大倾角煤层长壁开采顶板结构时空演化特征

为了明确大倾角煤层走向长壁开采顶板结构时空演化规律,采用物理相似模拟、数值模拟、现场实测综合互馈的研究手段,对采空区矸石的非均匀充填特征、顶板结构空间展布形态、围岩主应力大小渐变与方向偏转的演化过程和支架工作阻力的区域性特征进行研究。结果表明：随着推进距离的不断增大,底板上矸石堆积范围增大,在支架后方采空区开始往复出现倒三角的临空面;在深部采空区,矸石堆砌与水平面之间夹角沿倾向下部至上部不断减小;顶板位移呈现出“增大-稳定”的演化趋势,峰值位置由工作面倾向中上部区域向倾向中部迁移;顶板应力传递拱壳呈典型的非对称分布特征,拱壳内部岩体受力状态由双向受压转为单、双向受拉,主应力方向由x轴正向转为负向;顶板变形破坏的非对称性使得工作面支架工作阻力呈现倾向中上部较大、离散程度高,倾向中下部较小、离散程度低的区域特征。研究结果可为大倾角煤层长壁采场顶板稳定性控制提供一定的参考与指导意义。     

大倾角煤层开采方法探析

目前,开采构造复杂煤层是许多矿井经常遇到的实际问题。因此,探讨构造复杂煤层的采煤方法具有重要的现实意义。笔者结合多年的工作经验,对大倾角煤层开采方法进行了分析。     

大倾角煤层回采巷道断面适应性

基于大倾角煤层回采巷道围岩应力显现规律,采用数值分析方法对不同类型断面巷道的围岩塑性区及应力非对称分布特征进行研究,并建立异形断面巷道围岩破坏力学模型,确定其合理的支护方式.结果表明,大倾角煤层回采巷道围岩塑性区沿煤层倾斜方向演化,顶底板破坏深度大于两帮,且两帮破坏程度差异大;巷道断面形状不同,导致巷道围岩应力集中程度、塑性区及变形量等有很大差异;拱形巷道围岩变形适应性好,异形巷道两侧的顶角煤易发生剪切破坏,但考虑回采巷道掘进、设备运行及服务年限等需求,常用异形巷道;采用"锚网+钢带+锚索"的支护形式,加强异形巷道顶板帮及坡顶煤的支护,满足支护阻力大于F1和F2,可明显减少巷道围岩变形,保持巷道的稳定性.     

长沟峪煤矿大倾角煤层开采煤体应力数值模拟

研究大倾角煤层开采煤体应力分布规律,应用ANSYS有限元软件对长沟峪煤矿-140 m水平北—北4槽壁式工作面开采煤体应力进行数值模拟。结果表明,工作面前方煤体最大应力集中系数为1.92;工作面下部煤体的应力集中系数高于上部;煤体最大应力值介于4.71～5.12 MPa之间,发生在工作面下部20～24 m范围内。该研究为工作面安全生产与支护设计提供了依据。     

大倾角煤层开采的特点及安全防护技术

从煤炭资源的分布来看,我国大倾角煤层储量大约占煤炭总储量的14.05%,对大倾角煤层的开采在我国越来越受到重视。本文首先介绍了大倾角煤层开采的特点,然后详细介绍了大倾角采煤工作面的管理难点与安全防护。     

大倾角煤层开采矿压显现规律与支护

采用FLAC3D建立分析模型,研究不同倾角煤层煤壁前方和采空区倾向的最大应力集中系数、支承压力塑性区范围的特征．结合现场实测,获得大倾角煤层开采矿压显现规律,进而提供支护措施的指导．     

大倾角煤层开采矿压显现规律与支护

采用FLAC 3D建立分析模型,研究不同倾角煤层煤壁前方和采空区倾向的最大应力集中系数、支承压力塑性区范围的特征.结合现场实测,获得大倾角煤层开采矿压显现规律,进而提供支护措施的指导.     

