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采空区下近距离煤层开采时,下层煤回采巷道将受到上煤层采空区遗留煤柱、本煤层相邻工作面动压的影响,针对孙家沟煤矿特厚煤层放顶煤工作面13311 回风巷严重的冒顶、两帮内挤和底臌等变形破坏现象,采用现场实测、理论分析及数值模拟等研究方法,探讨了回采巷道失稳机理及主要影响因素。
针对坚硬顶板特厚煤层条件下综放面区段煤柱的留设问题，以宽沟煤矿W1123工作面为工程背景，基于理论分析、数值模拟和工程实践等方法，确定了区段煤柱的合理宽度。研究表明：基本顶破断与重复采动对煤柱的稳定性影响较大，当煤柱宽度为5～10m时，煤柱内部应力较高，塑性区出现了联通现象且面积较大|当煤柱宽度达到13～20m时，煤柱内部应力分布状态较为平缓，应力峰值逐渐降低，塑性区占比迅速减小为28%、16%与...
针对马道头矿特厚煤层条件下回采巷道掘进速度慢及围岩难以控制的现状，综合运用理论分析、数值模拟、实验室试验、现场监测等方法与手段，研究了特厚煤层中大断面回采巷道的支护技术。为了提高特厚煤层大断面回采巷道的掘进速度，确保巷道成形质量，使用了MB670掘锚一体机代替悬臂式掘进机进行掘进实验。并根据提出的“锚网索+钢带”联合支护技术方案，对工作面运输巷的支护设计及施工工艺进行了优化，结果表明：优化后的巷道...
以陕西省小庄煤矿为研究背景，利用数值模拟与现场实测相结合的研究手段，分析了深埋特厚煤层采动影响范围以及对邻近巷道的影响，研究表明：深埋特厚煤层回采过程中工作面前方支承压力影响范围达到60m，在5～17m处出现应力增高区|工作面侧方支承压力在7～13m处出现应力增高区|受采动影响后邻近巷道塑性区呈不对称分布，靠近回采工作面一侧围岩破坏范围大于较远一侧围岩破坏范围。研究成果可为相似环境下巷道支护、煤层...
针对急倾斜特厚煤层回采巷道出现的非对称变形破坏,采用现场实测、力学建模计算及数值模拟揭示了急倾斜煤层巷道开挖后非对称变形破坏机理,分析了巷道开挖后应力场及塑性区分布特征,提出了可缩性U 型钢与非对称性预应力锚杆( 索) 支护的全新支护加固方案。研究表明:① 巷道非对称破坏表现为坚硬岩层侧帮部沿层理下沉、滑移、内扩,煤体侧帮部挤出帮臌;坚硬岩层侧顶部下沉量大于煤体侧,巷道中轴线偏向煤体侧;② 巷道发...
为了实现20 m以上特厚煤层的安全高效开采，提出特厚煤层卸压综放开采技术。采用60∶1的大比例相似模拟实验方法，研究20 m以上特厚煤层卸压综放开采顶煤垮落破碎及运移特征、顶煤位移场和矢量场演化特征、支架阻力的影响等。研究结果表明：卸压开采阶段，顶煤顶板垮落空间形态呈近似梯形，支架上方台阶状顶煤悬臂梁结构的破断和失稳具有周期效应，上位顶煤位移＞中位顶煤位移＞下位顶煤位移，基本顶初次来压后出现切顶压...
针对大同矿区石炭系特厚煤层综放工作面周期性发生液压支架立柱大幅下缩甚至压死支架的工程技术难题，采用理论分析与现场实测的方法，研究特厚煤层开采远场覆岩结构失稳机理。提出了远场“三角板”结构运动影响特厚煤层开采工作面矿压的理念，建立了远场关键层“横O-X”破断形成的“三角板”结构力学模型，确定了该“三角板”结构滑落失稳和回转变形失稳的理论判据;结合同忻煤矿现场实例，预计了远场关键层“横O-X”破断“三...
针对具有坚硬顶板的特厚煤层综放工作面周期来压期间瓦斯异常涌出问题，基于坚硬顶板“O-X”破断机理，从能量的角度分析了坚硬顶板破断回转对采空区的冲击过程，得到破断块体轴向作用力与采空区垮落煤岩碎胀系数之间的关系。同时研究了顶煤放出率及垮落煤岩碎胀系数对坚硬顶板破断回转前后采空区体积变化的影响规律，建立了周期来压期间采空区瓦斯涌出增加量计算模型，并与现场实测进行对比。结果表明:特厚煤层综放工作面坚硬顶...
