无煤柱开采巷旁充填体力学环境及适应性研究

通过对无煤柱沿空留巷采场覆岩运动和岩层破断规律进行分析研究,得到随着采场工作面的推进,老顶岩梁裂断形成的砌体岩块相互铰接形成“类拱”结构,并提出了无煤柱开采围岩控制对象主要为在“类拱”结构内对采场侧向支承压力有明显影响的岩梁,对其采用“给定变形”的控制思路;建立了由采场沿空巷道实体煤帮、巷旁充填体和采空区矸石共同承载无煤柱沿空巷道围岩结构力学模型。以赵官煤矿1706东工作面为工程研究对象,进行了巷旁充填体工作阻力和协调变形理论计算,根据计算结果,采用正交试验法对巷旁充填材料进行配比研究,并进行了充填体力学特性实验分析,得到适应无煤柱采场沿空巷道变形、具有良好承载性能的新型巷旁充填体。现场实测结果表明,新型巷旁充填体能够达到无煤柱开采围岩控制的预期效果,为煤矿安全绿色开采提供了新途径。

近距离煤层群下煤层开采顶板结构分析及支护强度确定

里彦煤矿16上煤和17#煤为近距离薄煤层群,在16上煤的采动影响下,17#煤顶板的应力环境和顶板结构发生变化。为了解决17#煤的顶板支护问题,采用数值模拟和理论计算分析了17#煤的顶板运动规律,得出了17#煤的回采工作面结构由梁结构变为了"类拱结构"。利用霍克-布朗强度准则和位态方程,得到了基本顶岩层被破坏后的抗拉强度及初次来压和周期来压时支架的合理支护强度。在确定了支架的工作阻力的基础上进行了支架选型,选用ZY3200/07/13型支架可以很好的满足17304工作面顶板控制的要求。