回采工作面支架与顶板的动态相互作用

缓倾斜煤层长壁工作面支架与直接顶以及一层或几层老顶岩层能够构成统一力学体系发生相互作用。沿工作面倾向以支架为弹性基础的直接顶岩梁.伴随顺序移架和割煤工艺的进行.在基础梁上逐渐累加了直接顶的自重荷载,造成了支架阻力和顶板下沉随时间增加而逐渐增大的规律性过程。在平时影响支架阻力和顶板下沉的基本因素是直接顶厚度和支架——顶底板系统刚度.沿工作面推进方向破断的老顶岩块能够发生成拱作用形成平拱。伴随工作面推进平拱跨度增大,平拱可能发生滑动失稳或压碎失稳而造成周期来压.直接顶厚度、采高和老顶强度及厚度是影响周期来压显现的主要因素.     

煤层顶底板等效岩性的确定方法

为了解决煤层顶板、底板对瓦斯涌出的影响的问题,采用矿压和数值分析理论与现场统计相结合的方法,研究了采掘煤层顶板和底板的岩性、厚度对采掘工作面瓦斯涌出的影响规律,提出了煤层顶底板等效岩性的确定方法.等效岩层分为回采顶板、底板、掘进顶板及底板四个类型各自命名,然后进行比较,采掘各选取一种排名靠前的岩性作为顶底板等效岩性的最终命名.研究结果表明:该方法确定的等效岩性,简单合理,可有效支持瓦斯涌出等效层的划分,适用于所有经过正规勘探的生产煤矿.     

大同煤田同忻矿可采煤层顶板力学性质及其对开采的影响

矿井生产过程中,顶板事故频发,对煤矿安全生产威胁巨大,有必要明确煤层顶板力学性质和稳定性。本次研究以大同煤田同忻矿为研究对象,收集钻孔地质资料,总结了各可采煤层厚度特征和空间展布特征,确定了各煤层顶板类型;采集各煤层顶、底板岩心样品,以岩石力学测试实验为手段,得出了顶、底板岩石的抗压强度、抗拉强度和抗剪强度等力学参数,明晰了煤层顶板岩石类型和稳定性,并针对此提供了相应建议。结果表明,研究区发育山2^#、山4^#、2^#、3-5^#、8^#和9^#煤层共6套可采煤层,其中太原组3-5^#和8^#煤层为主采煤层;山2^#煤层顶板多为中硬岩,稳定性相对较好,山4^#煤层顶板类型多为直接顶和老顶,伪顶区域小规模存在,多为中硬岩和硬岩,稳定性较好;2^#煤层可采区域顶板类型主要为直接顶和老顶,软岩—坚硬岩皆有分布;3-5^#煤层顶板类型区域内以直接顶为主,大面积连片分布,伪顶和老顶穿插分布,主要为软—中硬岩;8^#煤层顶板类型多为直接顶和老顶,伪顶罕见,软-中硬岩皆有存在;9^#煤层顶板类型伪顶、直接顶和老顶穿插分布,软岩—中硬岩皆有发育。研究结果对于研究区矿井安全开采有一定的参考价值。     

“三软煤层”支承压力下沿空掘巷锚网支护技术

根据三软煤层围岩力学性质,研究了直接顶与老顶的构成和直接顶、老顶初次来压与周期来压步距以及顶板压力的变化规律,提出了加大初撑力及时护顶等控制顶板运动显现的措施以及防止煤壁片帮和支架插底的技术措施并付之实践,取得了三软煤层大采高控制围岩的预期效果。     

淮南潘集一矿11—2煤层层间滑动构造研究

潘集一矿11-2煤层间滑动构造发育,层滑构造特征表现为顶底板揉皱楔入煤层中使得煤层破碎,煤质变差,顶底板凹凸变化.煤层厚度变化大,稳定性差,薄煤带发育.矿区层滑构造主要分布于中西区浅及中深部位置,对煤层厚度影响较大.为了探明矿区层滑构造的成因机理,对矿区层滑构造特征及其类型进行了研究.结果表明:潘集一矿11-2煤层滑构造主要表现形式为断裂式层间滑动,说明矿区层滑构造主要是受矿区断层的牵引作用所致.将11-2煤层滑构造分为揉皱型、断滑型和断裂型,矿区西部层滑构造主要表现为断裂型和断滑型,中部主要表现为揉皱型和断裂型,东部未开采区主要表现为断滑型,为矿区生产部署提供了参考依据.     

范各庄矿5煤层顶板采动变形破坏规律

针对范各庄煤矿5煤层顶板稳定性问题,以范各庄煤矿的大量钻孔资料为基础,结合煤矿顶板的岩性经验分类理论,将范各庄煤矿5煤层顶板合理的分为坚硬型顶板、中硬型顶板和软弱型顶板,并依据相应经验公式计算出5煤层采动后顶板冒落带高度和顶板导水裂隙带高度.研究结果表明:范各庄煤矿5煤层顶板按开采冒落带高度可分为高冒落带、中冒落带、低冒落带以及微冒落带;按开采导水裂隙带高度可分为强导水裂隙带、中导水裂隙带以及弱导水裂隙带。研究初步确定了矿区顶板稳定性特征,为范各庄煤矿5煤层的安全开采提供了数据支持.     

