长壁工作面老顶初次断裂步距及类型的研究

本文根据采场老顶所处的力学环境,建立起相应的力学模型,求解出老顶的弯矩修正系数,分析了老顶的弯矩分布规律。研究提出了老顶初次断裂存在着三种类型,建立了初次断裂步距及类型的计算方法。结果表明,老顶初次断裂步距应在反映自身稳定性的步距基数A基础上,用反映周围力学环境的刚度比β、载荷比D、载荷范围b_1进行修正。     

工作面来压步距对上山煤柱尺寸的影响分析

上山附近终采线上方老顶岩层的住态影响着煤柱支承压力的大小和上山维护的难易程度。因此。工作面终采线的位置，应尽可能确定在老顶岩层周期来压完成之后。在采区范围内首采工作面的长度控制着老项的初次来压步距和周期来压步距。由于首采工作面老项断裂对相邻工作面老项岩层的损伤，使得相邻工作面老顶来压步距受到初采工作面老顶来压的控制。当采区走向长度确定之后，可以通过改变首采工作面的长度来控制工作面终采线的位置。实现采区上山煤柱尺寸最小化。     

工作面顶板岩石移动与破断规律研究

以某矿西1采区首采工作面为研究对象,对该工作面顶板岩梁的直接顶的初次跨落步距、老顶初次来压步距及岩梁的周期来压步距进行了计算研究,又通过对工作面支架的工作阻力实测,验证了理论计算的上述各值,从而为该工作面顶板管理提供了理论依据。     

孤岛煤柱膏体充填开采覆岩运动规律研究

为研究孤岛煤柱膏体充填开采覆岩运动规律,对岱庄煤矿2351膏体充填工作面支架压力进行了实际观测和分析。由于周围工作面回采结束时间较长,采空区内覆岩跨落后已经基本稳定。该工作面充填开采顶板初次来压步距为33.6 m,监测到的前4次周期来压步距分别为18.3、8.8、13.79、m。膏体充填条带煤柱开采采场与覆岩结构的特殊性决定了第一个周期来压步距相对较大。由于三面采空,虽然采用膏体充填采空区支撑上覆岩层,工作面顶板及其上覆岩层的断裂和下沉仍然十分显著。充填膏体的支撑作用使采场宏观矿压显现不明显,但三面的采空导致支架上的工作阻力较大,在推采停顿时间较长时矿压显现尤为明显。     

煤层放顶煤时放煤步距分析研究

本文基于笔者多年从事煤层步距的相关工作研究经验,以煤层放顶时放煤步距为研究对象,探讨了放煤步距的确定方法,全文是笔者长期工作实践基础上,利用业余时间搜集放顶煤开采相关资料,相信对从事相关工作的同行有参考价值和借鉴作用。     

合理放顶煤步距的确定

本文根据机械化放顶煤工作面特点,对顶煤放出规律进行了研究,在此基础上利用计算机模拟提出了顶煤放出的最佳放出步距。     

老顶岩层板结构断裂规律

将老顶岩层视为板结构,应用板的屈服线分析法研究各种开采边界条件下老顶岩层的周期性断裂规律及断裂型式的变化,建立两侧断裂跨度与来压步距的关系,按平面问题研究采场矿压的条件和范围以及板结构对沿空留巷的影响。研究表明,用屈服线分析法研究“岩板”的破坏是有效的。     

近浅埋煤层老顶初次垮落规律及控顶措施

以榆阳煤矿2302工作面的开采实践为工程背景,利用"板"和"梁"2种力学模型对近浅埋煤层条件下的老顶初次来压步距进行了分析和计算.结合老顶实际垮落步距确定出适合近浅埋地质条件下的力学模型,并计算了"板"力学模型在不同边界条件下初次来压步距.为了解决老顶初次来压步距过大的问题,根据采场处于不同边界条件下初次来压步距的特点,提出了采用深孔预裂爆破和区段煤柱宽度缩小的方法,使采场处于"两边固支两边简支"的受力状态,以减小初次来压步距,保证初采初放期间工作面顶板安全.     

对步进电动机步距角的分析和计算

分析步进电动机的步距角，包括步进电动机步距角的概念，步距角的计算，改变步进电动机步距角的方法，以及获得任意步距角方式。     

关于流水步距和流水工期计算方法的讨论

提出适用于不同流水施工方式的流水步距和流水工期的统一计算方法,并通过计算实例的对比验证统一求法的正确性。     

软岩采场老顶破断的有限元模拟

将软岩采场老顶岩层视为支承于粘弹性基础上的薄板，设计了研究老顶破断的ＦＥＡＥＢＰ有限元模拟方法。该法能有效的模拟各种岩性参数、开采边界条件和各种几何尺寸的老顶岩层在开采过程中破坏的过程和结果，最终提供老顶的破坏形式、断裂步距、顶板下沉状态等分析数据，并对老顶来压的预测预报、选择合理的控顶措施提供依据。     

基于薄板理论的首采工作面基本顶来压步距研究

基本顶破断对工作面来压具有重要影响。为了研究首采工作面的基本顶破断机理,根据顶板发生初次破断和周期性破断时的边界条件,分别建立了四边固支、三边固支一边简支的顶板薄板力学模型。利用伽辽金法对薄板模型进行力学计算,对工作面顶板破断时基本顶岩层的应力分布特征与破断机理进行了分析。通过极限破断准则得出顶板破断位置与来压步距。结果表明:工作面基本顶破断与上覆岩层载荷、工作面长度、推进距离、岩层厚度、泊松比等因素有关,与板的弹性模量无关。现场观测顶板来压步距与理论计算结果较吻合,可为首采工作面来压预报提供依据。     

