综放工作面端面冒顶机理与围岩控制技术研究

针对9102综放工作面在回采过程中端面顶板破碎等围岩支护难题,首先对工作面的工程概况及顶底板条件进行分析,重点分析了采场围岩支护难点及端面冒顶机理,然后在具体回采经验的基础上,设计了9102综放工作面采场围岩控制体系,然后进行了现场实践及效果分析,工作面推采过程中仅发生局部轻度片帮冒顶事故,端面煤岩体整体稳定程度较高,安全生产工作得到保障。

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。

基于透明地质模型的端面距监测及智能控制

在煤炭综采过程中,煤层的分布状态、工作面底板的水平度以及三机的运行姿态对端面距的大小都有着很大的影响,而端面距的大小需控制在合理的安全范围内。陕西黄陵二号煤矿煤层厚度为3.0~5.8 m,且存在一定倾角,对于液压支架与煤壁之间的端面距的维稳缺乏精准的监测功能以及自动化控制手段,因此仍需大量的井下维护人员频繁控制干预。为保证煤炭开采的连续性以及高效性,研发了一种基于数字化透明地质模型的端面距监测及控制系统。该系统是传统端面距监测技术的智能化延伸,主要包括支撑平台、增强感知、基线模板、控制预测4大部分。在大数据智能分析决策平台的基础上,结合透明地质模型数据,形成了端面距监测—预测—控制的新型工作模式。通过在黄陵二号煤矿进行的工业试验,验证了该工作模式达到了减员增效的改造目的,创造了一定的经济和社会价值,对保障综采工作面人员设备安全、高效生产具有重要意义。

综放工作面端面冒顶事故的防治

通过对综放工作面煤壁片帮和端面冒顶机理的分析，提出了控制端面冒顶的主要技术措施，并在兖州兴隆庄矿破碎顶板综放工作面得到了应用，取得了显著的效果。

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。

大倾角“大采高”煤层工作面端面冒落原因及其控制

根据徐州矿务局张集煤矿9602工作面发生的端面冒落事故和现场实测数据,分析了大倾角“大采高”煤层高档普采工作面端面冒落的原因,提出了控制端面冒落的措施。

近距离煤层群重复采动下端面冒顶影响因素分析及防治

现有对于端面顶板冒漏的研究多针对单一煤层,而近距离煤层群开采下的端面顶板稳定性不同于单一煤层,在近距离煤层群开采过程中,由于相邻煤层间距较小,上位煤层开采后会使下位煤层开采区域的顶板结构和应力环境发生变化,容易出现端面冒顶、煤壁片帮和顶板压架等灾变问题。以发生过3次大范围冒顶事故的某矿井17101工作面为工程背景,根据煤壁、液压支架与端面顶板稳定性关系,建立了近距离煤层群重复采动下的“端面顶板-煤壁-支架”模型,确定了近距离煤层群重复采动下端面冒顶的影响因素主要为顶板-围岩强度、支架工作阻力、推进速度和端面距。利用UDEC模拟软件模拟不同影响因素对重复采动下端面冒顶的影响,得出以下结论:①重复采动过程中顶板与煤体都受到了损伤破坏,顶板与煤壁强度降低,容易出现支架前端顶板冒落,引发顶板冒落与煤壁片帮等灾害,顶板-围岩强度越大,顶板的稳定性越好。②液压支架工作阻力偏低是造成工作面端面冒顶的重要原因之一,液压支架工作阻力越大,端面顶板越稳定。③工作面推进速度对端面顶板稳定性具有明显的影响,工作面推进速度越慢,采场顶板下沉现象越严重。④端面距为端面冒顶的重要影响因素,端面冒顶与端面距呈线性相关,冒落高度随着端面距的增大而增加,端面距越小,端面顶板越稳定,但是端面距太小也会影响到工作面的正常开采,应根据实际情况来确定。针对4个主要影响因素,提出了重复采动下端面冒顶的防治措施,即增加顶板与围岩的强度、提高液压支架工作阻力、合理控制推进速度和减小端面距。上述防治措施可为近距离煤层群重复采动下端面冒顶提供有效的解决方法。

