放顶煤工作面顶煤破碎效果分析

通过分析指出,煤层强度、开采深度、煤层厚度和支护阻力是影响顶煤破碎效果的主要因素,并建立了评价顶煤破碎效果的综合指标,为放顶煤效果的预测提供了依据。     

急倾斜煤层放顶煤开采顶煤破碎的Griffith理论分析

根据急倾斜煤层巷道放顶煤开采工艺特点,运用Griffith强度理论分析了顶煤破碎机理.通过建立Griffith裂纹受力模型,确定了顶煤断裂准则,得出了断裂拉应力与煤层的倾角、开采深度、顶煤的受力状态、裂纹的分布及发育程度等因素有关.煤层裂纹发育、倾角大于45°角,开采深度大于临界开采深度,裂隙或软弱结构面摩擦系数小是放顶煤开采的最有利条件.该结论有利于指导急倾斜煤层放顶煤开采实践.图2,表2,参6.     

浅埋深特厚煤层顶煤冒放性影响因素分析

本文根据平朔公司井工一矿4#煤层地质赋存条件,分析了开采深度、煤层强度、夹矸厚度以及节理裂隙对4106综放工作面顶煤冒放性的影响,并运用模糊数学综合评价的方法分析了井工一矿4#煤层的顶煤冒放性,结果表明其综合指标值Y为0.7469,冒放性为Ⅲ类,属于冒放性中等的程度,其顶煤放出率一般为50~64%。     

厚夹矸煤层综放开采岩层移动的相似模拟

针对综放开采技术在结构复杂煤层中应用效果不理想的情况,通过相似模拟实验研究结构复杂厚煤层综放开采时厚夹矸层、顶煤及顶板岩层的移动特征。结果表明：含厚夹矸层厚煤层顶煤冒放性较差,其位移显著增加的位置更接近于煤壁;顶煤破碎受夹矸层厚度的影响较大,夹矸层达到一定厚度,顶煤放出效果不理想,直至不能放出。开采模拟观测和实测数据分析结论基本一致。该研究为扩大放顶煤安全高效开采范围提供了参考。     

注水对顶煤强度及冒放性的影响机理研究

针对注水后煤层强度降低及顶煤冒放性增加的机理,引用Mohr-Coulomb强度准则构建水理性分析模型,并采用大量煤样岩石力学试验方法,分析了水对煤体单轴抗压强度和剪切参数的影响作用,得出了降低煤体强度、增加顶煤的冒放性与煤层注水水压力和孔隙压力系数的关系,分析了煤层注水对顶煤强度及冒放性的影响因素。结合碱沟煤矿急倾斜坚硬特厚煤层综放开采条件,进行了顶煤注水弱化试验,验证了模型的合理性。     

含夹矸厚煤层综放开采顶煤运移规律数值模拟

根据鹤岗富力矿含中位厚夹矸煤层地质条件及煤的赋存状况,应用RFPA2D数值模拟软件分别对-450南18-2工作面含0.5、1.0、1.5 m厚夹矸开采煤体的运移情况进行数值模拟。结果表明,采动过程中,上部顶煤垂直方向的位移量均大于下部,而下部顶煤始动点距工作面的距离均大于上部。夹矸层强度与煤层强度既定情况下,工作面顶煤的运移规律及破碎程度均与含夹矸层的厚度相关。含1.0 m厚夹矸顶煤总位移量大于含0.5、1.5 m厚夹矸顶煤总位移量;含1.0 m厚夹矸顶煤比含0.5、1.5 m厚夹矸顶煤破碎充分。该研究为含夹矸条件下厚煤层综放开采冒放工艺的确定提供了依据。     

全兴煤矿顶煤冒放性分析

本文分析了普采放顶煤的冒放性,详细论述了煤层强度、煤层赋存深度、顶煤节理裂隙、顶板条件、采放高度比、工作面长度以及工作面推进速度对冒放性的影响。并提出实现放顶煤高产高效的技术措施。     

顶煤损伤统计力学模型

假设煤岩微元强度服从 Weibull分布 ,分析了支承压力、煤层倾角、煤体力学性质对急斜放顶煤开采水平分段高度的影响 ,结果表明 ,损伤分析对确定水平分段这一关键技术参数有重要作用。     