晋城15号煤层坚硬顶板条件下工作面合理长度的确定

利用两种极限边界条件下悬板力学模型得出的坚硬项板下初次来压步距与合理工作面长度的关系，计算出了沁水豹凹沟煤矿等四个矿15号煤层的合理工作面长度，并运用坚硬岩层的破断规律进行了综合分析，提出了其工作面长度的合理选择，并最终确定了晋城矿区15号煤层坚硬顶板条件下合理工作面长度。工作面合理长度在80～115m之间，用此数据指导晋城矿区15号煤层的开采施工。     

锚杆支护切眼冒落分析与对策

为了研究大跨度、松软破碎顶板、高应力等特殊条件下的工作面切眼冒落问题,对该特殊条件下的荆各庄矿11煤层2313工作面锚杆支护切眼的冒落原因进行了详细分析。分析结果表明:采动影响、煤柱处产生的集中应力和水平主地应力叠加是引起冒落的主要原因;顶板岩层强度低、辅助支护方式不合理等也是引起冒落的原因。因而需要采取针对性的防止冒落措施,在搞清这类特殊巷道地质条件及围岩应力分布的基础上,进行巷道基本支护和辅助支护设计,并加强巷道矿压观测及支护理论研究,以确保该类特殊巷道的安全正常使用状态。这些措施对于防止该类特殊巷道冒落具有一定的借鉴意义。     

沿空留巷矿压显现周期性机制研究

沿空留巷保留巷道中的矿压显现存在强烈区和缓和区周期性交替的现象,通过建立沿空留巷结构力学模型,分析了此现象与工作面端头弧三角形悬板的关系。研究表明:周期来压时,工作面顶板断裂会在沿空巷道上方产生弧三角形悬板,悬板最大悬顶距对应位置的巷道矿压显现相对强烈,并且随工作面推进矿压显现强烈区以周期来压步距为步距跳跃前移。在上述研究基础上,提出弧三角形悬板位置预测与实测方法,并以东滩煤矿3203工作面沿空留巷为工程背景,通过矿压观测对矿压显现程度周期性现象和弧三角形悬板位置进行了验证,提出了分阶段不等强支护方式,为留巷滞后支护设计提供了依据。     

薄板力学解在坚硬顶板采场的适用范围

本文用厚板力学的方法,研究了坚硬顶板采场薄板力学解的可行区域作出了实用的工程判断图,并导出了四种边界条件板的厚化系数表达式,对必须用厚板来解的顶板,用相同边界条件的薄板解乘以厚化系数,即得厚板的解。     

不同基础上板结构老顶的断裂摸式及其对采面来压的影响

本文以现场观测及岩样试验为基础，将长壁工作面老顶视为弹性薄板，将支撑老顶的直接顶与煤层（基础）分别视为弹性，弹塑性，粘弹性及粘塑性基础，亦即，将老顶及其基础（直接顶与煤层）分别视为四种统一的空间结构模型，并通过薄板弯曲边界元法分别与弹性，弹塑性，粘弹性及粘塑性边界元法耦合，对上述空间结构进行求解，得出了如下结论：１、在通常的长里工作面条件（ｂ／ａ＞１）下，除了断裂位置及来压显现不同外，在弹性，弹塑性，粘弹性及粘塑性基础上的老顶矩形板的初次断裂模式均为横Ｘ型，周期断裂模式均为横半Ｘ型，亦即，不论基础类型如何，老顶的初次断裂模式均为横Ｘ型，周期断裂模式均为横半Ｘ型。２、当板式老顶断裂后，其断口参差不齐，且基本垂直于老顶悬板的主张应力迹线。在老顶运动与转过程中，各断裂岩板之间仍处于联锁咬合状态，由于咬合面上强大的剪切力的作用，在咬合面附近形成了类似于刚——塑性的准塑性区。因此，我们认为，板式老顶断裂后，形成了咬合板结构。当ｂ／ａ＞１时，初次断裂的老顶将形成三咬板或正三咬板结构，这一结构的失稳便引起工作面初次来压，周期断裂的老顶亦将形成三咬板或料三咬板结构，这一结构的失稳便引起采面周期来压。３、随着基础（直接顶与煤     

老顶周期断裂及顶板来压预报

本文建立了老顶周期断裂前后的弹性基础梁模型,分析了老顶断裂位置及其在采场前方的矿压显现。研究表明,老顶通常在煤壁前方断裂,断裂时煤体上出现“压缩—反弹—压缩”三个区域,利用相应的显现可成功预报顶板来压。文中讨论了有关因素对断裂位置及显现的影响。     

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。     

高位复合顶板综采面矿压规律研究

针对高位复合泥岩顶板煤层回采期间顶板来压变化复杂等问题,结合离石煤矿4号煤顶板特厚复合特性,对其综采工作面实施矿压观测。研究表明:该类顶板周期来压步距差异大,来压步12.6 m,动压系数为1.33,来压强度沿工作面呈近似抛物线形分布,综采支架载荷强度频率符合正态分布特征。