以东庞矿大倾角大采高煤层开采为例,理论分析大倾角工作面矿压规律及支架受力特征,提出了支架稳定性极限开采角的概念。研发了支架模型可加载试验台,相似模拟了支架的宽高比、支架所受载荷。最后现场实测了支架重心位置,得到倾角与重心的关系,从而最终确定了"双向倾斜工作面"5 m大采高综采技术与支架稳定性开采工艺,并在多个工作面推广,取得了巨...
以岩体爆破破碎机理和岩体爆破破碎块度控制理论为基础,结合麦地沟铁矿深孔爆破的生产实践,从岩体结构和孔网参数两方面较详细地阐述了其对爆破块度的影响。提出了应在钻孔前确定岩体主结构面,并对孔网参数进行优化设计的措施,以达到控制块度尺寸的目的。在现场实践中获得了较好的爆破效果。
针对柏林煤矿开采K24极薄煤层采煤工作面工作空间小、运输困难、劳动强度大、回采工效低等难题,提出了采用普通机械化采煤的技术思路,研究了机采工作面设备选型、三机配套和组织管理问题。试验结果表明:机采工作面配套设备选型合理,相关设备满足实际需要;机采工作面不仅减少了工作面人数,提高了原煤产量和回采工效,而且大大改善了采煤工作面顶板...
综合运用理论分析、数值计算和现场实测对阜康一号井A2煤层顶煤冒放性进行分析,研究了不同地质因素的影响,并对顶煤冒放性进行分类。研究结果表明:根据理论计算结果,A2煤层顶煤冒放性属Ⅰ类,冒放性极好;底煤采出后下位顶板及待放落顶煤均进入塑性状态,工作面后方其位移突然增大,顶煤基本上可以冒落。实际生产中,工作面中部顶煤能够及时冒落,基本...
工作面推进速度是影响顶板岩层稳定性的重要因素之一。为了研究综采工作面推进速度对顶板岩层破坏高度的影响,以神东矿区上湾煤矿煤层赋存条件及开采参数为研究背景,采用FLAC3D模拟软件,进行工作面不同推进速度的数值模拟计算。结果表明:随着运算时步的增大(推进速度的减小),顶板岩层破坏高度的增加越来越快,破坏高度越来越大。因此煤矿开采应尽...
为了掌握祁东煤矿在厚泥岩顶板及长工作面条件下的矿压显现规律,对其南部采区首采面6163进行矿压观测及分析,主要包括工作面不同阶段的来压规律、超前支承压力分布规律等。根据现场实测分析得出工作面顶板呈现分区域破断,厚泥岩顶板的垮落对于矿压显现有缓和作用,工作面周期来压步距24.5 m,风巷超前影响范围51 m,机巷超前影响范围63 m。
针对石炭井焦煤公司2474工作面采空区瓦斯涌出量较大以及上隅角瓦斯超限情况,根据焦煤公司煤层瓦斯赋存特征,探讨了适合该矿井的煤与瓦斯共采技术,在工作面回采过程中,回风巷处设计高位裂隙带瓦斯抽采钻孔对本煤层瓦斯进行抽采。通过模拟分析采场覆岩移动规律,确定了采场瓦斯卸压范围,优化了煤与瓦斯共采方案,提高了瓦斯抽采率,有效地解决了2474...
大采高工作面截割高度的确定受很多因素的影响,以塔山矿101工作面开采条件为背景,采用FLAC3D数值模拟及工程实测研究手段,研究了不同截割高度下煤壁片帮、支架工作阻力以及顶煤运移规律和回收率。研究结果表明:支架工作阻力、煤壁破坏程度、顶煤冒放性和截割高度呈非线性的正相关,顶煤回收率则随截割高度的增大先增加后减小;综合煤壁稳定性、支...
基于大采高综放工作面顶板初次垮落步距大、对采场安全危害严重的特点,以斜沟煤矿23103工作面为工程背景,系统研究了大采高综放工作面顶板的初次破断规律。研究表明,支架支护强度对顶板断裂失稳的控制作用是有限的,顶板断裂失稳受顶板断裂长度的影响显著,采用减小悬顶长度的方法可对顶板进行控制。通过分析,确定在使用15 000 k N工作阻力支架的...
