深井沿空掘巷支护技术研究

在动载和静载的双重作用下,深井沿空巷道的稳定性会恶化。为了提高深井沿空巷道的支护质量,保证回采的安全性,确定深井沿空巷道的合理支护参数显得尤为重要。根据矿井地质条件,分析了深部沿空巷道的支护难点,并采用数值模拟的方法,分析了4,6 m煤柱宽度下的巷道位移,确定了深井沿空巷道的护巷煤柱宽度;通过计算,确定了锚杆和锚索的支护参数,并采用数值模拟方法对支护后的巷道变形进行了分析。结果表明,所设计的支护参数对围岩变形有较好的控制作用,能满足矿井安全生产的需要。

防冲煤柱对高位巨厚岩层下开采动力灾害的防治研究

高位巨厚关键层下开采,采动应力异常集中,极易诱发冲击地压、矿震等动力灾害。采用三维数值模拟,研究了防冲煤柱对巨厚岩层的控制作用和抑灾效果。结果表明,与完全垮落法相比,留设防冲煤柱可大幅度降低回采期间工作面的支承压力,使工作面整体处于较低的静载水平。留设防冲煤柱时,上覆巨厚关键层可保持稳定,避免巨厚关键层大范围破断运移对工作面造成冲击,减少工作面动力灾害的发生。

巨厚关键层下采动裂隙分布与瓦斯运移规律研究

针对工作面上覆巨厚关键层的开采条件,采用相似材料模拟实验方法,研究了巨厚关键层影响下采动裂隙的分布特征,并以此为根据提出了瓦斯运移富集特征。研究结果可为巨厚岩层下工作面开采瓦斯突出的预测与防治工作提供一定的理论基础。

高位硬厚岩层下覆岩运移规律研究

杨柳煤矿1061工作面上覆硬厚岩层。针对工作面地质条件,采用数值模拟方法,研究了硬厚岩层下开采覆岩运移规律。研究表明:在破断前,上覆硬厚岩层没有发生明显的位移下沉,硬厚岩层对地层变形起到了"桥式屏蔽作用";破断后,下沉量突然增加,表现出明显的突变性,导致地表移动变形急剧增加,出现大幅度下沉。通过现场支架压力实测进行了验证。

上覆煤柱影响区应力状态及冲击地压防治

上覆近距离煤柱会造成下层煤的应力集中及冲击危险。采用三维数值模拟,分析了不同宽度煤柱下底板应力分布与底板岩层破坏特征。研究表明:当煤柱宽度≤50 m时,煤柱底板应力呈"倒钟"形分布形态;当煤柱宽度>50 m时,煤柱底板应力呈"倒铁塔"式分布形态。煤柱中心最大应力集中系数与煤柱宽度呈幂函数关系,且随着煤柱宽度的增加,煤柱集中应力在底板中的衰减速度逐渐降低。上覆煤柱中心下方3煤层面的最大应力集中系数与煤柱宽度呈负指数关系。煤柱底板破坏范围与煤柱宽度呈负相关关系,煤柱底板岩层的破坏以剪切破坏为主。根据上覆煤柱影响划分了六采区3煤工作面冲击危险区,并提出了相应的防治技术。