鲍店矿破碎顶板下仰采端面冒顶控制研究

通过现场实测和理论分析，查明了鲍店矿一采区端面冒顶的原因，进而对１３０３面及１３０２面进行了综合治理，取得了较好的效果和有益的经验。

基于UDEC下端面煤岩体稳定性及其合理支护参数数值模拟研究

大倾角松软煤层综放面实现高产高效的关键之一是端面顶煤稳定性控制。借助数值模拟软件UDEC,模拟了在端面距、支架工作阻力、支架前柱走向倾角、老顶周期来压以及直接顶厚度等影响因素下端面岩体的稳定性。其结果表明,随着端面距的增大,端面顶板冒落高度和煤壁偏帮深度都随之增大;控制顶板冒落高度、支架工作阻力和支架前柱走向倾角都有合适的临界参数;老顶是否周期来压和直接顶厚度对端面围岩顶板的破坏深度有直接影响,继而对这些影响因素进行了量化分析,提出了围岩稳定合理控制参数,减少了采煤工作面冒顶事故和煤炭资源的损失,并对同一条件下的综放开采具有重要的指导意义。

煤层群开采端面冒顶事故发生机理与控制

针对贵州煤层群开采过程中,受地形构造、重复采动等影响,顶板容易破碎,端面顶板稳定性差,容易出现端面冒顶、煤壁片帮等灾变问题。通过对贵州煤层群在重复采动下的端面顶板失稳机理进行研究,从煤矿安全生产实际出发,结合数值模拟试验与物理实验的方法对贵州省煤矿的端面冒顶进行探究,分析影响端面冒顶的因素,剖析其作用机理。以端面冒顶事故发生的机理为基础,提出端面冒顶控制技术及防治措施,并用模拟试验进行验证,保证此类煤矿安全、高效生产。

综采工作面端头三角地带冒顶原因分析及预防措施

阐述了综采工作面端头三角地带冒顶的危害,分析了综采工作面端头三角地带冒顶的原因,提出了综采工作面端头三角地带冒顶的预防措施以及冒顶后的处理方法。

孤岛工作面端部片帮冒顶控制技术

为解决王坡煤矿3210孤岛工作面端部矿压显现强烈、煤壁片帮和冒顶的难题,分析了影响因素并采用一种改进的注浆加固控制技术,确定了注浆加固方案及其参数。现场应用结果表明,工作面回采过程中端部未出现片帮和漏顶的现象,保证工作面快速推进和安全高效开采,为类似地质条件下孤岛工作面端部片帮冒顶治理提供一定借鉴经验。

综采工作面端面冒落区维护措施研究应用

基于庞庞塔煤矿704工作面端面冒落现象,导致工作面回采速度降低,支架初撑力及工作阻力达不到额定值,严重威胁着工作面安全回采,霍州煤电集团吕临能化有限公司通过技术研究,对704工作面端面冒落区采取“注浆+人工假顶+撞楔超前支护”联合措施进行维护,通过实际应用,控制了冒落区范围进一步扩大,防止了冒落区有害气体集聚现象,使支架初撑力、工作阻力提高至85%以上,工作面回采速度提高至6.2m/d。

煤峪口矿8605工作面端面顶板管理技术探讨

以煤峪口矿8605工作面为工程实例,对有效控制端面顶板进行了初步探讨;详细分析影响端面顶板稳定性的因素;工作面端面顶板稳定性与顶板岩层力学属性及基本顶破断所形成的结构有关,其中顶板最为危险状态为顶板拉伸区与压缩区相互贯通;端面顶板实际采用注浆加固、交错式锚索吊棚等技术;另外,采煤机完成割煤后要迅速打开护帮板,及时移架支护。

基于UDEC的复合顶板端面冒顶影响因素研究

针对大埋深复合顶板端面易冒顶,煤壁易片帮等问题,以孙疃煤矿7242工作面为背景,采用理论计算及数值模拟等方法,从端面距、支架工作阻力、顶板黏聚力3个方面对复合顶板端面冒顶影响规律进行研究。研究结果表明:端面距是影响端面冒顶的主要因素,降低端面距可以减少顶板裂隙的发育,提高端面顶板的稳定性;支架工作阻力间接影响端面顶板的稳定性,支架工作阻力的大小与顶板裂隙发育高度及冒顶片帮事故负相关;较大黏聚力的岩体对于提高端面顶板稳定性有着积极作用。基于研究结果,有针对性地提出支架工作阻力提升至6800kN,端面距控制为0.3m,及时维护工作面顶板和煤壁稳定性的控制措施,现场实施结果证明,针对性措施保障了端面顶板的稳定性。

浅谈综放工作面端面冒落与架型之间的关系

分析了端面顶煤冒落的机理及四连杆支撑掩护式放顶煤支架与顶煤之间的作用关系；叙述了一种新型放顶煤支架及其控制面冒落的实用效果。