为得到大倾角煤层倾斜方向顶板结构及失稳特点,以河北某矿大倾角大采高的704工作面为背景,建立了工作面顶板结构模型,结合FLAC3D、UDEC数值模拟结果得到结构失稳特点:顶板拱结构在工作面的中上部的剪切力最小,最容易发生滑落失稳来压,顶板的破坏是从工作面中上部开始并逐渐向下发展的。现场支架工作阻力实测数据表明:来压期间工作面中上部应力变...
基于概率积分法和计算机分析软件,将开采沉陷预测方法应用于综采放顶煤开采中,研究了地表下沉盆地的形成过程,探讨覆岩移动规律并提出了开采沉陷对地表的影响方式。基于数值模拟方法对88301工作面开采沉陷影响进行分析,利用FLAC3D软件对岩层状态进行分析和处理,对综放采场覆岩的受力破坏过程进行了模拟,直观反映出开采沉陷对岩层与地表影响程度...
通过FLAC3D数值模拟分析了工作面旋转开采前、中、后的矿压显现规律,发现旋采中矿压显现最为强烈。提出旋采期间工作面及两巷加强支护技术,实现了Ⅱ826工作面旋采面的安全高效开采,为类似条件下工作面回采提供可靠参考。
针对不同因素对坚硬厚层顶板综放工作面矿压显现的影响规律,在采用理论分析对综放工作面来压机理进行分析的基础上,以兖州矿区坚硬顶板地质条件为研究背景,采用数值模拟的研究方法,对深井综放工作面开采过程中,不同煤层埋深、不同工作面长度、工作面不同推进距离对工作面矿压显现的影响规律进行模拟分析。得出以下结论:工作面煤壁超前最大支撑压...
以巴彦高勒矿311101工作面巷道间的煤柱留设为工程背景,通过理论计算、数值模拟方法,分析了大采高工作面支承压力分布特点,得出超前支承压力分布范围为22~35 m,峰值距煤壁5 m左右。运用FLAC3D数值模拟软件模拟了不同煤柱宽度下煤柱的稳定性,确定合理的煤柱宽度为25 m,为大采高工作面安全生产及降低巷道间煤柱损失提供了技术保证。
采煤工作面超前支护单体柱施工多依经验进行单体柱打设,不能准确地确定单体柱迎山角度,难以对顶板取得较好的支护效果。给出了一种在倾斜顶板回采巷道单体柱施工中简便、快速确定迎山角度的施工方法,将迎山角度转换为迎山距离。通过测量距离确定迎山角用以指导现场单体柱施工。
以郭庄煤矿为试验矿井,采用钻孔电视和分段注水试验对保护层开采被保护层裂隙演化规律进行了研究,并对裂隙倾角、宽度、钻孔深度、裂隙数量、宽度进行了数字化分析,对保护层开采被保护层裂隙变化情况进行了数值与相似模拟分析。研究结果表明:保护层开采后被保护层裂隙随着工作面的推进不断发育,裂隙数量上升,且增加的裂隙以小角度、小宽度为主。...
针对多断层工作面开采易发生冲击地压的问题,以山东某矿3110工作面现场资料为例,运用FLAC3D数值模拟软件对采动影响下断层冲击地压危险性进行了研究,监测并分析了工作面推进过程中断层最大主应力、弹性应变能分布和断层滑移量变化规律,为断层冲击地压灾害防治提供了理论依据。
针对潘集煤矿2631(3)综放工作面回采过程中实际遇到的问题,分析了复杂地质条件下综放工作面主要回采影响因素,并针对主要影响因素提出了一些相应的改进措施,以便提高煤矿开采效益,为存在类似问题的煤矿提供一些经验参考。
为保证红一煤矿半煤岩巷道围岩的稳定及煤矿安全开采,以红一煤矿运回联巷为工程背景,运用钻孔探测及数值模拟的方法,研究了试验段巷道顶板内部裂隙发育规律,并对比分析矩形断面和直墙半圆拱形巷道围岩塑性区及位移分布特征。研究结果表明:试验段巷道围岩锚固体承载结构相对较弱,直墙半圆拱形断面受力优于矩形断面,且直墙半圆拱形断面巷道变形小...
