深井极近距煤层群工作面布置方案数值模拟研究

为研究深井极近距煤层群工作面合理布置方案,基于FLAC^(3D)数值模拟软件,对深井极近距煤层群相邻工作面等距内错、等距外错、不等距内错5种方案下的扰动应力场分布及围岩破坏特征进行深入研究。研究表明:上层工作面开采后,垂直应力呈现轴对称分布,最大垂直应力点位于工作面超前煤壁区和切眼之后煤柱区,超前支承压力影响区为工作面前方12 m,峰值达到53.577 MPa;下层工作面布置时应将巷道布置于上层煤采动后的应力降低区,同时考虑煤炭回收率,采用进风巷内错30 m、运输巷内错10 m的方式来布置巷道;潘二矿采用模拟最优方案进行了现场施工,实现了安全回采,并且对比等距内错方案,提高了采出率。研究成果可为煤层群工作面布置及安全开采提供参考依据。

极近距煤层下位煤层巷道围岩控制原理及应用

为了解决极近距煤层巷道支护技术难题,分析巷道围岩特征及变形规律,总结已有支护形式,提出围岩控制原理。概括为:①利用高强度锚杆施加的高预应力,把巷道开挖初期形成的叠合梁顶板转变成组合梁顶板,显著降低煤岩层顶板的挠度和应力,提高顶板浅部煤岩层的强度,增强其承载能力;②采用短锚索提供高预紧力,串联顶板深浅部煤岩层,增大组合梁的厚度和强度,再降低煤岩层顶板的挠度和应力,提高顶板整体结构的稳定性;③选用高强度锚杆加强两帮支护,控制煤帮变形和破坏,确保巷道整体稳定。据此提出水峪矿5116面运输巷支护设计,巷道围岩变形得到显著控制。

由覆岩空间结构研究极近距煤层开采技术

通过相似模拟材料试验和数值模拟,揭示了极近距煤层开采过程有采场覆岩"板-壳"大空间结构形成和"铰接岩板半拱"小空间结构形成两个过程。"板-壳"大空间结构形成后,结构的内部——内应力场数量级不大,在内应力场范围内布置巷道及割煤,目前的支护机械及技术是可行的。在理论分析基础上解决极近距煤层松软顶、底板条件下煤层的开采,提出了采场顶、底板控制的7项措施。

极近距煤层下行开采覆岩结构及矿压显现规律研究

采用钻孔窥视、数值模拟和现场监测等手段,对极近距煤层下行开采覆岩结构及矿压显现规律进行研究。结果表明:虽然开采上煤层底板破坏深度远大于层间岩层厚度,但是开采间隔时间使其压力愈合,恢复完整结构;上煤层开采会使应力向采空区四周转移,在其下部形成卸压区,对下煤层开采起保护层作用;下煤层开采过程中,液压支架工作阻力无剧烈变化,可认为无周期来压。

极近距煤层巷道重叠布置支护技术研究

针对杜儿坪矿南九采区极近距煤层特点,分析了下位煤层巷道布置形式,从节约煤炭资源和简化回采运输环节考虑,提出南九采区下位煤层巷道采用重叠布置。基于重叠巷道受力特点,提出巷道支护形式和参数,井下应用表明:顶板最大位移70mm,两帮最大移近90mm,巷道围岩变形得到有效控制,取得了显著的技术和经济效益。

极近距煤层采煤工艺及可靠性分析

在分析我国煤层特点和极近距煤层判定标准的基础上,针对极近距煤层的开采提出了相应的采煤工艺。并以某煤矿8243和8245工作面为研究对象,其中以8243工作面为例分析影响工作面可靠性的主要因素,以8245工作面为例分析采用改进采煤工艺后工作面的可靠性提升效果,并为提升8245工作面可靠性提供依据。

极近距煤层开采工艺研究

在极近距煤层开采过程中,由于特殊的地质条件,在开采过程中容易出现开采困难等问题。当工作面煤质比较坚硬、空间狭小时,采煤机割煤困难,严重降低了生产效率。因此,需要进一步提高极近距煤层的开采工艺水平,总结极近距煤层的特点,针对生产困难环节改进防护措施,提高各个生产环节的可靠性,从而提升开采效率。

不同采煤工艺在极近距煤层中的联合应用

针对极近距煤层采用不同采煤工艺时容易出现相邻煤层工作面液压支架压爆以及煤壁片帮的事故,以9#煤层和10#煤层为研究载体,在分析其当前错距下开采现状的情况下,根据错距确定原则和相关计算理论分析的基础,得出适合9#煤层和10#煤层采用不同采煤工艺时的最小错距为30 m。经实践表明,当错距为30 m时,相邻两个工作面的液压支架未出现压爆现象,煤壁也未出现片帮现象。

极近距煤层采煤工艺及可靠性研究

受地质条件因素影响,在极近距煤层开采过程中,开采难度大,容易受到不确定因素的影响,包括煤质坚硬、空间狭小,加剧了极近距煤层开采、生产效率,基于此,本文就极近距煤层采煤工艺展开研究,并分析分析极近距煤层采煤工艺可行性,旨在不断提升极近距煤层开采工艺水平,保证开采效率。

极近距煤层联采覆岩结构演化规律研究

不同的地质构造决定了煤层赋存情况各异,为有效提高煤炭资源采出率,使煤炭资源得到最充分的回收,通过对某矿极近距煤层(即8#、9#煤层)上覆岩结构、顶板垮落特征进行综合分析,并运用数值模拟的方法对围岩垂直应力分布情况进行说明,研究了其联采覆岩结构演化规律,主要得出,初采时9#煤层长壁工作面在8#煤层刀柱采空区下时,上覆顶板结构没有变化;工作面推进至8#煤层工作面煤柱边缘时,上方煤柱失稳破坏,失稳煤柱承受载荷会向前后临近两个煤柱转移,导致临近两个煤柱随动失稳,临近两个煤柱之外的煤柱稳定。

