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厚煤层综放工作面矿压显现规律研究
2024年
以山西泽州天泰能源某煤矿综放工作面为工程背景,通过现场观测分析出实际工作情况下的支架与围岩稳定性的关系、来压规律、工作面前方的支承压力分布。然后运用数值模拟手段对工作面的矿压显现规律进行研究。研究发现,超前支承压力在工作面前约30 m处由原岩应力4.4 MPa开始增大,在距工作面前方5 m处增加至最大值5.2 MPa后急剧降低。覆岩垮落高度随着工作面推进逐渐增加,当推进至160 m时,随着冒落矸石逐渐被压实,岩层弯曲下沉量不再增加,覆岩垮落高度不再变化。工作面上覆岩层垮落形态呈近似“等腰梯形”状,表现为滑落失稳形式并垮落形成台阶岩梁结构,导致工作面来压比较迅速。
刘赵新
关键词:综放开采矿压显现
新村煤矿15113综采工作面矿压显现规律数值模拟研究
2024年
随着开采强度的增加,煤炭开采势必造成覆岩的严重破坏以及工作面的剧烈来压,严重影响矿井的生产安全。由于矿区地质条件的复杂性与独特性,新村煤矿15113综采工作面上覆岩层破断特征以及应力分布规律并不明晰,因此文章采用FLAC 3D数值模拟方法,针对工作面推进过程中顶板塑性区发育规律、应力场及位移场演化特征、煤壁超前支承压力演化特征进行研究,认为该工作面基本顶的周期来压步距范围在10~15 m之间,且6.3 m厚K 2石灰岩将直接影响工作面来压程度;同时,当工作面经空巷或小窑破坏区时,应斜交旧巷锚网支护,平行旧巷采取超高水充填,工作面预先伪倾斜调整,确保安全推进。研究结论将为工作面开采过程中矿压显现预测与防治、顶板损伤治理提供科学依据。
杨勇
关键词:矿压显现特征数值模拟周期来压
布尔台矿综采工作面主运巷道矿压显现规律研究
2024年
针对神东矿区特大型矿井在较深开采深度下矿压显现规律研究不足的问题,以布尔台煤矿22209综采工作面为工程背景,研究较深埋深条件下高开采强度综采工作面主运巷道矿压显现规律,结果表明:巷道表面位移监测显示,主运巷道顶板、正帮、副帮均未发生明显变形,巷道围岩变形可控;煤壁钻孔应力监测显示,在距离煤壁45 m左右的位置开始进入超前应力影响区域,应力值增幅开始明显,在10 m左右位置应力增幅明显增大,煤壁可能会出现帮鼓、片帮,甚至存在炸帮的可能性,推测此段处于超前支承压力峰值区域,必须严格执行超前锚杆索防护;数值模拟分析,在锚杆与锚索支护方式下,主应力和剪切应力均不同程度缩小了范围,围岩的完整性得到提升,顶板塑性区块的数量下降,以拉伸破坏为主,巷道两帮塑性区范围变小,且以剪切破坏为主。
范东林陈苏社王庆雄王巍曹军崔立军王彦龙
关键词:神东矿区矿压显现规律
综放工作面矿压显现规律与采煤工艺优化研究
2024年
针对某矿经常出现支架移动、倾倒、难伸缩、设备翻倒等现象,采用数值模拟、现场实测以及相似模拟的方法对某矿大倾角工作面采煤工艺进行优化研究,通过分析某矿大倾角工作面的围岩与顶板运移、破坏以及应力规律,对某矿综放工作面进行矿压监测以及矿压显现规律研究,优化了某矿大倾角综放工作面的采煤工艺,保证了工作面安全,使某矿大倾角综放工作面生产更安全高效。
张智华
关键词:综放工作面矿压显现规律数值模拟
五虎山煤矿顶空开采工作面矿压显现规律模拟研究
2024年
