特厚煤层综放面区段煤柱合理宽度研究

区段煤柱留设宽度与回采巷道围岩稳定性密切相关。文章以招贤煤矿一采区1303工作面为工程背景,基于护巷煤柱的极限平衡理论,得出区段煤柱理论留设宽度,采用数值模拟的方法,研究了工作面回采期间区段煤柱内垂直应力分布特征及回采巷道变形规律。现场工业性试验结果表明,综放工作面区段煤柱的宽度为34.5 m时,回风巷道围岩在支护范围内基本稳定。

基于微震分布特征的覆岩结构演化规律研究

红庆河煤矿邻空宽煤柱402工作面上方存在多层层厚较大的关键层,关键层的存在会使支承压力的峰值以及影响范围显著增加,基于微震监测数据分析了邻空宽煤柱工作面回采的微震分布特征。发现:邻空宽煤柱工作面回采期间微震分布情况主要受超前支承压力、采空区侧向支承压力以及回采各阶段地质因素引起的构造应力、开采技术因素引起的应力集中共同影响;工作面侧向支承压力的影响范围为180 m左右,同时采空区以里120 m区域顶板结构的稳定性较差,容易诱发大能量微震事件;工作面超前支承压力的影响范围大致为240 m,工作面前方煤岩体受采空区侧向支承压力与超前支承压力叠加影响更容易达到极限状态,煤岩体的破裂、失稳容易诱发大量的微震事件;临空宽煤柱工作面回采受顶板岩层结构影响较大,工作面间覆岩产生协同运动后,采空区上覆岩层再次发生运动与失稳,增加了覆岩破坏高度;并且区段煤柱具有发生压缩变形的趋势,整体表现出煤柱破坏诱发失稳的特征。

深部综放工作面冲击危险性分析及防冲技术研究

为了保障文家坡矿冲击地压工作面回采期间的安全性,以4106工作面为工程背景,采用理论分析、现场监测的方法对工作面回采期间的冲击危险性进行了分析。结果表明:工作面大埋深提供高静载环境,开采4煤层具有弱冲击倾向性,45 m宽煤柱提供载荷承载位置,工作面后方及侧向采空区顶板悬而不垮提供超高基础静载荷,突然破断提供增量动载荷,动静载荷叠加,易诱发冲击地压。依据诱发冲击地压的动静载荷来源,提出分源防治技术:针对厚硬顶板采取深孔爆破预裂技术,整体实现顶板分层分块,降低因顶板悬露引起的动静载升高风险;针对帮部及底板采用大直径钻孔技术,降低承载区域静载水平,增加阻抗,提高冲击地压发生门槛。采用分源防治技术后,微震、地音活动大幅降低,煤层应力水平明显下降,保障了工作面安全回采。

厚煤层综放工作面外错区冲击危险分析与防治

为保证厚煤层综放工作面切眼外错区域的安全回采,以郭家河1310工作面为工程背景,采用数值模拟研究了切眼外错区域工作面前方以及区段宽煤柱中的应力分布规律。研究结果表明,1310工作面回采至1308切眼前后,外错区域及1308采空侧的宽煤柱中应力水平较高,煤柱中垂直应力呈“双峰”分布状态,煤柱中存在稳定的弹性区,能够满足护巷与防冲要求。基于冲击危险的应力判别法,对切眼外错区域进行了冲击危险预测,据此提出了大直径卸压钻孔、煤体注水、煤体爆破等卸压防冲措施,为工作面外错区域安全回采提供技术支撑。

超长“孤岛”综放面大煤柱护巷的数值模拟

基于兖矿集团兴隆庄4324超长“孤岛”综放工作面开采条件,采用离散元数值计算程序UDEC3.0,模拟研究了不同宽度煤柱护巷条件下巷道围岩的应力分布和变形特征,分析了不同宽度煤柱的承载状况和应力峰值区的位置.研究表明,采用20 m大煤柱维护巷道,可以改善巷道围岩应力环境;煤柱的承载能力适应超长“孤岛”综放工作面顶板的活动规律;围岩变形量小;能够保障巷道的整体稳定性和有效断面.通过现场实测,讨论了大煤柱维护巷道的矿压显现规律和对巷道的良好维护效果.

西部风积沙区超大综采工作面开采生态修复研究

为建立与大规模高强度煤炭开采相适应的生态修复模式,选择西部生态脆弱区神东矿区补连塔井田超大综采工作面开采区为研究对象,建立了地表生态损伤观测系统,对采前、采中、采后及趋于稳定时的生态损伤特征参数(地表裂缝、植物及根际环境等)进行了分析。研究获得了地表裂缝发育的分区性和趋于闭合时间、周围土壤含水性、植物及根际环境的变化趋势,表明地表生态损伤在自然力作用下具有"自修复"趋势;提出了以分区修复、减损、植物促进为核心的人工引导型生态修复模式与方法,应用结果表明此方法有助于系统提升大规模高强度煤炭开采的生态修复效率。

超长综放孤岛面矿压规律及支架适应性研究

基于兖矿集团兴隆庄煤矿4324超长综放孤岛面开采条件,采用圆图压力自计仪,连续记录液压支架的初撑力和工作阻力,分析了综放工作面液压支架支护阻力的循环变化规律,工作面沿倾斜方向上的压力分布特征.研究结果表明,超长综放孤岛工作面具有明显的分段来压和周期来压特征,在工作面倾斜方向上两端部压力高于中部,而且压力影响范围增大.通过实测分析液压支架的初撑力、时间加权阻力、工作末阻力分布频率,以及支架工作特性和移架前后立柱的压力变化规律,得出工作面液压支架支护参数合理,具有良好的适应性.

巨厚煤层宽大工作面综采放顶煤开采水害防治研究

矿井开采煤层较厚,工作面宽大且受顶底板水害威胁,采用瞬变电磁、直流电测深、音频电透视等对工作面进行物探,采用常规钻与定向钻相结的方式对工作面顶板含水岩组、底板砂岩裂隙含水层及奥陶系岩溶裂隙含水组赋水性及隔水层有效性、隐伏构造等进行无盲区探查、验证、治理,并对工作面防治水安全性进行评价,作为带压开采依据。

长综采面支架适应性与采煤系统可靠性分析

通过对长综采面来压特征、支架运行状态和采煤工艺系统主要环节的现场测试与统计分析，揭示了初始面与对接长面各自的矿压显现规律及特征；分析了柱支顶掩护支架工作状态，对采煤工艺系统的可靠性参数进行了分析计算．

综采工作面大角度俯斜开采的实践

针对综采工作面两端部沿顶板开采,中部从顶板过渡到沿底板开采,形成一个最大走向俯角21°、倾向倾角36°的综采工作面,在开采实践中解决了支架防倒、端面漏顶、运输机倾斜状态下的运行等技术难题。

坚硬顶板宽煤柱临空巷冲击地压机理与防治技术

以鄂尔多斯深部矿区母杜柴登矿井30202工作面临空巷为工程背景,通过理论分析、现场实测等研究方法,研究坚硬顶板宽煤柱临空巷冲击地压机理,提出冲击地压防治技术。通过载荷三带层位划分和侧向支承压力分析,得出坚硬顶板宽煤柱临空巷的冲击地压机理:采空区高位关键岩层(延时加载带)范围内的厚硬顶板岩层加载至宽煤柱上覆低位坚硬岩层(即时加载带),形成悬臂梁结构,导致宽煤柱应力高度集中,诱发冲击地压。据此,得出冲击地压防治技术方案:切除临侧采空区悬露顶板,解除区段煤柱的压力来源,使其充分垮落,使煤柱处于“低应力、低扰动”状态。