坚硬顶板群下工作面强矿压显现机理与支护强度确定

采用理论分析、物理相似模拟与工程实践相结合的方法,对坚硬厚层顶板群结构的破断冲击效应进行了分析,得到了工作面采场冲击来压的主要影响因素、来压特征及工作面合理支护强度等.研究表明:多分层坚硬顶板群结构的破断冲击载荷在短时间内会产生剧烈的震荡;工作面来压特征受多分层顶板垮断的动、静载荷联合作用;采场冲击来压强度主要与顶板厚度、岩性及节理弱面有关,对于岩性相近的顶板岩层,厚度越大,对采场的矿压冲击影响也越剧烈,但厚层顶板垮断后的结构对其上覆顶板岩层的冲击载荷强度具有一定的缓冲.以大同矿区坚硬顶板群结构下的煤层开采为例,通过在综放工作面选择应用ZF15000/28/52型高强度支架,保证了首个关键层顶板破断前后的安全开采;同时,采取水压致裂辅助控制上部关键层顶板,有效减缓了工作面强矿压的显现.     

潘谢矿区煤层顶板富水性评价研究

煤层顶板的富水性与顶板的岩性、孔隙及断裂构造的发育强度有关,其中岩性和孔隙的分布具有空间连续性,而断裂构造在空间上发育不连续,决定着煤层顶板的富水性具有空间性和非线性。本文结合潘谢矿区地质构造的特点,并以谢桥矿为例,选取了断裂强度、断裂密度、砂岩厚度、砂质泥岩厚度和泥岩厚度做为评价指标,利用MapObjects的空间分析功能和非线性人工神经网络（ANN）技术,对该矿6煤层顶板的富水性进行了评价分析。     

67号顶板性分析

67号是七煤集团向阳煤矿主要开采煤层,为单一煤层,较稳定。全区可采煤层倾角12￣28。。煤层厚度0.7￣1.2米。距上部65号层70米,距下部68号层25米。从第一水平看,F13断层把该层分为地观不同的两部分。下盘煤厚1￣1.2米,有0.2￣0.3米厚的黑色页岩伪顶。上盘煤厚0.7￣0.9米,局部有0.15￣0.20米厚的粉砂岩伪顶。一、矿压规律1直接顶的垮落步距直接顶的垮落步距经过几个工作面的观测,一般在24￣30米,一次垮落范围沿倾斜四十米左右,冒落厚度1.5￣2.0米。顶板初次垮落前悬露的顶板,四个边缘都受支承,所以用平板理论计算初次垮落步距。四边受支承的…     

宁东矿区坚硬煤岩体顶板水力压裂卸压技术研究

工作面坚硬煤岩顶板易造成工作面悬顶面积大、应力集中等动力灾害。为确保安全回采,预先弱化处理坚硬煤层顶板,以改变其整体受力结构特性。本文通过理论分析、现场试验等方法研究了梅花井煤矿坚硬煤岩体工作面初采期间的水力压裂弱化技术,实现围岩弱化、应力转移、诱导矿压破煤,进而改变岩层结构特征,经过水力压裂预处理,高应力集中区域明显降低并向上部转移,工作面支架工作阻力降低了28%,周期来压步距由35.0 m减小到25.4 m,为类似宁东矿区地质条件下坚硬煤岩体综合卸压提供了借鉴。     

特厚煤层综放工作面矿震诱发机理及防控技术： 以龙王沟煤矿为例

针对陕蒙地区矿井普遍具有煤层埋深大、厚度大、顶板坚硬,开采过程中不易及时垮落,造成矿震现象频发等特点,以龙王沟煤矿特厚煤层综放工作面为工程背景,通过对典型厚硬顶板条件下矿压显现特征和主控因素的分析,采用理论分析、现场实测和工程实践相结合的方式对厚硬顶版破断型矿震诱发的因素和防控技术进行了探讨。认为工作面出现矿震现象主要是高位顶板坚硬岩层采后不易及时垮落等单一或多因素耦合作用影响,应力叠加传递造成的,关键应从两顺槽及回撤通道对工作面高位坚硬顶板进行处理,避免弹性能的集聚与传播、阻断应力传递路径,通过水力压裂等人工干预的方式改变来压步距,减少悬顶结构、提前释放能量,从源头上减弱矿震发生频次及危害程度,进而实现采场围岩稳定性控制,为坚硬顶板条件下矿震防治技术提供理论借鉴。     

