浅谈强制放顶在煤矿综采工作面的应用

在煤矿生产过程中顶板事故占有较大比率,尤其是煤层顶板坚硬、完整、不易冒落综采工作面的初采,由于一般采取自然垮落法,随着工作面的推进,造成采空区悬顶面积不断扩大,当采空区大面积瞬间垮落时极易形成飓风和冲击压,不但造成人员伤亡和设备损坏,而且容易造成瓦斯瞬间涌出,诱发瓦斯重特大事故。为了解决这个问题,本文结合煤矿工作实际,分析了强制放顶技术的可行性,希望能为相关作业人员提供一定参考。     

综放工作面基本顶层位与极限跨距确定

为确定中煤平朔集团井工一矿4106综放工作面基本顶层位和极限跨距,考虑基本顶沉降值、采空区残留浮煤厚度、碎胀系数等因素,初步确定了采空区的冒落带理论高度;根据覆岩结构向高位转移后的平衡条件,判断顶板上方13.12 m以远的粗砂岩为基本顶1;根据组合梁等理论公式,计算了该工作面顶煤、直接顶、基本顶的载荷值,确定了顶煤、直接顶、基本顶的初次垮落步距、周期垮落步距,结果与矿压观测结果基本吻合。     

顶板受冲击垮落的理论分析及工程应用

针对神东煤炭公司大柳塔煤矿活井21303综采工作面,上层采空区顶板突然大规模垮落对下层顶板及支架的突然冲击问题,文章采用动量定理、动量矩定理、达朗伯原理推出了顶板垮落瞬间的运动量及顶板切顶垮落所需要的剪力值计算公式,用ANSYS LS—DYNA程序对顶板垮落过程进行了数值计算,得到了最大冲击力,在大柳塔煤矿活井21303综采工作面对顶板垮落特征进行了实际观测和理论成果验证。理论分析、数值计算及工程实测结果相辅相成。文章不但解决了大柳塔煤矿活井21303综采工作面,上层顶板突然大规模垮落对下层顶板及支架的突然冲击问题,而且对矿山开采过程中类似的问题提供了理论指导。同时给出了用ANSYS LS—DYNA程序计算冲击力的方法。     

塔山矿特厚煤层放顶煤开采顶煤运移规律及其开采工艺的研究

为在塔山矿石炭二叠纪3～5#层超厚煤层条件下的实施综放开采技术,对受火成岩穿插形成的"上软下硬"型超厚顶煤顶板的破断、运移规律进行了现场观测和分析研究。通过理论分析,建立了顶板断裂的力学模型。利用深基点观测方法,在塔山矿8104综放工作面设置矿压观测站,对工作面顶煤顶板的不同层位进行深基点观测,获得了顶煤顶板随工作面推进垮落和运移情况的数据,分析总结了该工作面顶煤顶板的活动运移规律。结果表明:塔山矿综采工作面采用"一刀一放"循环作业,两组顺序放煤的放顶煤工艺可以使工作面回收率达到85%左右,完全可以满足生产实践要求。     

厚煤层一次采全高放顶煤工作面顶板分析与管理

综采厚煤层一次采全高低位放顶煤采煤方法同其它普通采煤方法一样，同样存在着顶板控制问题，科学地分析综采放顶煤工作面矿压显现及支架支护方式和采掘设备、工艺，对有效的控制放顶煤工作面的顶板，减少事故，有着积极的作用。     

斜切分段短壁工作面顶板预裂爆破方案研究及应用

针对急倾斜A3煤层伪斜布置的短壁工作面11A3E11顶板不易垮落,引发采空区遗留煤自燃、有毒有害气体积聚等安全隐患。为消除悬顶的影响,针对现场实际情况对比分析选择顶板预裂爆破方案,工作面切眼前方50 m采用初次放顶,之后循环放顶直至停采线,在现场实施中得到了适合此短壁工作面特定顶板预裂爆破的相应参数,包括了:钻机的型号;初次放顶和循环放顶爆破的装药量、封孔长度、钻孔倾角及爆破处理高度等。通过钻孔窥视、采空区风速测定、工作面回采跨落情形及液压支架阻力变化验证了顶板爆破的良好效果,保证了工作面的安全回采。     

大倾角大采高综采工作面坚硬顶板控制技术

为保证大采高坚硬顶板综采工作面的安全生产,以新疆焦煤集团2310矿为例,通过理论公式计算了老顶悬露长度约为60 m,利用FLAC3D数值模拟软件对25221大采高工作面推进过程中沿走向和倾向顶板的塑性区分布进行了研究,结果表明:在80 m范围内,切眼和煤壁及采空区四周煤体塑性区分布随推进距离的增大而增大,而坚硬顶板塑性区分布范围变化不大,顶板承载能力强;最后采用超前预爆破的方法对坚硬顶板强制放顶,取得不错的效果,排除了坚硬顶板大面积垮落对工作面安全生产造成的损害,也为其他类似矿井提供了借鉴.     

