基于等压开采的大采高综采工作面过空巷防冒顶技术

针对神东矿区浅埋煤层大采高综采工作面过空巷过程中发生的冒顶和压架事故等问题,采取支护强度计算和现场矿压显现分析等手段,总结提出了等压开采技术,详细阐述了等压开采技术的定义、顶板活动规律、机理以及等压距离的确定,并在哈拉沟煤矿02209综采工作面过空巷进行了现场应用,结果表明,采用该技术可以有效防止大采高综采工作面过空巷期间发生漏矸、冒顶、压架事故。

察哈素煤矿综采面末采段等压开采技术研究

为研究察哈素煤矿综采工作面在末采阶段矿压显现规律、保障设备快速回撤,现以该矿3101首采面末采阶段开采实践为工程背景,采用理论分析和现场实测的方法,结合循环增阻速度判据和末阻力来压判据分析工作面来压特征,确定合理等压位置和推进计划。结果表明：3101工作面正常开采时周期来压步距为18.6m,来压持续长度4-6m。利用停采等压技术可有效控制来压位置,减小来压步距;合理留设等压位置,可保证挂网和贯通回撤阶段顶板压力显现较缓和;采用循环增阻速度和末阻力来压判据相结合的方法能更加有效地分析工作面来压特征。

神东矿区综采工作面过同层位空巷强矿压显现机理及控制方法

神东矿区各矿井在回采过程中由于工作面布置方式调整,工作面前方常会出现以往工作面空巷。为避免工作面过空巷期间发生顶板事故,总结了神东矿区多个工作面和空巷赋存条件、过空巷处理方法与矿压控制效果,分析了工作面过空巷期间顶板超前断裂失稳机理。综合考虑空巷、泵送支柱、煤柱与支架对顶板的不同支撑作用,采用数值模拟研究了不同煤柱尺寸、周期来压破断位置、空巷跨度与泵送支柱强度条件下,工作面过空巷期间顶板下沉和弯曲拉应力分布情况,结果表明:随着空巷与工作面斜角度从90°垂直减小至0°平行,空巷对工作面影响的推进长度减小,但过空巷期间工作面矿压显现范围增大,强度更加剧烈。工作面过空巷期间矿压显现强度主要受煤柱尺寸、过空巷前上一次顶板断裂位置、空巷跨度和空巷支护情况等因素的控制。随着工作面靠近空巷,煤柱必然逐渐失稳,且大多数空巷在工作面开采前已经存在,其跨度难以改变。神东矿区通过加强巷道顶板支护和通过等压调整顶板周期破断位置以实现工作面过空巷期间的矿压控制。随着泵送支柱峰值强度和弹性模量的增大,对空巷顶板的控制效果明显,但在顶板悬露过长时可能发生失稳破坏并失去承载能力。当顶板周期断裂位置分别位于过空巷前后,过空巷期间顶板能够承担主要上覆载荷,采场矿压得到有效控制;反之,顶板将在过空巷期间发生超前断裂,导致发生冒顶和压架事故。最后以神东矿区哈拉沟煤矿综采工作面过空巷为例,分析了泵送支柱和等压开采在工作面过空巷期间的矿压控制效果,为神东矿区乃至其他矿区工作面过空巷期间矿压控制提供借鉴。

综采工作面末采巨厚层坚硬顶板控制技术

根据神东矿区石圪台煤矿31煤三盘区综采面末采贯通上覆超厚层单一坚硬顶板矿压显现强烈现象,提出了综采面末采贯通采用主辅通道双巷回撤工艺时的顶板控制技术。以石圪台煤矿31305综采工作面为工程实例,研究了综采面在末采贯通前对顶板进行高压水力压裂超前弱化治理,采取了增强主回撤通道支护及贯通前停采等压、控制推采速度等措施,实践表明:采取上述措施后,可以有效缩短顶板来压步距,降低来压强度,使工作面贯通和设备回撤期间处在顶板无压阶段。确保了31305工作面的优质贯通,安全回撤,能够有效防止工作面末采压架事故的发生,实现矿井安全回采。

工作面垂直过腰巷冒顶机理及防治措施研究

为研究8421工作面垂直过腰巷时的片帮冒顶机理,运用弹性力学理论进行分析,建立了腰巷围岩力学模型,计算得出在腰巷任意半径处的应力公式,分析得出随着工作面与腰巷距离的缩小,腰巷围岩受切向应力逐渐增大,极易因塑性变形发生煤壁片帮冒顶事故。结合理论与工作面的实际情况,采取了一系列片帮冒顶防治技术措施,保证工作面顺利过腰巷。