近直立煤层在开采过程中直接顶的破坏将直接影响采场及巷道的稳定，针对近直立特厚煤层采用水平分段开采过程中直接顶所处的应力状态及其破坏特点，建立了与之对应的四边固支的薄板力学模型;采用FLAC3D数值模拟和正交分析的方法开展4个因素3个水平9组数值模拟实验，模拟分析了埋深、倾角、侧压系数和最大主应力方向等4个因素对直接顶法向应力分布的影响特征，结果表明，近直立特厚煤层在开采过程中，作用在直接顶上的法向...
特厚煤层综放开采覆岩离层水突水机理分析及防治
特厚煤层, 综放开采, 离层水, 致灾机理
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2018/7/12
为了解决特厚煤层综放开采条件下离层水防治技术难题，以郭家河煤矿特厚煤层综放开采工作面开采过程中多次发生离层突水事故为例，采用工作面矿山压力显现观测、覆岩破坏导水裂隙带高度观测、水质化验分析、工作面地质条件分析、覆岩力学模型分析、数值模拟分析等多种手段对离层水突水影响因素及突水机理进行了研究，并提出了离层水防治技术有效措施。研究结果表明：特厚煤层综放开采离层突水为周期来压、向斜构造等多因素综合作用导...
特厚煤层综放工作面端部结构及侧向支承压力演化机理
端部覆岩结构 三角形滑移区 侧向支承压力 演化机理
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2017/8/30
为揭示特厚煤层综放工作面侧向支承压力演化机理，以塔山矿8206工作面为工程背景，通过相似材料试验、数值模拟及理论力学分析，建立采空区端部覆岩运动模型，对采空区稳定前后端部结构特征及侧向支承压力演化规律进行研究。结果表明：采空区稳定前低位关键层以悬臂梁结构存在，高位关键层形成砌体梁结构，侧向支承压力峰值达41.6 MPa，影响范围68 m；采空区稳定后，低位关键层悬臂梁结构破断，实体煤侧断裂贯通形成...
大同矿区双系特厚煤层相互影响下安全高效开采技术
特厚煤层 综合探测 立体排放 安全开采
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2018/7/18
针对多煤层开采后当各煤层覆岩裂隙发育联通，采空区间积水、有害气体下泄等问题，以大同矿区双系煤层开采相互影响为工程背景，采用物理相似模拟、现场实测的研究手段确定了双系煤层开采覆岩裂隙联通，在分析确定了大同矿区双系煤层开采覆岩裂隙联通的基础上，针对双系联通带来的上覆采空区积水下泄、双系采空区漏风的技术难题，分别研究了多层采空区积水综合探测和立体排放水技术体系以及双系采空区流场动态平衡多点调控技术与装备...
急倾斜特厚煤层基本顶破断规律研究
水平分段综放开采 简支梁 悬臂梁 顶板破断规律
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2018/7/18
为研究急倾斜特厚煤层综放工作面顶板的破断规律，以乌东煤矿北采区45°倾角煤层为研究对象，根据简支梁理论建立了急倾斜特厚煤层综放开采条件下顶板的受力模型，得到顶板的力矩方程，分析基本顶破断位置，对破断后的基本顶基于悬臂梁理论建立力学模型，得到顶板的拉应力方程，分析不同回采环境下基本顶破断长度，同时采用3DEC软件对不同回采环境下顶板破断长度进行数值计算。结果表明：急倾斜特厚煤层综放开采在充分采动条件...
坚硬特厚煤层顶煤冒放结构及提高采出率技术
悬臂梁力学模型 顶煤冒放性 煤壁片帮
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2017/8/31
针对西部埋深较浅、坚硬、特厚煤层顶煤冒放性差的问题，以金鸡滩煤矿2-2上坚硬特厚煤层赋存条件为基础，通过理论模型计算、数值模拟分析及设备结构优化设计等方法，分析了坚硬特厚煤层顶煤冒放结构及提高采出率技术。通过建立坚硬特厚顶煤的“悬臂梁”力学模型，计算分析了顶煤厚度与悬臂极限断裂长度的关系；首次定量分析了液压支架反复支撑对顶煤的损伤破坏效果，研究了液压支架主动支护作用力、反复支撑次数对顶煤破坏深度、...