再生顶板条件下极薄煤层综采“三机”配套与实践

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再生顶板极薄煤层综采工作面的"三机"配套是个困难而复杂的技术难题,目前国内虽有相关报道,但"三机"的普遍适应性差,采面产量(推进度)低,特别是0.8m左右煤厚、再生顶板条件下的极薄煤层还没有成功的综采"三机"。以李子垭煤矿14011工作面为例,介绍了再生顶板条件下极薄煤层综采"三机"的成功经验,对类似条件的极薄煤层综采具有借鉴作用。

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再生顶板条件下极薄煤层综采“三机”配套与实践

再生顶板极薄煤层综采工作面的"三机"配套是个困难而复杂的技术难题,目前国内虽有相关报道,但"三机"的普遍适应性差,采面产量(推进度)低,特别是0.8m左右煤厚、再生顶板条件下的极薄煤层还没有成功的综采"三机"。以李子垭煤矿14011工作面为例,介绍了再生顶板条件下极薄煤层综采"三机"的成功经验,对类似条件的极薄煤层综采具有借鉴作用。

2020-05-23
355KB
再生顶板中弱胶结岩梁破坏机理的数值模拟

为研究复采时再生顶板结构中弱胶结岩梁的破坏机理,以复采再生顶板结构模型为基础,采用离散元数值软件3DEC构建了弱胶结岩梁的数值模型,模拟分析了再生顶板弱胶结压实带内岩梁的失稳过程。结果表明:弱胶结岩梁失稳前一般先形成块体三铰拱结构,随着块体三铰拱铰点处塑性变形的增大,三铰拱稳定性逐渐降低,岩块胶结面出现开裂、滑移,从而导致整层岩梁的失稳垮落;组成岩梁的岩块跨距越小,顶板稳定性越低;岩梁悬露的岩块数量大于2且为偶数时,节理面只在3个铰点处发生开裂,两边界铰点呈"V"字形,而中间铰点呈"倒V"形。

2020-04-25
883KB
再生顶板下巷道布置及支护离散元模拟

为确定再生顶板下巷道掘进合理位置及支护形式,考虑再生顶板的形成过程及特点,以UDEC数值模拟为主要研究手段,采用voronoi块体划分方法,建立了再生顶板下巷道布置及支护模型,分别对再生顶板下不同位置、不同留顶厚度及不同支护形式下的巷道开挖进行了模拟.结果表明:再生顶板下巷道顶板中的垂直应力一般小于原岩垂直应力,平均为原岩垂直应力的0.6倍;再生顶板下巷道布置宜选用内错布置,内错距离为3~6 m;巷道合理留顶厚度为0.8 m以上;巷道支护形式宜采用锚杆与架棚及喷浆联合支护,必要时可进行超前注浆加固.

2020-04-25
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基于双承载拱的巷道再生顶板控制机理

为实现对巷道再生顶板的有效控制,基于再生顶板现场观测和"三带"高度的理论计算,建立巷道再生顶板修正普氏拱力学模型和数值模型,推导了修正普氏拱的曲线方程及矢高的表达式,模拟分析了再生顶板下巷道断面的优势形状及锚喷支护效果,并对现场锚喷支护巷道进行了顶底板移近量观测。结果表明:无留顶掘巷后若短期内无支护,再生顶板下沉后出现第一承载拱,即修正普氏拱,拱的矢高b是岩石坚固性系数f和侧向压力p的减函数,是巷道半跨度a的增函数;再生顶板下留顶掘巷的断面形状宜为直墙圆拱,锚喷支护与巷道拱顶组合形成第二承载拱,"双拱"结构有效控制了再生顶板的变形破坏,具有让抗结合、协调变形的控制机制;现场试验后巷道顶板收敛变

