掘进工作面冒顶防治技术研究

在煤矿工作面掘进过程中,冒顶对安全生产危险巨大,为此,需要对冒顶进行综合防治。首先分析了掘进工作面发生冒顶的原因,主要有靠近地质构造区域、空顶距过大、掘进速度过快和支护不合理等;然后分析了防治冒顶的技术,主要有加强地质探测、加强顶板支护、控制掘进速度和选择合适的掘进方式等。可以为煤矿的安全掘进提供一定的参考。

巷道掘进横穿小断层构造带顶板支护优化研究

本文以曹家滩煤矿20322工作面掘巷工序为工程研究背景,通过现场调研监测了巷道横穿小断层地质构造带时发生冒顶来压事故前后的顶板变形破坏规律,并在此基础上通过数值仿真的方法研究了顶板强度值和刚度值对于顶板垮冒的影响特征。通过采取3根锚索和钢筋组合圈梁支护系统来对顶板进行控制,并对顶板内两侧锚索角度进行调整,通过桁架连接器构成锚索桁架系统来提升顶板内煤岩体的强度值和刚度值。结合现场实际地质条件,通过理论计算确定了顶板优化后的支护方案,现场应用后巷道掘进过小断层构造带期间顶板整体性较好且下沉变形控制效果显著。该技术为后续工作面安全高效回采奠定了基础。

综合注浆技术在复合顶板工作面顶板加固中的应用

复合顶板综采工作面受采动压力、顶板破碎、稳定性差以及松软等因素影响,容易出现冒顶、顶板离层等问题,不仅制约采面生产而且存在较大安全隐患。以30902综采工作面回采为工程实例,提出采用浅孔+深孔+两注浆材料对复合顶板进行加固,浅孔采用化学浆液实现浅部岩体裂隙封堵及加固,提高回采巷道围岩稳定性并为后续深孔注浆创造良好条件;深孔采用水泥基材料,充分发挥材料价格低优势实现顶板大范围加固。根据采面现场情况,对注浆钻孔布置方案进行设计,现场应用后,采面在复合顶板注浆加固区内回采时,液压支架平稳运行、矿压显现正常,顶板离层量大、漏顶等问题得以有效解决,采面可保持正常回采速度安全推进。

煤矿掘进工作面常见冒顶事故的原因及防治措施

煤矿实际采掘过程中,在各种因素的影响下,很容易发生安全事故,给煤矿企业带来经济损失。其中,冒顶事故是煤矿中比较常见的事故,不仅威胁着施工人员的人身安全,还降低了煤矿的生产质量和效率。主要介绍了掘进工作面冒顶机理、类型及事故发生的可能原因,并且研究了冒顶事故发生征兆及规律。根据实际情况提出了科学合理的防治措施,从而保证掘进工作面的安全。

深部开采工作面顶板事故发生机理及控制技术探讨

随着煤炭资源不断开采与利用,国内大部分煤矿已经进入到深部开采阶段,深部高地应力、岩性条件、断层活化等造成了采场顶板事故频发,严重威胁井下人员生命安全。保证采场围岩稳定性,是矿井安全、高效回采的前提。但深部采场顶板冒落机理复杂,影响因素多,若缺乏对其冒落机理与控顶技术的掌握,会对工作面回采带来严重危害。基于此,通过介绍深部采场顶板事故的相关情况,分析采场顶板事故发生机理和影响采场顶板事故的主要因素,阐述深部采场冒顶前出现的预兆,并针对事故发生的实际情况,提出了治理采场顶板事故的应对措施。

注浆治理5.5 m大采高综采面破碎带技术工艺创新研究

针对上社煤炭5.5 m厚煤层一次采全高综采面揭露断层后出现不同特征的冒落空洞和片帮范围,分区域采用不同性能指标的注浆材料进行综合注浆治理,针对揭露煤层厚、采高大(≥5.5 m)、易片帮冒顶等特殊地质条件,对注浆压力等参数进行动态优化以适应大采高煤壁的特殊性,调整注浆顺序等技术参数,控制综采面灾害的延伸范围。应用结果表明,工作面煤壁完整性增强,松散煤岩体固结密实,支架顶梁快速构建了再生胶结假顶支撑层,增强了顶板再次冒落对工作面支架的破坏性冲击,为采煤机滚筒切割之后的及时移架支护作业创造安全的作业环境。该工艺推广应用前景广阔,经济效益和社会效益明显。