为研究浅埋近距离煤层群采空区下煤层工作面开采过程中的矿山压力显现规律,文章以五虎山煤矿9号煤层采空区下10号煤层的011008综采工作面为研究对象,采用理论分析和数值模拟相结合的方法对011008综采面矿压显现规律展开了研究。研究结果表明,在下煤层开采前,顶板垂直应力集中在上层煤跨度两端,整体呈对称分布,在工作面推进到20 m时,直接顶以随采随落的形式发生垮落,30 m后基本顶以“悬臂梁”、“砌体梁”结构循环出现,大周期来压步距约为20 m,小周期来压步距约为10 m,顶板垂直应力先减小后逐渐恢复,顶板变形量也逐渐增大,由直接顶轻微弯曲演变为基本顶破裂,最终导致地面显著下沉。
王铁军
关键词:近距离煤层矿压规律模拟仿真
三交河煤矿沿空留巷矿压显现规律及门架回撤工艺研究
2024年
为掌握三交河煤矿10-2072巷沿空留巷期间巷道围岩活动的分布规律及空间特征,通过对工作面超前区域及留巷区域中矿压显现规律的监测分析,判断切顶留巷围岩的稳定状态,进而优化支护设计及确定门式支架回撤的工艺工序,为矿井沿空留巷技术的实践应用提供了数据支撑。
原明帅
关键词:沿空留巷矿压显现规律支架回撤
房柱式采空区下开采覆岩变形与矿压显现规律研究
2024年
为研究房柱式采空区下工作面开采覆岩变形破坏与矿压显现规律,以郭家湾煤矿51207工作面为研究背景,定义岩石本构模型为应变软化模型,采用FLAC3D对房柱式采空区下工作面覆岩竖向位移和塑性区以及液压支架的变形和工作阻力变化特征展开了数值模拟研究分析,得到了以下结果:51207工作面的开采虽然会导致工作面前方30 m范围的房柱式采空区煤柱发生较大的变形并出现不同程度上的屈服破坏,但不会出现整个煤柱都发生屈服的现象;房柱式采空区下51207工作面开采过程中液压支架的最大竖向位移不会超过274.1 mm,小于液压支架的有效支护行程,不会出现压架的风险;房柱式采空区下51207工作面开采初次来压步距约为40 m、周期来压步距为10~15 m。
刘俊宋伟亚
关键词:覆岩矿压显现规律
多层坚硬顶板动压巷道矿压显现规律及深浅孔组合爆破切顶控制技术研究
2024年
针对多层坚硬顶板巷道受相邻工作面采动影响导致巷道维护困难的问题,以碾焉煤矿8104运输顺槽为工程背景,综合采用实验室试验、理论分析、数值模拟与现场工业性试验等,研究了多层坚硬顶板动压巷道的矿压显现规律及其机理,提出了深浅孔组合爆破切顶卸压技术,并分析了控制效果。结果表明:(1)多层坚硬顶板巷道围岩变形主要分为缓慢变形、快速变形与变形趋于稳定等3个阶段,并在快速变形阶段呈台阶式增长的变化规律,其“台阶”数量与近场内坚硬顶板的层数有关;(2)深浅孔组合爆破切顶后,切断了低位关键层的侧向悬臂结构,减少了低位关键层破断引起的动载次数;同时缩短了高低位关键层的悬臂梁长度,减小施加给区段煤柱的静载,从而共同降低了邻近动压巷道围岩的压力;(3)相较不切顶时,浅孔爆破、深孔爆破和深浅孔组合爆破等3种不同切顶方式作用后,煤柱侧的平均垂直应力分别降低了14.8%、8.9%、29.7%,并且深浅孔组合爆破切顶后,在垮落带中顶板垮落更充分,在裂隙带中岩层断裂位置最靠近煤柱,采空区中部覆岩产生的裂隙也更均匀;(4)深浅孔组合爆破切顶后,8104运输顺槽在8103邻近工作面和8104工作面两次采动影响后,围岩变形量小于400 mm,保障了矿井安全高效生产。
任霄洋郭俊庆张百胜张百胜卢春生李恒忠
关键词:矿压显现规律顶板结构
基于微震监测的浅埋8 m超大采高综采面末采阶段矿压显现规律研究