2020-04-25
1.08MB
再生顶板结构及巷道注-锚支护研究

为提高巷道再生顶板锚杆支护效果,通过理论计算得到再生顶板冒落带与裂隙带高度以及冒落带以上各岩层断裂步距;通过现场观测及钻孔窥视得出再生顶板不规则冒落带岩块压实胶结特征,从而建立再生顶板结构模型;基于该结构模型,采用UDEC软件模拟再生顶板下巷道掘进后锚杆支护和先注浆后锚杆支护巷道顶板的变形、应力、塑性区分布及锚杆轴力变化。结果表明:仅采用锚杆支护时巷道顶板控制效果较差;注浆后浆液最大扩散范围为8 m、边缘浆液压力为中心的20%,浆液将松散岩块黏聚为高强度的承载结构,与不注浆锚杆支护相比,锚杆锚入此结构后锚固体强度提高20%~50%,岩块挤压力提高40%~110%,顶板下沉量减小36%,有效控制

2020-04-26
942KB
随机节理岩体巷道再生顶板失稳机理与控制研究

为研究随机节理岩体巷道再生顶板失稳机理及控制方法,基于龙口某矿油页岩上分层巷道节理参数统计结果,结合蒙特卡罗模拟方法,采用UDEC软件内置FISH语言编写了随机节理模拟程序,建立了随机节理岩体巷道数值模型,对随机节理岩体巷道再生顶板的失稳破坏过程及支护方式进行了模拟,并通过工程应用对数值模拟进行了验证。结果表明:再生顶板巷道开挖后预留护顶中小的易冒块体首先沿节理面滑落,之后关键块体在上部破碎岩块压力作用下沿节理面滑动下沉,当关键块体一端滑离巷帮节理面时,关键块体失稳,发生冒顶;再生顶板下预留护顶掘进巷道合理支护方式为锚索-架棚联合支护,可有效控制巷道顶板变形并防止顶板破碎块体冒落。

2020-04-21
1.19MB
坚硬顶板条件下极软特厚高瓦斯煤层综放开采技术研究

针对青东煤矿82采区828综放工作面复杂的开采技术条件,提出了预采7#煤层治理8#煤层瓦斯和控制8#煤坚硬顶板的开采方案。运用太沙基破坏理论分析了7#煤层底板破坏深度,利用岩梁理论分析了坚硬顶板的垮落步距,通过物理相似模拟实验分析了预采7#煤层和不事先预采情况下的覆岩运动规律,并对开采过程中的液压支架运行情况进行了现场实测。结果表明:726工作面底板破坏深度为13.8m,未破坏的剩余坚硬顶板厚度为5.3m,预采7#煤以后坚硬顶板断裂步距由24.9m减少到10.6m;相似模拟结果显示预采7#煤以后8#煤老顶垮落步距由20m减小到10m;实际生产过程中,液压支架运行状态良好,初次来压步距为20.4

2020-04-23
914KB
深井复合顶板条件下沿空留巷顶板变形特征试验及控制对策

为更好研究深井复合顶板条件下沿空留巷围岩变形破坏机理,以淮南矿区顾桥矿1115(1)工作面轨道巷工程地质条件为研究背景,利用自行研制的两向四面不等压加载试验平台进行试验,获得了掘进、一次采动、留巷和二次采动过程中巷道顶板变形特征。基于分形几何理论对复合顶板裂隙场进行定量描述,分析了巷道在不同阶段复合顶板的裂隙动态演化特征。研究结果表明:1)复合顶板变形破坏的宏观形态为"︶"型,以中低角度离层裂隙分布为主;2)复合顶板在基本顶旋转下沉过程中,裂隙快速发育,在充填体上方出现了明显的压剪裂隙;3)复合顶板裂隙分形维数随模拟过程逐渐增加,在留巷期间由于基本顶的旋转下沉,有明显的升维现象;4)顶板分形维