浅析综采工作面初次放顶技术管理

综采工作面初次放顶技术管理直接关系到煤矿的安全状况、煤矿的生产经济效益。采煤工作面初次放顶的技术管理重点在于加强顶板管理,减少顶板事故,保证安全生产。为此,本文结合某实际综采工作面实例,重点介绍了支护设计,以及初次放顶其间的技术管理措施,以确保煤矿的安全生产,提高生产经济效益。     

急倾斜工作面采空区瓦斯分布规律的相似模拟研究

为了治理新疆苇湖梁煤矿急倾斜大段高综放工作面采空区的瓦斯隐患,在实验室依据几何相似准则,按1∶100比例制作了采场模型,并依据流动相似理论的欧拉相似准数来确定采空区回采工作面风量及工作面两端压差,实验中以高纯氮气作为指标性气体来模拟采空区的瓦斯随工作面变化的情况.针对回采作业的初采阶段、放顶煤阶段以及顶板垮落阶段采空区的空间形态,试验得到采空区内指标性气体在不同位置分布特征.据此分布特征规律,利用Fluent专业计算软件,模拟计算出矿井该回采工作面的瓦斯在采空区里流动分布情况,即在初采阶段采空区浓度为50%的瓦斯分布在工作面上部10m处,在放顶煤阶段这种高浓度瓦斯分布在工作面上部20 m处,而在顶板垮落时,由于漏风而使高浓度瓦斯分布分散化.本研究结果对于现场进行瓦斯防治,特别是进行采空区瓦斯抽采提供了参数依据.图5,表3,参8.     

矿井深部综采放顶煤工作面防动压技术研究

在深部矿井开采过程中,受开采深度、煤岩性质、顶板岩层结构特点、地质构造及开采技术等诸多因素的影响容易发生冲击矿压事故,给矿井的安全生产造成严重影响。本文通过对赵各庄矿业公司3137综采放顶煤工作面防动压技术的研究及工作总结,提出防治冲击地压事故发生的相关安全技术措施,确保安全生产。     

综采工作面"扇形"开采矿压显现规律研究

3313综采工作面初采阶段为扇形开采,初次放顶期间矿压显现规律与普通综采工作面不同,通过现场详细设点进行矿压观测,摸清直接顶和老顶初次跨落规律,对类似条件下的扇形开采工作面矿压显现现象有很好的借鉴作用,从而能够提前采取可靠的顶板维护措施.达到安全生产的目的.     

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。     

下隅角顶板预置钻孔瓦斯抽采技术在下行风综采放顶煤工作面的应用

为了加大综采放顶煤工作面瓦斯防治力度,解决下行风综采放顶煤工作面机头段顶板瓦斯积聚超限问题,大平矿在生产实践中总结出了下隅角顶板预置钻孔瓦斯抽采技术,解决了瓦斯积聚超限问题,提高了工作面的瓦斯抽采率,降低了工作面的风排瓦斯量,有效地保证了工作面的安全、高效生产,并对其取得的效果进行了分析总结。     

特厚煤层综采放顶煤液压支架的选型与技术研究

综采放顶煤工作面顶板的支护和管理是关系安全生产的主要因素,而实现综采工作面顶、底板支护的唯一设备就是液压支架.液压支架合理选型是综采成功的重要保证,是工作面实现高产高效的关键设备.本课题综合采用理论分析、计算机数值分析、现场实测等手段,重点研究综采放顶煤液压支架的选型.     

松动巷在三矿5523-1O综采放顶煤工作面的应用

对窑街煤电公司三矿在5523-10综采放顶煤工作面采用松动巷进行顶煤弱化和消除采空区悬顶技术做了详细的论述.     

预防综放面坚硬顶板超前剪切破坏方法

综放面开采过程中,坚硬顶板超前剪切破坏,会造成工作面台阶下沉,甚至工作面整体垮落.通过矿压观测,判断顶板来压方式,采取强制放顶,防止顶板剪切破坏.     

松动巷在三矿5523—10综采放顶煤工作面的应用

对窑街煤电公司三矿在 5 5 2 3— 1 0综采放顶煤工作面采用松动巷进行顶煤弱化和消除采空区悬顶技术做了详细的论述     

坚硬火成岩顶板初次放顶技术探讨

以广安煤矿某工作面的火成岩坚硬顶板初次放顶工作为研究对象,针对悬顶面积大、不易垮落等特征进行研究,摸索出一套在初次放顶过程中利用特殊支护"强支"及人工"强放"的安全技术措施,取得了较好的效果,为开采类似顶板的采煤工作面实现高产高效及安全生产提供了成功经验。     

忻州窑煤矿8913综放面垮架事故分析

文章针对大同矿区两硬条件下综采放顶煤工作面开采过程中发生的垮架事故,根据支架—围岩的相互作用关系,分析了事故发生的原因,提出了实现安全开采的有效技术与管理途径。     

强制放顶爆破参数研究

榆神府矿区煤层顶板属于非坚硬岩层,但由于工作面初次来压步距很大,单体液压支柱无法抗拒覆岩整体切落和大面积垮落压力而容易引发大面积垮落灾变。数值模拟分析表明,非坚硬顶板工作面初次来压步距可以通过深孔和浅孔强制放顶减小。通过数值模拟和实际开采条件分析,提出了采用深浅孔结合进行强制放顶预防大面积垮落灾变的方法。得到了炮眼直径与最小抵抗线的关系,确定了非坚硬顶板强制放顶的爆破参数,为避免顶板大面积垮落灾变提供了可靠依据。