老顶
- 中厚煤层坚硬顶板水力压裂初采初放技术应用研究
。3402工作面老顶硬度大、厚度大，自行垮落困难，威胁矿井的安全高效生产。表1 3402工作面顶底板岩性特征2 3402工作面老顶分级等级结合西冯街煤矿3号煤层以往采煤工作面的矿压现象规律，3402工作面上方均厚16.5 m长石砂岩为老顶，为关键层，该岩层是否垮落对于回采工作面及巷道内的矿压现象特征具有显著影响，老顶初次垮落引起工作面老顶初次来压，老顶初次来压当量Pe可作为判别老顶来压强度的依据，其计算公式为[1]：Pe=241.3lnLf-15.5N+5
煤 2023年3期2023-03-15
- 综采工作面顶板来压规律的模拟研究
通过判定直接顶和老顶的步距进行分析。直接顶的分类指标依据为控顶的难易程度、岩石单轴抗压强度(σc)、节理裂隙间距（I）、分层厚度（h）。结合以上4种参数分析，可以得出一个较为综合性的指标用来判定直接顶的性质，即强度指数（D）。同时，用分级公式的方法可以将老顶进行级别分类[1]。基于此，确定直接顶的初次垮落步距、老顶的初次来压步距以及周期来压步距等参数，可以作为研究工作面顶板来压规律的基础[2-3]。本文使用离散元数值模拟软件UDEC进行模拟，模拟了云驾岭矿
煤炭与化工 2022年10期2022-12-09
- 特厚煤层坚硬顶板应力演化及破断规律数值模拟研究
m 的砂质泥岩，老顶为平均厚30 m 的细砂岩。根据以往其他22 号煤层工作面开采情况，顶板的整体性和稳定性好，细砂岩的抗拉强度为5.20 MPa，剪切模量为19.09 GPa，属于坚硬顶板。采用两巷布置方式，其中运输顺槽兼具进风功能，回风顺槽兼具轨道运料功能。采用单一走向长壁后退式低位放顶煤开采的采煤方法，推进方向为由北向南沿煤层底板方向，采用全部垮落法管理顶板。2 特厚煤层坚硬顶板综放开采三维数值计算模型根据22203 综放工作面实际工程情况，通过FL
山西冶金 2022年3期2022-08-03
- 综采工作面回撤巷道支护技术优化研究
结构的应力影响，老顶岩块断裂位置对回撤通道围岩的稳定性影响较为明显。1.老顶在停采线后方断裂老顶在停采线后方断裂后，发生回转下沉。老顶触矸前，覆岩载荷由工作面及回撤通道顶板承担，此种情形对回撤通道顶板及帮部稳定性影响有限，常用的支护方式一般可以实现对回撤通道的稳定控制。2.老顶在巷道上方断裂由于老顶在巷道上方已发生断裂，支架回撤期间对其产生扰动，老顶破断形成的岩梁发生回转下沉，使得回撤巷道遭围岩变形破坏进一步加剧，对回撤作业的安全开展造成不利影响。这种情况
中国煤炭工业 2022年4期2022-06-04
- 特厚煤层综采面矿压规律及实测分析
析计算了直接顶和老顶的来压步距。并对开采期间液压支架的工作阻力示数进行了实时监测，通过液压支架的受力变化过程进一步验证并分析了顶板的初次来压和周期来压步距，同时采用液压支架的初撑力、循环末阻力对特厚煤层的矿压规律进行了探讨。以期为综放开采矿压规律的研究提供一定的指导，为实现煤炭的高产高效奠定基础。2 矿井概况北辛窑煤矿位于山西忻州宁武县,交通运输较为便利，铁路和公路均与矿区毗邻。井田面积约为12.57 km2，可采煤层累积储量约为2 300 万t。目前主要
同煤科技 2022年6期2022-03-17
- 大采高矿压显现规律顶板破裂分析
m）3.1.2 老顶初次破断随着主顶板在重力作用下的弯曲下沉,采场工作面进一步推进。如图4 所示,当工作面前进到70m 时,采空区前后壁上的基岩中上部出现拉伸裂纹。当工作面推进至90m 时,主顶板失稳运动具有旋转切割特征,横向下降形状呈不对称,如图5 所示。图4 岩层破裂的数值模拟图（工作面推进70m）图5 岩层破裂的数值模拟图（工作面推进90m）3.1.3 老顶周期性破断主顶板破坏后,如图6 所示,当工作面推进至100m 时,上顶板出现分层下沉。当工作面
科学技术创新 2022年4期2022-03-09
- 上庄煤矿综采面收尾回撤巷道矿压规律研究
置正好处在工作面老顶周期来压步距内，顶板管理困难，巷道变形大治理难度大。为此，上庄煤矿采用预掘回撤通道作为末采期间搬家倒面的通道，采用双排垛式支架支护回撤通道顶板工况试验，本文分析该工况试验工作面末采期间矿压显现规律，为矿井综放工作面末采收尾搬家倒面相关课题提供依据(图1和图2)。图1 双排垛式支架回撤通道布置示意图2 末采工作面收尾贯通示意1 工程概况上庄煤业公司1301工作面位于一采区，工作面走向长度503 m，切眼长度150 m。回采3号煤，煤厚2.