2020-04-25
1.21MB
坚硬顶板条件下厚煤层沿空留巷最优巷高参数研究

采用理论分析和数值模拟的方法研究了沙曲矿坚硬顶板条件下厚煤层沿空留巷最优巷高问题。通过理论分析,分析了坚硬顶板条件下厚煤层沿空留巷顶板断裂运动规律;运用数值模拟方法,确定合理采高(留巷高度)为4.5 m。结果表明:采高为4.5 m时,沙曲矿沿空留巷体系整体变形量较小,巷道变形稳定后具有较高的有效使用断面,巷道围岩承载结构更加稳定,留巷体系的稳定性得到有效的提升。说明坚硬顶板条件下厚煤层沿空留巷存在着最优的留巷高度。

2020-05-18
283KB
坚硬顶板条件沿空留巷技术研究及应用

针对坚硬石灰岩顶板的特点,采用理论分析、数值模拟等研究方法对坚硬石灰岩顶板条件下沿空留巷技术进行了研究。通过对巷旁充填沿空留巷方法与人工放顶卸压沿空留巷方法的可行进行分析,确定了巷旁采用强制放顶的沿空留巷方法,并设计了支护方案;通过数值模拟研究,分析了巷旁人工放顶条件下沿空留巷围岩应力分布规律,得出了巷道围岩变形规律,论证了放顶卸压法沿空留巷的可行性;通过工业性试验,得到了石灰岩顶板条件下沿空留巷矿压显现规律。

2020-05-06
1.23MB
复合顶板条件下锚网索喷及注浆加固支护应用

复合顶板条件下的冒顶事故相当严重,且绝大部分属于无显著矿压显现的冒顶事故。为探究复合顶板条件下锚网索喷及注浆加固支护的应用方式,以平煤股份九矿己16-17-22050机巷为试验巷道,采用锚网索喷+注浆加固技术对该巷道破碎顶板进行控制。结合单体锚杆、锚索、喷浆、加固技术和破碎围岩体内部裂隙注浆技术的优势,以及普通预应力锚杆、锚索的悬吊作用,又配合喷浆使其巷道周边煤岩体达成整体的特性对顶板注浆;分析认为,该方法提高了裂隙与煤岩体之间的粘聚力和内摩擦角,增大了岩体内部块体间相对位移的阻力。实践表明,该支护技术能提高顶板、煤帮煤岩体的整体稳定性,一定程度上可有效防止冒顶事故的发生,为矿井安全生产打下坚

2020-04-18
283KB
复合岩层顶板条件下的回采巷道支护技术研究

回采巷道围岩受岩层结构的影响,表现出多岩层结构、层理弱面凸显等复合岩层特征,为了满足复合岩层定版围岩稳定性的控制要求,对哈拉沟煤矿22404排矸巷复合顶板围岩变形破坏特征展开分析,揭示复合顶板回采巷道围岩变形破坏原因。复合岩层顶板围岩破坏导致巷道附近的复合顶板层间弱面发生错动破坏而导致巷道间围岩承载体的破坏贯通,进而削弱了多巷道的围岩柱体的稳定承载,复合顶板层间弱面发生不均匀变形甚至产生自下而上的逐层离层,其自稳能力相对均质岩层条件较差;提出复合岩层顶板条件下锚杆+锚索+金属网的联合支护方案。通过现场变形监测认为:22404排矸巷复合顶板离层得到有效控制,顶板下沉最大达19 mm,两帮围岩最大

2020-05-16
310KB
复杂顶板条件煤巷分区域支护技术

复杂顶板条件煤巷分区域支护技术,李宝玉,,本文以孙疃煤矿7215综采工作面煤巷支护为工程背景,深入调研了工作面地质赋存条件,并以之为依据将巷道划分为不同区域。提出针对�

2020-01-11
211KB
直接硬厚顶板条件下无煤柱沿空留巷预裂爆破顶板控制技术

针对直接硬厚顶板条件下无煤柱开采沿空留巷存在的问题,提出了利用深孔预裂爆破技术进行顶板控制的机理、方法以及配套支护技术研究,并成功实施工业性试验,有效的解决了直接硬厚顶板条件下无煤柱沿空留巷顶板控制的难题。研究成果有效的解决了矿井安全过程中的难题。

