煤层倾角对采动裂隙演化规律的影响

采用理论分析和数值模拟研究了不同倾角煤层开采的空间结构特征,通过计算煤层倾角分别为0°、30°、45°和60°时垮落带、裂隙带最大高度,得出不同倾角煤层开采的围岩破坏和裂隙发育状况。结果表明:随煤层倾角增大,矿压显现特征明显位置靠近煤层倾向方向的上部,非对称"壳体结构"的整体破碎范围变小、局部破碎程度加剧,破坏形态由单一的倾斜砌体结构破坏演变为伴有反倾斜砌体结构的综合破坏,垮落带和裂隙带的范围变小,最大高度降低;数值模拟和理论分析对应模型的"两带"最大高度偏差率为1.5%～7.6%。

大采高长工作面地表移动变形规律研究

为研究大采高长工作面地表移动变形规律,采用数值模拟、理论分析及现场实测的方法分析大采高工作面长度变化时对地表移动变形规律的影响,得到大采高工作面覆岩压力平衡拱达到极限状态而发生失稳破坏的临界条件和地表移动变形特征参数。研究结果表明:随着工作面长度的加大,在工作面倾向方向上由于覆岩离层导致冒落带高度范围、地表移动变形量、开采影响范围逐渐扩大,地表最大下沉量和最大水平移动量与工作面开采长度呈线性关系。

采场上覆岩层采动裂隙演化规律相似模拟研究

为得到薄基岩厚风积沙地区采场裂隙带发育高度及演化特征,基于采场覆岩'三带'的划分,对薄基岩地区厚风积沙煤层采动过程中裂隙发育特征进行相似材料模拟试验研究,得到开采过程中上覆岩层垮落破坏特征及运移规律,岩层内部压力分布规律,分析采动裂隙带发育高度及存在形态与工作面推进速度的关系。结果表明:补连塔煤矿12406工作面周期来压步距为22.5~30.0 m;上覆岩层的破断角在采空区侧为64°,在煤壁侧为61°;裂隙带高度为157.1 m,为工作面采高的26.18倍;工作面上覆岩层下沉趋势呈非线性曲线,移动形态具有非对称性。

首采工作面不同开采厚度条件下覆岩破坏范围分析

为分析三交河煤矿首采工作面在不同采厚条件下的覆岩破坏范围,采用2D-Block离散元数值模拟软件对采厚分别为4、6、8、12、14、16和18 m单工作面开采后覆岩法向和层间裂隙破坏情况与分布规律进行研究。按覆岩法向裂缝和层间裂缝分别研究,综合确定了覆岩裂缝的分布形态,并按覆岩内部水平变形值大小和特点进行了裂缝分区,分别为:严重破裂区、微小破裂区和重新闭合区。得到采厚不同时,垮落带和裂缝带高度均随采厚的增加而增大,当采厚达到14 m时,垮落带和裂缝带的高度均达到最大,而后随采厚的增加,垮落带和裂缝带的高度不再增加。

冒裂带高度的确定方法

阐述了煤层开采后顶板的分带特征,分析了冒裂带形成的时间规律,探讨冒裂带的确定方法主要是计算模拟法、类比法和现场实际测定法。计算模拟法主要包括经验公式法、物理模拟法、数值模拟法;类比法主要根据煤厚、分层层数、开采深度等建立相关关系进行比拟;实际测定法主要以电阻率、声波、电磁波、地震波等特征值差异以及钻孔电视、水文地质观测等实测数据为依据。文章为冒裂带高度的确定总结了可供选择的各种方法。

矿井竖三带观测及其分布规律研究

为了研究煤矿顶板岩层竖三带,掌握裂隙带变化规律,文章针对常村矿地质条件,采用井下仰孔分段注水观测方法,进行工程实验,分析了导水裂隙带高度,进一步计算出煤层采动覆岩冒落带发育高度,确定了常村矿3#煤层顶板覆岩采后形成的裂隙带高度范围及覆岩采动冒落带高度,得出了相应的冒采比,为煤矿安全生产提供了技术指导。

大采高工作面过断层围岩控制技术

为解决福达煤矿15101大采高综采工作面过断层时顶板破碎,回采过程中多次发生冒顶事故的难题,通过分析过断层时大采高工作面顶板冒落的机理,提出了采用化学浆液注浆加固煤岩体的围岩控制技术,并设计了参数合理的破碎顶板注浆加固技术方案.现场应用后取得了显著的效果,不仅有效控制了工作面回采过程中围岩的稳定性,也为大采高工作面顺利通过类似复杂地质构造带提供了参考借鉴.

大采高工作面冒顶区快速充填技术

针对大采高工作面易出现顶板冒落,冒落区不仅会造成液压支架空顶作业,同时易出现瓦斯积聚的情况,在分析冒落区危害的基础上,根据液压支架工作性能和工作面冒顶具体情况研发1种双液速凝充填材料,该材料具有速凝、早强、轻质和恒阻特性。材料混合后2 min失流,1 d抗压强度可达3 MPa。现场采用快速充填技术对工作面冒落区充填,保证工作面正常回采。