倾斜煤层含矸煤柱区应力状态及防冲技术研究

针对倾斜煤层分层开采综放工作面临空侧含夹矸层巷道变形量大、冲击危险性高的问题,构建了侧向悬顶临空煤柱受力模型,运用数值模拟方法对工作面回采过程中煤柱区域围岩应力场和塑性区变化进行研究。研究结果表明：在煤柱弹性变形阶段,煤柱支撑力、变形量、煤柱积聚弹性能随着悬顶长度的增大而增大;临空煤柱在巷道区域存在夹矸弱层时,沿夹矸面产生的应力集中区致使巷道变形量增大,诱使周围煤岩运动加剧;当临空侧煤柱上方巷道顶板不易发生破坏时,可形成弹性能的良好载体和传递通道,造成巷道应力集中,加剧冲击地压发生危险性。同时,针对含矸临空煤柱自身抗破坏能力较差问题,提出远近结合、分批次的卸压方式,制定了顶板预裂、煤体爆破方案,有效降低巷道帮鼓变形量,微震震动点向远离工作面方向上方顶板偏移,冲击地压危险程度明显降低,有效保证工作面安全回采。     

无线电坑透勘探技术在采区煤柱工作面中的应用

探明待采工作面的地质构造及地质异常体以保证采煤的顺利进行,是矿井地质工作中的重要任务。实施无线电坑透的采区煤柱工作面为煤层大倾角俯采工作面,煤层厚度变化大,煤体破碎成很细的粉末,原生层理完全被破坏,采区两翼已回采结束工作面有多条老巷穿过采区煤柱工作面。此次无线电坑透勘探在煤体破碎、煤厚急剧变化的情况下,利用井下无线电坑透勘探技术查明了采区煤柱工作面内的老巷及工作面内煤厚变化情况,圈定工作面中老巷的位置与范围,为工作面安全顺利回采提供参考依据。     

迎工作面小煤柱掘巷一体化稳阻支护技术

迎工作面留小煤柱掘巷,在不稳定采空区边缘和强烈的动压作用下如何维护煤体——小煤柱巷道,属于新课题。其支护难度极大,采用传统的支护技术,难以控制围岩的强烈变形,因此开展迎工作面小煤柱掘巷的支护技术研究,具有重要理论和实践指导意义。     

深部综采面侧向支承压力监测研究

为了获得回采期间厚煤层综放工作面侧向支承压力分布情况,基于回采工作面矿山压力理论,通过在回采工作面轨道顺槽外侧煤体中布置钻孔应力计,对回采期间及顶板垮落后巷帮受力进行监测,进而摸清工作面侧向支承压力的分布规律,为工作面区段煤柱留设提供依据。     

支护强度对沿空掘巷煤柱稳定性影响

掌握沿空掘巷窄煤柱采空区侧已有支护结构对煤柱稳定性的影响.采用FLAC3D有限差分数值模拟方法,研究不同支护强度条件下窄煤柱的变形和破坏规律.研究结果表明:上区段工作面回采和沿空掘巷对煤柱稳定性的影响较大,窄煤柱采空区侧的煤体先于巷道侧进入塑性区,变形量远大于巷道侧;采空区侧的支护结构对限制煤体塑性区扩展的作用不明显,支护强度对煤柱稳定性的影响较小;采空区侧的支护结构很容易失效或强度发生严重衰减,巷道侧的支护结构受采动影响小,护强度对窄煤柱稳定性的影响程度大于采空区侧.     

水旱交接处护巷煤柱冲击矿压控制

在水采工作面和旱采工作面交接的护巷煤柱处,极易发生冲击矿压事故.通过对冲击矿压机理的分析,认为冲击矿压的发生是由于积聚较高能量的受载煤体裂纹不稳定扩展所致.提出了增加卸载区的范围,促使煤体裂纹稳定扩展,降低单位煤体储能,从而控制冲击矿压发生的原理.给出了该条件下增加煤体孔隙率,减少瓦斯、空气流通通道的防治原则.在此基础上,给出了分段治理,注水和注浆相结合的防治方案.工程实践证明该方案是切实有效的.     

回采巷道煤柱临界宽度理论计算方法

为填补长壁工作面回采巷道煤柱合理尺寸设计的理论计算之空白,根据Hustrulid(1976)提出的煤体实验室标准试件强度值与现场临界立方体试件强度值的计算公式和Bieniaws-ki(1969)煤柱强度计算公式,推导出了回采巷道煤柱临界宽度理论计算公式。该计算方法及其理论解,在回采巷道煤柱合理尺寸的确定方面具有重要的理论价值和工程应用价值。     

综采放顶煤开采顶煤破碎机理研究

本文以岩石力学关于岩石变形破坏的基本原理为基础,研究了在支承压力作用下顶煤破碎机理.分析了完整煤体的剪切破坏、煤体(含弱面)沿弱面和穿过弱面的剪切破坏的强度特性和破坏准则.并以梅河三井等五个综放工作面为例,运用现场统计观测资料和实验室相似材料模拟实验数据,描速了弱面状态参数与综放工作面地压落煤效果之间的关系.     