大倾角煤层开采矿压显现规律数值模拟

基于云南观音山煤矿已有的煤层地质条件,采用数值模拟软件FLAC3D,建立了大倾角软顶底板煤层数值模型,模拟分析了工作面回采时煤壁内应力分布、顶板下沉及底板鼓起情况。根据数值模拟结果分析,其工作面的初次来压步距在20m左右。研究了工作面推至100m时,沿工作面走向和倾向的垂直应力和变形分布规律。对现场矿山压力控制具有一定参考价值。     

大倾角综采工作面覆岩运移规律

为研究大倾角综采工作面覆岩运移规律,运用FLAC3D数值模拟软件建立模型,分别模拟了煤层开采过程中不同推进距离的围岩垂直应力分布,以及顶底板垂直位移,并通过现场对液压支架工作阻力沿推进方向和倾斜方向的统计分析,进一步分析了大倾角工作面覆岩运移特征.结果表明:大倾角煤层开采过程中,沿工作面倾斜方向垂直应力和位移具有非对称性,中部和上部覆岩位移量和垂直应力释放范围均较下部大,覆岩活动较为剧烈.研究结论为工作面支架安全管理提供了依据.     

缓倾斜煤层开采侧向支承压力分布特征模拟研究

为全面了解缓倾斜煤层开采后围岩应力分布规律,运用相似材料模拟方法.以某矿综采工作面的实际工程地质情况为依据,分析了采场两侧向的支承压力分布情况及应力集中程度、应力峰值距煤壁的距离、支承压力的影响范围等方面,为该矿采区巷道的合理位置布置提供参考价值.     

矿山开采覆岩应力拱演化规律研究

根据京西矿区木城涧煤矿井下开采条件,利用离散元方法模拟了煤层开采过程中上覆岩层应力拱的演化过程,并对覆岩的真实破坏和裂隙发育情况进行了可视探测。模拟表明,随着开采面积的增大,拱项向上部空间不断扩展,最终可稳定在开采煤层厚度的8倍左右范围内。现场采用钻孔摄像技术探测结果表明,覆岩裂隙发育不均衡,呈现破裂区与完整区交替出现的情况,裂隙上限与离散元模拟的应力拱拱顶位置比较吻合。     

新疆大倾角煤层的煤层气开采方式探讨

作者针对新疆大倾角、低渗透率煤层的特点,从理论角度探讨了一种从丛式井变形而来的扇状丛式井进行煤层气开采的方式,以达到高效、经济的目的。并提出需要攻克的一些煤层气开发技术问题。由于新疆还没有真正意义的煤层气开发,这种开采方式有待于在实践中应用和完善。     

"两硬"条件下大倾角煤层开采技术的研究

以8102工作面开采为例，详细叙述“两硬”条件下大倾角煤层的开采技术实践，为同等条件下的煤层开采提供宝贵的实践经验。     

大倾角大采高综采工作面支承压力分布规律研究

通过对神宁集团羊场湾煤矿6.2m大采高综采一次采全高工作面支承压力进行现场实测和分析研究,总结了在大倾角条件下大采高工作面支承压力的分布规律,为确定工作面超前支护范围及巷道保护煤柱留设尺寸提供了依据。     

大倾角煤层冒顶机理分析及防范措施研究

通过对仙亭矿一采区33采煤工作面顶板管理的影响,从地质和采矿两个方面研究该类型煤层冒顶机理及其他安全问题,从而制定有效的防范措施,保证良好的经济效益和安全技术效果.     

神广煤矿房式采空区上覆煤层开采可行性研究

为研究房式采空区上覆煤层上行开采可行性,根据神广煤矿各煤层赋存状况及开采现状,采用垮落开采的比值判定法、“三带”判别法,结合相似模拟和数值模拟方法,研究5^-2煤层房式开采对上覆4^-2上、4^-3煤层完整性和连续性的影响,分析4^-2上、4^-3煤层开采过程中对层间岩层及5^-2煤层采空区留设煤柱稳定性的影响,论证了4^-2上、4^-3煤层上行开采的可行性。结果表明：4^-2上、4^-3煤层的比值K分别为33.07,23.46,均大于临界值7.5,且4^-2上、4^-3煤层均位于5^-2煤层垮落带和裂隙带之上,完整性和连续性良好;5^-2煤层房式开采后,采场支承压力增高区与降低区交替显现,最大值为4.88 MPa,远小于煤柱极限承载强度6.7 MPa,煤柱保持稳定;4^-2上、4^...     