大采高综采面顶煤合理高度的分析研究

以某大采高工作面为对象,采煤方法选择走向长壁后退式综合机械化,模拟不同采高顶煤的应力和位移分布规律:当割煤高度是5~5.5 m时,冒顶片帮较严重,当割煤高度<4.5 m或>5.5 m时,降低冒顶片帮;当割煤高度是3.5 m时,显著降低冒顶片帮出现的概率。因此,当割煤高度是3.5 m时,顶煤稳定性好,且综采面塑性区最大范围达到4 m,即顶煤达到塑性区但是无破坏,不仅能够提高煤炭回收率,且降低综采面冒顶片帮事故发生的概率。

基于BOTDR的矿井冒顶坍塌事故全方位监测

为了实现对矿井巷道及顶板的全方位实时应力监测,解决煤矿的冒顶、坍塌问题,采用理论分析和试验的方法,利用自发布里渊背向散射的分布式光纤应力传感技术可持续监测应力变化的特性,设计网格状结构的分布式光纤传感器网络,并与高速数据采集电路结合起来.研究结果表明:采用模糊控制理论来提高监测外界应力变化的精度及准确度,预测直接顶失稳及巷道围岩形变等导致的煤矿地质灾害的发生.研究结论突破了传统的单点式测量,为矿井的施工安全提供了更有利的保证.

大采高综采工作面片帮加剧机理分析及防治措施

片帮冒顶制约了大采高综采工作面安全高效开采,因此对大采高综采工作面片帮加剧机理进行分析,发现影响工作面片帮的因素有采高、内摩擦角等,运用数值模拟的方法研究了不同采高下的煤壁片帮条件及临界护帮长度,并结合神东矿区的煤层条件,提出提高支架前端的护帮力、支架初撑力和前端支顶力,增加护帮的长度等控制大采高综采工作面片帮的6种措施。

基于AHP-云模型的巷道冒顶风险评价

为了解巷道冒顶的主要因素,并对其冒顶风险等级进行评价,提出了基于AHP-云模型的评价方法。云模型可同时反映数据的定性和定量、模糊性和随机性、不确定性特征,而不用将几种处理不同特征数据的算法结合。给出了五个与巷道冒顶直接相关的指标,并对这些指标划分了四个级别的风险等级。云模型可得到各指标对于四个风险等级的隶属度,而AHP可提供各指标的权重,通过综合评价方法和最大隶属原则得到巷道冒顶风险等级。最后列举了某矿的四个巷道作为分析样本,得到了各巷道冒顶风险等级,说明了AHP-云模型算法的优点及应用价值。

基于云化ANP的巷道冒顶影响因素重要性研究

为了解巷道冒顶事故影响因素之间的关系及导致事故发生的重要性排序,根据专家评判语言的特点及各因素之间存在的语义网络联系性,提出了将云模型嵌入ANP(网络分析)来解决上述问题,即云化ANP模型。该模型既有云模型处理不确定信息的能力,也具有ANP处理网状因素系统的能力,尤其适合处理冒顶这类具有不确定性数据的分析问题。给出了云化ANP的构建过程和分析步骤。结合专家调查所得数据分析了影响冒顶因素的重要性排序,所举实例分析的因素重要性排序为:稳定岩层距巷道顶板表面的距离u1>地下水渗水量u4>巷道的跨度u2>稳定岩层厚度u5>顶板岩石的抗压强度u3。最后将云化ANP算法应用于类似算法所处理的例子,通过这些例子的结果分析了云化ANP算法的正确性。

新兴煤矿采空积水区下采煤的防水煤岩柱设计

在采空积水区下采煤的防水煤岩柱设计关系到矿井的安全生产和资源开发的合理性,需要在一定的理论指导下完成。文章以新兴煤矿的延深设计为例,通过分析覆岩破坏规律,分别计算冒落带、裂隙带的最大高度和保护层高度,最终确定以+150^+180 m水平之间煤岩柱作为防水煤岩柱,并采取必要的开采技术措施,为±0m水平的安全开采提供了可靠的科学依据。