赵各庄矿深部大倾角综放工作面矿压显现规律研究

基于赵各庄矿3237综放工作面矿压观测结果,重点研究了深部大倾角综放工作面的矿压显现规律和上覆围岩运移规律。研究结果表明:工作面初次来压步距为16～18 m,增载系数为1.47～2.33;周期来压步距为11～13 m,增载系数为1.15～1.36,属于来压不明显工作面;支架前柱工作阻力普遍大于后柱,约为2倍的关系;顶煤和顶板的始动位置超前于煤壁,煤壁前方的顶煤与顶板均出现不同程度的水平和垂直位移量。     

梨园河煤矿综采工作面矿压显现观测

综采工作面矿压显现观测对煤矿安全高效生产具有重要的指导意义.该文通过对梨园河煤矿22111综采工作面在开采过程中顶板及围岩移动规律的观测研究,掌握了22111综采工作面的初次来压和周期来压步距、工作面支架支护强度、围岩破坏活动过程中煤壁应力变化大小和应力影响范围.     

澄合矿区中厚煤层综采面矿压显现特征研究

为解决澄合矿区5号煤典型中厚(1.5～3.5 m)煤层综采开采中存在的液压支架选型合理性等问题,文中以澄合矿区具有典型中厚煤层的王村煤矿斜井5216综采工作面地质条件为研究背景,通过现场矿压观测手段分析研究了矿压显现特征。研究结果:得出了澄合矿区典型中厚煤层综采工作面直接顶初次垮落步距、老顶初次来压步距、周期来压步距、来压强度以及来压持续距离等矿压显现特点,从而为澄合矿区中厚煤层综采支架选型合理性、安全可靠性以及相似工作面的高效安全开采提供科学依据。     

新兴煤矿冲击矿压影响因素及危险区域划分

针对新兴煤矿冲击矿压频发的情况,结合该矿工作面概况,从地质赋存条件和开采技术入手,分析影响冲击矿压的主要因素,并进行危险区域划分.结果表明：煤层冲击倾向性、开采深度、顶底板坚硬程度、多种应力叠加作用、相邻开采区、巷旁留垛等为影响新兴煤矿冲击矿压的主要因素.41051工作面和41062工作面的冲击危险区域为工作面回风巷130 ～200m与其上出口40～50 m范围;特别冲击危险区域为工作面上出口附近.该结果为煤矿安全开采提供了保障.     

一起工作面冲击地压事故的诱发因素分析

针对某矿综采工作面发生的一起冲击地压事故,主要从地质因素和开采工艺分析了诱发冲击地压事故的原因。分析结果表明,煤层自身具有的强冲击倾向性是冲击地压发生的内因,坚硬厚层顶板形成了冲击地压的力源,采煤机进刀后支架支护不及时导致顶板压力转移到工作面煤壁,工作面支架选型不合理使工作面留底煤形成了能量释放出口,工作面夹矸造成工作面局部煤体应力集中,加剧了冲击地压危险。     

大埋深高地压弱结构面顶板岩层诱发冲击地压离心模型试验

针对赵楼矿井首采区近1 km深部拟开采的3煤(即山西组稳定可采煤层)冲击地压问题,考虑断层切割顶板的实际情况,概化出弱结构面顶板工程地质模型并进行离心模型试验。研究结果表明:对于离心模型模拟的弱结构面顶板条件,直接顶来压过程中煤柱压力较低,而老顶来压过程对煤柱受力的影响明显,是引起冲击地压的主要动力来源;顶板被断层切割时,顶板岩层的完整性受到破坏,应力在构造部位重新分布,形成构造应力集中,是引发冲击地压的危险部位;回采工作面揭露断层后,下盘顶板沿断层面失去煤体支撑而形成悬臂梁,由此大大降低了顶板的支撑强度,容易发生因顶板突然断裂而形成的冲击压力,这种构造条件下厚-巨厚层极坚硬顶板易发生冲击地压。研究结果为赵楼矿井巷道的合理布置、支护及采动冲击地压的潜势性评价提供了重要的参考依据。     

基于组合赋权法的煤层顶板突水危险性评价

传统的富水性评价中往往采用单一的赋权方法,为准确评价煤层顶板直接充水含水层的突水危险性,提出了一种组合赋权法.首先,在充分分析矿井水文地质资料的基础上,选取岩芯采取率、渗透系数、含水层厚度、脆塑性岩厚度比、砂泥岩互层特征作为富水性评价指标,通过拉格朗日乘子法将层次分析法与熵权法得到的各评价指标权重进行优化组合,得到其组...     

神府煤田沙沟岔煤矿综采适应性评价

利用大量的神府煤田沙沟岔煤矿的地质钻孔资料,在对沙沟岔煤矿范围内的地质构造、煤层厚度及变化规律、顶底板条件进行详细分析的基础上,对区内所含的7个煤层进行定性的综采适应性评价,评价结果表明：矿区内只有4-3,5-2煤层适宜综采.该矿区内基本符合煤层厚度越大,变异系数越小,越适宜综采;煤层厚度越小,变异系数越大,越不宜综采的基本特征.