工艺研究

针对地煤大同有限公司8112工作面煤层厚度大,采用综采放顶煤工艺效率低,且瓦斯防控措施复杂的问题,进行了大采高工艺研究。采用软件模拟不同采高下工作面应力分布特点,确定8112工作面采高6.5m,配合该采高对液压支架和采煤机等核心工艺设备完成选型,并通过工作面支架阻力、超前及侧向支承压力以及超前巷道变形量监测,验证了6.5m大采高综采工艺的实施效果。

煤炭采矿深部矿压显现规律分析及控制探讨

煤矿开采有一个安全深度,超过了这个深度标准再进行开采会面临极大的作业风险。岩石的升温、地下的压力等都威胁着煤炭采矿深部作业环境的安全,其中矿压是极为不稳定的一个影响因素,因而矿压显现规律成为当前煤矿深部开采中的焦点话题。研究人员以某煤矿开采项目为例,分析矿压的显现规律,探究来压强度、矿压控制等因素,做好相应的应对策略,为保证井下安全作业打下了坚实的基础。