2020-05-01
1.49MB
坚硬顶板条件掘进期间多因素诱发冲击地压分析

以02回风巷掘进期间发生的冲击地压为例,分析了影响冲击地压的地质因素、开采技术因素,综合类比02工作面开采过程微震监测结果,确定了坚硬顶板条件掘进期间多因素诱发冲击地压的过程。研究表明,煤岩物理力学性质、开采深度、坚硬厚层岩层结构和地质构造使掘进巷道具备冲击地压发生的条件;对冲击地压认识不足,产生了采掘相互扰动、掘进速度过快以及无顶板控制措施、大面积悬顶以及产生的高能量微震事件等多因素叠加作用,从而促使煤体高应力集中,这是掘进巷道冲击地压显现的主要原因。

2020-05-09
1.5MB
注浆加固技术在煤矿破碎顶板条件下的应用

煤矿回采巷道破碎顶板支护问题一直是煤矿生产过程中需要着重解决的难题。破碎顶板条件下,围岩整体性差,支护结构稳定性下降,一般的锚杆支护很难达到支护要求,往往容易发生冒顶及片帮事故。本文通过研究柴里煤矿23下618工作面破碎顶板锚杆注浆工艺,为破碎顶板条件巷道支护提供技术借鉴。

2020-05-02
799KB
交替变化顶板条件沿空留巷围岩控制技术

针对潘一东煤矿1252(1)工作面轨道顺槽顶板岩性交替变化条件展开研究,在巷道掘进支护强度较低情况下,按顶板岩性赋存将巷道分为复合顶板段、砂岩直覆段2种类型,利用超前预裂爆破手段改变顶板结构,采用中空注浆锚索对原位巷道进行补强加固,提高围岩承载性能,在2类顶板交替出现情况下,及时调整超前预裂爆破及加固支护参数,减小巷道围岩受采动影响程度。

2020-05-03
401KB
复合顶板条件下充填法开采数值模拟研究

为研究充填法开采对复合顶板受力及变形规律的影响,运用三维模拟软件3DEC进行数值计算,建立了数值计算模型,采用4种不同的充填方案,从顶板岩层应力分布和顶板岩层位移分布两方面分析了不同充填条件下复合顶板的受力及变形规律。研究表明充填开采后采空区的应力较大,充填体承担了工作面前方煤体的较大部分支承压力,有效控制地表沉陷,进而减轻对煤巷的破坏。

2020-05-06
901KB
复杂顶板条件高效综采液压支架的研制和应用

针对兖州矿区南屯煤矿九采区复杂顶板条件较大倾角煤层,通过对九采区3煤地质状况进行分析,充分吸取国内外掩护式液压支架优点,经过参数优化,设计制造出了一套安全高效综采液压支架,通过现场使用,为复杂顶板条件较大倾角煤层开采设备配置积累了经验。

2020-05-06
607KB
巨厚坚硬顶板条件下断层诱冲特征及机制

为了揭示巨厚坚硬顶板条件下断层诱发冲击地压的前兆特征及诱冲机制,基于义马跃进煤矿25110工作面为研究对象,对某段时间内冲击现象的发生规律进行了归纳分析,针对断层诱发冲击地压的典型案例,结合微震监测数据,分析了冲击地压发生前的微震能量与频次及微震活动的时空规律,并采用数值模拟研究了采动影响下断层带附近应力场的分布特征,从地质构造、微震活动、应力场3个方面讨论了该工作面冲击地压发生的原因及机制。研究表明:巨厚坚硬顶板被F16逆断层及两正断层切割,易造成顶板大面积运动,为冲击地压的发生提供了动载条件;工作面发生冲击前微震能量与频次下降,断层带附近区域微震活动减少,有明显"缺震"现象,为冲击地压的发

2020-04-22
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