近距离采空区下综采工作面端面冒顶分析及其防治

针对东曲煤矿4#煤层开采位于2#煤层近距离采空区下进行这一开采实际问题,采用理论分析和现场实践相结合的方式,分析了14214工作面端面冒顶形式及其稳定性控制技术。研究结果表明,当两煤层层间距小于4.75m时,4#煤层工作面端面冒顶以拱轴上移冒落为主;当两煤层层间距大于4.75m时,4#煤层工作面端面冒顶以剪切滑移型冒落为主;影响工作面端面顶板稳定性的主要影响因素为直接顶板的赋存状态以及支架的工作状态两方面因素。根据研究结果提出了相应的防治措施,取得了良好的应用效果。

特大采高综采工作面机尾冒顶治理技术

为了防治大柳塔煤矿52303大采高综采工作面机尾冒顶事故,采用理论分析、现场实测等方法分析了矿压显现异常、二次采动影响、推进速度慢、现场管理人员经验不足、过渡支架梁端距过大是52303工作面冒顶的主要原因,在此基础上提出采用马丽散材料加固煤壁及顶板、工作面冒顶较高区域充填罗克休材料、加强联络巷附近巷道支护等技术措施。现场应用结果表明:该措施及时改变围岩的松散结构,有效地防止了煤壁片帮和顶板冒落,提高煤岩体的整体强度,工作面推进过程中均未出现显著的冒顶、片帮事故,工作面顶板漏矸问题也得到了有效控制。

大倾角综采工作面过背斜方法的研究

为了解决川煤广旺集团唐家河煤矿1813综采工作面在过背斜时出现的大量冒顶与片帮,采用FLAC^(3D)软件对1813工作面的过背斜方法进行了模拟,分析了在不同开采方法下的塑性区的变化,工作面支架的受力范围以及顶底板的相对移近量,比较两种过背斜开采方法的优劣。结果表明,对于倾斜煤层综采过背斜来说,在条件允许的情况下,应该更多地采用控底留顶直线的开采方法或缓曲线开采方法,能较好地控制煤壁及顶底板矿压显现,保证生产的安全。此外,给出了工作面不同部位治理冒顶与片帮的对应方法:上部应采用化学剂加固煤壁,中部宜采用控底留顶,下部应采区二次支护,假顶过渡方法。

大采高大坡度仰采工作面冒顶原因及防治

针对松软煤层破碎顶板大采高大坡度仰采工作面在初采期间发生的局部严重冒顶事故,分析了事故发生的原因,并根据片帮冒顶的不同程度分区域采取了治理措施。摸索出了"钢梁+板梁+木垛"封顶、双向快速出矸以及工作面调斜、降低冒顶区支架高度等一系列技术措施。在矸石围护以及调斜推进过程中贴帮单体柱和护帮单体柱的合理利用发挥了重要的作用。

利用层次分析法对煤矿冒顶因素的研究

利用层次分析法对煤矿冒顶因素进行了分析,为控制冒顶事故提供了可靠的理论依据,对实现煤矿安全生产,提高经济效益和社会效益具有重要的现实意义。

上提综采面破碎顶板片帮冒顶分析与控制技术研究

片帮冒顶是制约综采工作面安全高效开采的主要因素之一。为了控制上提综采面片帮冒顶,研究了工作面片帮冒顶的机理,分析了煤壁片帮、冒顶的主要因素,包括地质构造影响、顶板破碎、邻近工作面采动影响、矿压因素等;运用FLAC3D软件,通过数值方法,分析了邻近工作面开采对上提面的影响,结果表明,由于受邻近面采动影响,工作面发生片帮冒顶的几率较大。在以上研究的基础上,提出了采用注射马丽散加固煤帮控制片帮冒顶方案。方案实施后,有效地控制了端面冒顶和大面积片帮,使该工作面转向正规循环作业。

较坚硬火成岩老顶损伤垮落步距的计算预测

结合淮北矿务局杨庄煤矿Ⅲ532综采工作面坚硬难放火成岩顶板特征,分析计算了不同荷载下损伤前后老顶初次垮落步距值,得出工作面强放失败的原因,损伤后计算值与现场测试结果较为一致,为后续工作面放顶工作开展提供了重要的技术支撑,该方法对于类似条件下的老顶垮落研究具有理论和工程指导意义。

利用层次分析法对煤矿冒顶因素的研究

利用层次分析法对煤矿冒顶因素进行了分析,为控制冒顶事故提供了可靠的理论依据,对实现煤矿安全生产,提高经济效益和社会效益具有重要的现实意义[1]。