2024年
为了掌握浅埋超大采高综采面末采阶段矿压显现规律,以张家峁煤矿8 m超大采高综采面为研究背景,在工作面支架压力监测数据的基础上,引入微震监测技术手段,从微震事件数量和能量的角度对末采阶段矿压规律做出合理解释。得出如下结论:2203综采面末采最后90 m范围内共监测到微震事件66个,总能量1.75×10^(4)J,其中,中小能量事件合计占比达到92%。期间共来压5次,平均周期来压步距为19.5 m,来压持续距离2.9 m,动载系数1.46,周期来压具有来压步距短、持续时间长、局部动载矿压强烈的特点。来压期间微震的频次和能量明显高于未来压期间,微震频次和总能量的变化趋势呈现“M”形,表现为能量的“积聚-释放-积聚”的周期性变化,微震事件的周期性变化规律与工作面的周期来压保持一致。根据微震频次和能量的异常变化可对工作面的周期来压起到一定的预测作用。
焦金照任建喜张琨胡俭范生军毛小娃
关键词:浅埋煤层微震矿压显现规律
浅埋近距离煤层工作面过平行煤柱开采强矿压显现规律被引量:1
2024年
浅埋近距离煤层工作面过平行煤柱开采容易发生强矿压压架事故,严重影响工作面安全高效开采。以榆家梁煤矿43207工作面和石圪台煤矿2^(-2上)102及2^(-2上)103工作面为背景,采用理论分析、物理模拟和现场实测相结合的方法,根据间隔岩层厚度和煤柱应力传递影响角,提出了过煤柱阶段划分判据,重点分析了不同间采比G、水力压裂程度条件下,过平行煤柱不同阶段的矿压显现特征。结果表明:由于上覆遗留煤柱及倒梯形覆岩结构的作用,导致煤柱影响阶段来压时支架平均载荷最大,进煤柱阶段次之,出煤柱阶段最小,强矿压位置主要集中在出煤柱影响阶段范围;间采比越小,工作面过煤柱采动期间来压时支架平均载荷越大,间采比G=5.5较G=10在进煤柱阶段、煤柱影响阶段和出煤柱阶段分别增大14.6%、14.2%和23.5%,动载效应越明显;间采比对周期来压步距影响不大,总体上煤柱影响阶段的周期来压步距是进出煤柱阶段的1.6~2倍,周期来压步距越大造成顶板悬伸长度增大,导致工作面来压时支架载荷明显。根据过煤柱阶段不同水力压裂范围的矿压规律分析,压裂后的支架平均载荷较未压裂减小11.2%~15%,来压步距减小7.8%~20.3%,水力压裂效果较明显,可有效地降低工作面过煤柱采动的强矿压风险,为类似开采条件的强矿压控制提供借鉴意义。
孟永兵黄庆享贺雁鹏范东林陈苏社韦业豪王君

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黄庆享
作品数:265被引量:2,585H指数:31
供职机构:西安科技大学能源学院
研究主题:浅埋煤层 浅埋 保水开采 支护阻力 煤层群
刘前进
作品数:65被引量:235H指数:10
供职机构:天地科技股份有限公司
研究主题:矿压 大采高综采 综放支架 矿压显现规律 大采高
刘长友
作品数:304被引量:2,647H指数:31
供职机构:中国矿业大学矿业工程学院
研究主题:放顶煤 煤岩 综放开采 煤 顶板
任建喜
作品数:262被引量:2,301H指数:24
供职机构:西安科技大学建筑与土木工程学院
研究主题:地铁车站 围护结构 深基坑 岩石力学 数值模拟
孟祥瑞
作品数:499被引量:2,501H指数:21
供职机构:安徽理工大学
研究主题:数值模拟 巷道围岩 软岩 煤矿 应力分布