大倾角煤层坚硬顶板预裂弱化的数值分析

考虑了新疆焦煤集团大倾角硬顶软底松软煤层的特殊性质和赋存环境复杂性,利用FlAC3D数值模拟软件对预裂弱化前后顶板应力变化特征和运移规律进行计算对比分析,结果表明,FlAc3D数值模拟软件能较好地应用于现场,数值模拟结果对采煤工作面安全开采具有一定的理论参考。     

大倾角近距离煤层开采覆岩运移及顶板破坏特征

大倾角近距离煤层采场的矿压显现规律较大倾角单一煤层长壁采场更为复杂,需进行深入的研究。以2130煤矿4#煤和5#煤近距离大倾角煤层开采为背景,采用物理相似材料模拟实验、数值计算、理论分析和现场试验相结合的研究方法,系统研究了大倾角近距离煤层采场的覆岩运移及顶板破坏特征。结果表明,大倾角近距离煤层的连续开采,影响采场的覆岩垮落规律、围岩应力分布、顶底板变形破坏特征;近距离煤层两工作面不同的位置关系导致下煤层工作面顶板形成不同的力学结构、发生不同的变形破坏及位移,影响下层煤开采的矿压显现; 25221工作面的基本顶岩梁首先于上端处发生破断,并在之后的运移中于中部再次发生破断,影响了工作面支架载荷与稳定性,使工作面支架呈现出倾斜中部受载较大、下部次之、上部最小和中下部支架受载稳定、中上部受载多变的非对称特征。研究结果可为大倾角近距离煤层开采提供理论依据,并为2130煤矿的后续开采提供参考。     

深部近距离厚煤层开采覆岩结构空间的演化规律与应力分布特征

针对深井近距离煤层回采过程中,煤层工作面及其巷道频繁出现的形变过大、矿压突增问题,以海石湾煤矿近距离煤层开采为参考,采用相似模拟实验与理论计算方法,分别对距离相近的煤层因回采造成的覆岩结构演化、运动及围岩应力变化进行了模拟与分析.研究表明:覆岩中主关键层是否失稳破断对矿压分布的影响重大.在主关键层破断前,近场结构是矿压增量的主要来源,并使矿压具有波动性;当主关键层破断后,远场结构对于近距离各煤层矿压增量均起到主要作用,并使其变化特征具有典型的跳跃性.自下而上逐级传播的覆岩结构演化造成了主关键层的阶段性沉降,对于矿压的跳跃式变化起到了主要作用.研究发现了近距离煤层开采过程中的覆岩演化规律和矿压产生机理,对于采场矿压控制和巷道支护优化具有指导意义.     

超远距离下组煤层超前开采覆岩应力及裂隙演化规律研究

为探究平煤股份八矿超远距离下组煤层超前开采对上覆煤岩层的影响,采用相似材料模拟实验分析超远距离下组煤层超前开采上覆煤岩层裂隙及应力演化规律,并进行现场验证。研究结果表明：超远距离下组煤层超前开采条件下,随工作面推进,上覆煤岩层裂隙率呈先上升后平稳的趋势,当工作面从187 m推进至272 m,裂隙发育最快;超远距离下组煤层超前开采对上覆煤岩层有卸压效果,但与常规情况下相比卸压滞后距离较大;上覆岩层卸压比戊组煤层大;通过现场验证发现,随工作面推进,矿压呈先上升再下降后稳定的趋势,并将工作面区域分为未干扰区、应力集中区、卸压区和稳定区。研究结论可为平煤矿区远距离下组煤层超前开采、上组煤层工作面瓦斯防治和采区工作面采掘部署提供参考。