长青煤矿6#煤层顶煤冒放性数值模拟

为研究煤矿顶煤冒放性,基于长青煤矿6#煤层煤岩物理力学参数,利用通用离散元程序（UDEC）建立工作面走向数值计算模型,分析工作面推进距离对顶煤冒放高度的影响。结果表明：随着工作面的推进,顶煤屈服破碎高度增加,破碎、垮落范围增大。当工作面推进20 m时顶煤破坏范围和破坏形状趋于稳定,屈服破坏高度达到峰值9 m。由此,煤层冒放性较好,可以采用一次采全高综采放顶煤开采方法。该研究为长青煤矿6#煤层放顶煤开采生产提供了理论依据。     

兴泰煤矿二1煤层坚硬顶煤预裂爆破技术

 急倾斜坚硬厚煤层的开采方法是采矿技术所面临的难题之一。由于急倾斜坚硬厚煤层矿山压力显现不清楚,煤层顶板管理复杂,顶板事故多,回采率低等诸多因素的存在,使得矿井生产能力的提升及经济效益的提高受到束缚。兴泰煤矿二₁煤层具有煤质坚硬、倾角大、瓦斯高、煤层厚等显著特点。因此,提高坚硬顶煤的冒放性是兴泰煤矿放顶煤开采所面临的主要技术难题。本文在对坚硬顶煤破碎特点分析的基础上,结合兴泰煤矿二₁煤层工程地质条件,提出了提高二₁煤层坚硬顶煤冒放性的主要技术措施及三种预裂爆破方案。通过现场试验,成功的解决了二₁煤层坚硬顶煤难以放出的问题,取得了预期的效果。实现了急倾斜坚硬厚煤层放顶煤开采技术的突破,对中国急倾斜坚硬厚煤层的开采具有指导意义。     

高承压水体上开采底板岩层变形特征研究

在承压水体上开采时,煤层底板突水过程是一个复杂的非平衡、非线性的演化过程。结合朱庄煤矿3629工作面实例,利用理论分析、相似材料模拟研究方法探讨了高承压水体上开采底板变形规律,解析煤层底板隔水层在采动矿压及底板含水层水压的复合作用下的破坏深度、应力传播特征、底板突水极限压力,并将解析解应用于朱庄煤矿3629工作面底板突水预测的实际工程中,取得较好的实际应用效果。     

音频电透视在煤层底板富水性预测中的应用

音频电透视技术是矿井防治水工作的主要物探手段之一,利用音频电透视的基本原理及底板局部富水体对点源场的电位影响特征,对淮北刘东煤矿工作面煤层底板富水异常区进行了探测,确定了不同深度范围内岩层视电导率的分布特征及富水性,为煤矿底板防治水工程设计提供依据。     

FLAC在放顶煤开采顶煤变形与移动特征研究中的应用

采用数值模拟的方法,着重研究了顶煤的变形特征、顶煤变形与支承压力和支架工作阻力的关系;分析了采高和支架对顶煤应力和位移分布的影响,为顶煤破碎机理的分析和顶煤移动和运动规律的研究提供了依据。结果表明,支承压力有一形成过程,它对顶煤及夹矸的移动、破碎有着十分重要的影响;支架仅对下位2～3m的顶煤有影响;夹矸层的厚度及物理力学性质对顶煤的应力分布和移动有重要影响;采高的变化对顶煤的应力分布基本无影响,但会引起中下位顶煤水平位移和垂直位移的增加,对上位顶煤影响不明显。图5,表1,参8。     

基于灰色关联与神经网络的瓦斯含量预测研究

为了解各影响因素对煤层瓦斯赋存规律的影响,准确预测煤层瓦斯含量,在分析潘一东勘探钻孔资料的基础上,基于灰色关联分析了影响13-1煤层瓦斯含量的各因素,确定了煤层埋深、顶板岩性、煤层厚度和地质构造是影响煤层瓦斯含量的主要因素;利用神经网络方法建立了煤层瓦斯含量预测模型,结合实际数据,对预测模型进行训练与检验。结果表明:预测精度较高,验证了基于灰色理论与神经网络预测模型的可靠性。     

埋深对巷道围岩稳定性影响研究

根据南山煤矿2号煤的地质力学条件,通过围岩稳定性分类给出锚固参数。应用数值模拟和工程实践等方法,系统研究了埋深对巷道塑性区、应力分布及位移分布的影响规律。研究结果表明,围岩稳定性分析时应该考虑巷道的埋深效应。研究结果有利于了解巷道围岩内部应力与位移的发展规律,为选择巷道锚固方案和优化锚固设计参数提供了依据,可为类似条件矿井的支护提供理论依据与应用性指导。