三软煤层首采工作面局部冒顶原因及控制研究

为解决三软煤层工作面易发生冒顶事故的问题,采用X射线衍射分析、围岩电镜扫描和现场实测的方法研究了三软煤层巷道局部冒顶的影响因素,并开展了现场局部冒顶控制实践。结果表明:围岩中粘土矿物含量较高,占矿物总含量的50%~66%,并具有吸水软化膨胀的力学特性,降低了岩体力学强度,中砂岩微裂隙、微孔隙较为发育、贯通性好、裂缝宽,泥岩中大量可见裂隙和微溶孔,致使其稳定性较整块结构岩体差;综采工作面巷道局部冒顶的主要原因是冒顶区巷道高度大、顶板较为破碎,支护不及时、淋水影响。控制实践表明:通过改善支架工况、带压移架,保证支架初撑力足够大,能够预先控制顶板,有利于防止直接顶离层、控制局部冒顶。

三软松散条件首采综放面矿压规律研究

为分析三软松散条件首采综放工作面的矿压规律,采用支架压力、煤体应力计、巷道位移收敛等监测方法,对首采工作面开采过程的支架初撑力、循环末阻力、来压步距、巷道位移收敛规律以及超前支承压力分布规律进行分析。结果表明:B1003W01工作面支架的初撑力基本未满足要求,60%以上时间初撑力的管理低于24 MPa,60%支架的工作循环末阻力低于24MPa,工作面的平均来压步距为11.8 m,平均动载系数为1.4,巷道顶板位移变化趋势呈正相关变化,采动影响范围为超前工作面50 m范围;超前支承压力影响范围为工作面前方10 m,峰值区在工作面前方2 m处,应力集中系数最大为1.89。

探索和创建含水复合超软岩矿井新型支护体系

针对沙吉海矿区特有的含水一复合超软岩特殊结构岩体,采用现场测试、实验室试验、数值模拟、物理模拟等综合技术手段进行基础研究,以软岩工程力学、非线性大变形力学为理论支撑,在引进和推广新技术、新材料、新装备的基础上坚持自主创新,对巷道支护和施工技术进行积极探索,摸索并构建了一套新型、安全、高效的支护体系,为北疆矿区的开发建设及国内类似地质条件的矿井提供了一定的现场实践借鉴,并为矿区后续支护研究积累了大量的基础数据。

含水层下“三软”煤层首采工作面覆岩破坏与矿压显现规律研究

针对新疆某矿含水层下"三软"煤层首采工作面可能存在的顶板垮落沟通含水层造成工作面突水灾害的问题,通过现场钻孔冲洗液漏失量观测、钻孔电视探测和岩芯资料,确定了首采工作面覆岩破坏"两带"分布规律。在此基础上结合工作面矿压观测和UDEC数值模拟,分析了覆岩破坏发展与矿压显现的关系。研究表明,B10煤层B1003W01工作面的"两带"垮采比为2.75~2.81,垮落带高度18.7~19.7m,裂采比为11.39~13.59,导水裂缝带高度为77.4~82.26m;首采工作面周期来压步距为10.8~14.7m,巷道变形影响区域为超前工作面50m,煤体应力开始变化在超前10m范围,峰值距离煤壁2m位置。首采工作面在"三软"条件下,"两带"发育高度达到含水层,周期来压步距短对工作面形成较频繁的动载作用,以及煤体应力峰值离煤壁近的综合作用是造成工作面容易出现淋水,发生煤壁片帮和架前冒顶的原因。

煤炭企业创建高产高效综采工作面的有效途径

以对影响矿井采煤工作面产能的自然开采条件、开采技术水平及人员组织等主要因素进行分析和研究为出发点,通过采用多种途径组建队伍,实施多种措施提升队伍技术素质和实操能力,采取多种技术手段破解开采灾害等有效举措,逐步提升了矿井首采工作面的产能和效率,初步探索出了一条在沙吉海矿区区域内人员极为缺少和较为复杂开采条件下创建高产高效综采工作面的有效途径,为本矿区建设高产高效的现代化矿井提供了一定的实践经验和开拓性思路。