尤卡尼超前预加固技术在红岭煤矿掘进工作面的应用

红岭公司在15101采煤工作面的下巷掘进过程中,由于保护煤柱太小,受到旁边工作面采动的影响,煤层处于松软破碎状态,掘进过程冒顶经常发生。针对这种情况采用了尤卡尼超前加固技术,增加了煤体的完整性,避免了冒顶,保证了作业人员的安全,取得了显著的经济、技术效益。     

拱形沿空巷道破坏特征与控制技术

针对倾斜厚煤层拱形沿空巷道围岩控制难题,以魏家地煤矿2303工作面运输巷为工程背景,采用数值分析的方法,对其围岩应力分布、变形与破坏规律进行了探讨。结果表明:煤柱内存在水平位移的零分界线,分界线采空区侧煤体破坏形式主要为拉剪混合破坏,另一侧煤体破坏形式主要为剪切破坏,煤柱稳定性差,实体煤帮角应力集中系数高达3. 0且作用范围大,顶板岩体沿弱面发生剪切滑移,压剪破坏严重。提出"两区一让"围岩控制技术:短锚索抑制分界线附近煤柱分离,长锚索抑制煤体沿煤岩接触面剪切滑移,并采用木托盘整体让压,数值分析结果表明顶板下沉量减少40%,煤柱帮移近量减少50%,实体煤帮移近量减少44. 4%,成功应用于控制实践。     

急倾斜煤层分段开采下部煤岩体应力及位移演化规律

为了掌握急倾斜特厚煤层分段开采时工作面下部煤岩体应力及位移演化规律,采用数值模拟方法研究了工作面下部煤岩体和工作面底板的应力及位移分布,并分析了分段高度和开采深度对下部煤岩体应力及位移的影响。研究表明：上分段开采后,下部不同深度煤岩体卸压范围均呈长轴沿煤层走向的椭圆状,但卸压范围并不对称,底板侧和顶板侧的煤岩体卸压程度不同,靠近底板侧卸压程度更大。下部煤体卸压深度大小为底板侧>工作面中部>顶板侧。煤层底板不同深度出现不对称卸压区,靠近回采分段上端部的煤层底板处垂直应力明显集中。急倾斜煤层分段开采,段高对下部煤体的卸压深度范围影响较小。开采深度不同时,随着埋深增加,工作面下部煤岩体应力集中区域增大,下部同一深度煤体的垂直应力、垂直位移均出现明显增加,开采深度对工作面下部煤岩体的卸压范围影响明显,埋深越大卸压范围也越大。     

焦家寨煤矿2号煤综采中位放顶煤工作面矿压研究及应用

通过对焦家寨煤矿2号煤层22105综采中位放顶煤工作面的矿压观测和研究分析,明确了工作面上覆岩层的运动变化规律、变化参数以及矿压显现程度对工作面生产的影响,可为今后工作面两巷超前支护及采煤设备、支架选型提供重要的决策依据。     

综采放顶煤工艺在西峪煤矿的应用

阐述了太原西峪煤矿的生产技术现状,分析了3号煤煤层赋存情况及水文地月情况,指出综采放顶煤工艺克服了主巷压力大、破碎机行走困难、工作面煤壁片帮严重工作面过断层等难题,提高了技术装备水平,为创建安全高效矿井奠定了技术基础.     

43307工作面过42煤残余煤柱矿压显现规律数值模拟研究

通过对榆家梁煤矿43307工作面矿压显现的分析,建立工作面回采计算模型,利用数值模拟方法研究工作面推进与工作面压力分布情况,并给出矿压显现的几何量值,为工作面安全生产和巷道合理支护提供科学的理论指导。同时,通过多种矿压观测手段分析了工作面开采过程中的采场来压规律及过应力集中煤柱的矿压规律,对该矿区其他相同条件工作面及类似条件下回采采场围岩控制具有工程决策意义。     

薄煤层普采工作面顶板动态及其控制

依据现场实测结果和薄煤层普采工体面开采的实践,分析了薄煤层普采工体面顶板矿压显现规律,提出的薄煤层普采工作面顶板管理方法保证了碱场2下/东一、二回采工作面的安全开采。     

上覆煤柱工作面矿压显现及开采应对措施

通过对上覆煤柱工作面支承压力的分析及现场实际情况的总结,提出了工作面矿压显现特征和在煤柱下开采工作面所采取的应对措施。     

近距易燃煤层采空区残煤综放复采技术矿压显现研究

利用矿压显现理论,对白家庄矿业公司39713工作面近距易燃煤层采空区残煤综放复采技术矿压显现进行分析,重点研究了工作面及两巷超前支护段矿山压力显现,为类似工作面及矿井开采提供实践经验及理论总结,以达到安全回采的目的。     

大采高放顶煤工作面矿压显现规律及围岩控制研究

通过对大采高放顶煤工作面进行矿压规律实测,研究大采高综放条件下上覆岩层结构及运动特征,掌握工作面的初次来压、周期来压规律,探讨支架-围岩关系及优化液压支架选型。本文以理论分析为基础,并以某矿一号井大采高综放面为例,总结了大采高综放面矿压显现规律。     

清河煤矿分层开采探讨

在中厚煤层实行分层开采时,下分层巷道掘进过程中与上分层巷道经常发生漏通,为满足通风及掘进工作面人员施工的安全,必须采取上下交错巷道漏通支护措施。以清河煤矿1803下运输顺槽掘进工作面为例,详细介绍了中厚煤层实行分层开采的措施和方法。     

煤层动压注水的现场实验研究

主要以西山矿务忆官地矿３２３０３工作面高压注水为例,实测了高压注水时,注水压力,注水量与时间的变化规律及煤体的湿润情况与防水效果,论述了煤体高压注水及防尘机理。