随着采矿技术的发展,我国煤矿开采逐步由浅入深,生产条件更加恶劣,危险系数也逐渐升高,尤其是软岩巷道,这些问题更加突出。采深越大,软岩越易破碎和位移,支护难度也越大。从软岩巷道的破碎机理入手,通过理论分析的方法,系统地阐述了破碎围岩的最佳支护时间、塑性变形区半径和极限自稳平衡拱的最大高度。
分析研究影响巷道成型质量的因素,确定出控制巷道成型质量的主要影响因素是爆破参数的优良以及爆破施工的精细。选取唐口煤矿南部回风大巷,进行了控制巷道成型爆破实验。实验过程中通过精确设计爆破参数,确保了钻眼质量,实现了精细爆破。最终达到巷道高质量成形效果,降低支护成本,提高围岩的稳定性,实现巷道的快速、经济、安全掘进。
以枣泉煤矿11205大变形辅助运输巷为例,采用理论分析与实验室测试相结合的方法,提出耦合让压支护基本思路及11205辅运巷支护的耦合让压支护方案,利用数值模拟计算不同方案下围岩的变形破坏规律。结果表明:采用耦合让压支护使围岩变形得到了控制。
深部矿井巷道在构造应力场作用下,顶板受高水平应力影响,剪切破坏严重,是围岩重点破坏部位。运用离散元数值模拟方法,模拟了处于构造应力场下一煤巷应用锚网支护的效果,通过对比不同支护方案的围岩控制效果,得出最优方案为全断面高强锚杆加顶板锚索补强。
针对采空区下近距离煤层巷道在掘进期间变形严重和难支护现状,考虑了开采技术和地质岩性等因素,采用理论分析与现场实测的方法对采空区下近距离煤层布置巷道的位置和应力分布状态进行了总结,分析了巷道围岩变形机制,为采空区下近距离煤层巷道支护工艺及安全开采提供借鉴。
锚固预应力锚杆支护技术在巷道维护方面得到了较好的应用,根据矿山开挖巷道围岩地质现状,利用FLAC3D软件模拟分析了2 m全长锚固预应力锚杆支护对巷道围岩应力的影响。研究结果表明:围岩较大应力出现在距离围岩表面0.8~1.6 m范围内,即处在锚杆1/2长位置,且最大应力值与锚杆预应力成正比。
针对阳泉矿区高应力综放面沿空掘巷煤柱宽度留设不合理的问题,采用现场实测研究的方法对阳泉二矿80801及80509综放工作面不同宽度护巷煤柱及其所对应工作面实体煤内应力分布规律进行分析。实测结果表明,留设5.5 m煤柱时上覆岩层大部分载荷转移至工作面实体煤中,沿空掘巷巷道避开了侧向支承压力高峰区,维护了巷道稳定性,保证矿井高效安全生产。
针对综放工作面走向断层造成煤岩体松散破碎进而严重影响正常安全生产的现状,选取永陇矿区某矿实际生产地质条件,对断层影响作用下松散破碎煤岩层变形特征和注浆加固机理进行研究。结果表明:走向断层影响下回采工作面片帮严重、二次处理难度大、及时支护困难;注浆加固通过提高煤岩层自身弱面结构参数和改变应力状态的方式提高稳定性。在此基础上...
以大南湖煤矿副斜井冻结施工为工程背景,建立多排管斜井冻结模型,运用ANSYS软件对双排、三排的冻结管温度场进行数值模拟。研究结果表明:采用三排管冻结,最外排管先交圈;交圈时间比双排管要早,冻结降温效率比双排管高;在不考虑其他因素的情况下可以较快地进入开工期,使煤矿尽快投产。
以某矿深部破碎软岩巷道为研究对象,依据巷道实际地质采矿条件和失稳破坏原因,确定锚杆长度和间排距为影响锚网支护效果的敏感因素,采用正交对比数值模拟试验方法,分析不同锚杆长度和间排距在围岩内形成的压应力分布特征,优化深部软岩巷道锚网支护参数。现场试验表明:优化后锚网支护围岩控制效果明显。
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