极近距煤层群重复采动覆岩破坏规律相似模拟试验研究

针对近距离煤层群下行开采时重复采动引起的覆岩冲击性破断问题以及再生破碎顶板条件下工作面安全开采问题,以潘二矿11221,11223工作面为研究背景,通过物理相似模拟试验,对极近距煤层群重复采动覆岩破坏及裂隙发育规律进行了研究。结果表明,1煤工作面覆岩垮落带平均高度22 m,裂隙最大发育高度85 m,“两带”发育高度相当于采高的24.2倍;受3煤、1煤工作面联合采动影响,裂隙带相对向上发育增加15 m,覆岩采动充分垮落角基本对称,顶板破坏范围增大;随着工作面推进,煤层群顶板均经历垮落、裂隙发育、采空区冒矸被压实的演变过程,14 m厚的粗砂岩层作为关键层抑制裂隙向上发育,在回采结束后其下方产生较大离层;3煤顶板覆岩垮落形态近似呈非对称“Π”型,相对于3煤,1煤采完后,工作面呈现出“两大一小”的特征;“两带”高度发育大,垮落带和裂隙带的高度分别增加了46%、21%,顶板下沉量大,顶板垮落步距小,初次垮落步距和周期垮落步距明显减小,来压较为缓和。研究结果可为煤层群开采的围岩控制提供参考。

极近距煤层矿压显现强度的间距影响规律研究

为分析浅埋近距煤层下工作面在通过上层采空区和遗留煤柱时矿压显现机理,合理确定支架支护阻力,对浅埋深、近距条件下煤层开采矿压显现强度变化规律与工作面支架阻力确定问题进行了探讨。结果表明:随着层间距的增大,支架阻力逐渐减小;当层间距小于15 m时,层间距变化对该工作面矿压显现变化影响较大;当层间距大于15 m时,层间距变化对该工作面的矿压显现变化影响较小。在采空区、煤柱与实体煤层下矿压显现呈现不同规律:采空区下来压步距9.8 m,最大工作阻力10 920 k N,动载系数1.3;煤柱下来压步距10.8 m,最大工作阻力11 065 k N,动载系数1.35;实体煤下来压步距12.2 m,最大工作阻力10 742 k N,动载系数1.39。

极近距离煤层刀柱采空区下走向长壁开采的探讨

通过对 4 0 4 1工作面顶板压力观测及老顶岩梁运动的分析 ,对在极近距离煤层刀柱采空区下进行长壁回采的工作面支承压力显现和顶板活动规律进行了探讨 ,总结了刀柱采空区下长壁工作面的开采经验。

极近距下部煤层采煤工艺特点及措施研究

我国矿山在极近距煤层开采过程中,由于工作面移动支撑压力较小,煤壁完整性较好,造成采煤机切割困难,大大降低了工作面生产系统可靠性,制约着矿井的经济效益及回采率的提高。分析极近距煤层的概念,探讨了极近距下部煤层采煤工艺特点及措施。

极近距下部煤层采煤工艺特点及措施研究

由于自然运动作用的影响,很多煤矿的煤层分布都呈现出各种各样,形态不一的分布方式,这些不同的煤层分布给煤矿的开采带来了很大的困难。其中极近距煤层就是这样一种较为特殊的煤层分布形态。在我国的很多煤矿中都有这种煤层分布方式的存在。如何在不影响彼此开采作业的条件下保证生产的作业效率就成为了业界技术人员研究的重点问题。本文中主要针对了极近距煤层中下部煤层的开采技术特点以及相应的技术措施进行了研究。文章首先概述了极近距煤层的定义,继而以某矿区为例,来探讨了极近距下部煤层采煤的技术措施。

极近距离不稳定煤层联合开采护巷煤柱宽度的探讨

运用理论计算和FLAC数值模拟的方法,对极近距离不稳定煤层联合开采护巷煤柱宽度进行了分析,根据采煤工作面侧向支承压力分布规律和经验公式,得出护巷煤柱的宽度必须大于14 m才能避免侧向支承压力峰值的影响的结论。由数值模拟得出,掘进对煤柱的应力分布影响相对较小,而采动对煤柱的应力分布影响较大。不同埋深的煤柱应力分布大小不同,埋藏越深煤柱应力越大;采掘对不同宽度煤柱的应力分布影响不同,煤柱越小,应力集中越大,煤柱越不稳定;而煤柱越大,应力叠加越不明显,煤柱越稳定。综合考虑各种因素,刘东煤矿西三采区护巷煤柱的宽度确定为15 m。

极近距厚煤层冲击地压防治数值模拟研究

对于极近距厚煤层开采,易诱发冲击地压。本文以岳城煤矿3号煤层为工程背景,提出"区段窄煤柱护巷+工作面错位布置"在巨厚坚硬岩层下极近距厚煤层冲击地压防范技术。通过数值模拟验证了区段窄煤柱护巷避免了在上煤层遗留煤柱和采动覆岩内产生高应力集中区,工作面错位布置既减小了巷道围岩压力,又减小了下煤层开采的冲击危险性。

影响综采工作面采煤效率的因素分析及改进

以极近距煤层为研究对象,分析影响其工作面采煤效率的关键因素,并对影响因素进行改进后验证其效果.具体研究载体为某矿的两个工作面,其中以8243工作面为例分析影响工作面可靠性的主要因素,以8245工作面为例分析采用改进采煤工艺后工作面的可靠性提升效果,并为提升8245工作面可靠性提供依据.