煤 2022年2期2022-02-17
- 综放面双排垛式支架支护在收尾回撤期间的应用
置正好处在工作面老顶周期来压步距内，顶板管理困难，巷道变形大，治理难度大[1-5]。为此，斜沟煤矿采用预掘回撤通道作为末采期间搬家倒面的通道，采用双排垛式支架支护回撤通道顶板工况试验，本文整理该工况试验工作面末采期间矿压显现规律，为矿井综放工作面末采收尾搬家倒面相关课题提供依据。末采工作面收尾贯通示意图如图1 所示，双排垛式支架回撤通道布置示意图如图2 所示。图1 末采工作面收尾贯通示意图图2 双排垛式支架回撤通道布置示意图1 末采期间老顶来压规律分析预掘
机械管理开发 2021年12期2022-01-27
- 3109综采面覆岩垮落、裂隙带模拟与结果分析
厚度3.1 m，老顶为中粒砂岩，平均厚度2.40 m；煤层直接底为深灰黑色泥岩，平均厚度2.98 m，老底为浅灰色细粒砂岩，平均厚度3.5 m，见表1。表1 3109 工作面煤层顶底情况2 工作面覆岩垮落带及裂隙带相似模拟试验由于现场观测施工程序复杂，成本高，且无法直观得到覆岩垮落、裂隙带范围，因此，采用相似模拟方法进行试验。本试验采用二维平面相似模拟试验台，试验台尺寸为2 000 mm×1 500 mm×200 mm。根据工作面顶底板岩层厚度、强度铺设模
江西煤炭科技 2021年3期2021-08-14
- 22203工作面矿压监测与结果分析
，煤层结构复杂。老顶为砂岩，厚度为4.2～26.9 m，整体性好，赋存稳定，强度高，属于坚硬顶板。22203 综放工作面的煤层顶底板岩性特征见表1。表1 韩家洼煤矿22203 综放工作面煤层顶底板岩性特征22203综放工作面采用低位放顶煤开采的采煤方法，推进方向为沿煤层底板由北向南推进，采用全部垮落法管理采空区顶板。综合考虑工作面设备及煤层赋存条件等，确定采高为3.0 m，放顶煤高度为8.5 m。1.2 矿压显现特点在坚硬顶板和厚煤层综放开采的双重作用下，
江西煤炭科技 2021年2期2021-05-19
- 首采工作面坚硬顶板预裂技术研究与实践
3 m的中砂岩(老顶)、7.4 m的泥岩，强度均大于60 MPa(见表1)，属于坚硬不易垮断岩层。初采前可能发生顶板不易垮落的现象。因此提前实施顶板预裂，对改善工作面通风条件、防止初采期间顶板大面积垮落时工作面瓦斯超限及减弱对支架的冲击破坏性都有重要的现实意义。表1 3号煤层及顶板岩石力学参数2 预裂爆破设计根据地质资料及顶板岩层钻孔窥视结果，3号煤层老顶岩层为主要弱化处理对象，选用深孔预裂爆破方法对其进行弱化处理[2]。2.1 炮孔布置结合地质资料，在开
煤 2021年2期2021-03-01
- 采煤工艺对工作面围岩控制的影响分析
导致直接顶上方的老顶也发生垮落至煤矸石的底层，最终形成一个相对平衡的岩板。由于基于大采高工艺一次采煤高度较高，导致其采空区所需直接顶的厚度也随之增加，甚至老顶也随着直接顶垮落，充当直接顶的角色[2]。基于大采高采煤工艺的采场小结构具有如下特征：1）直接顶厚度与一次性采高成比例增加。当采高大于4 m时，其直接顶厚度大于15 cm。随着采高的增加，由于老顶失稳的可能性增大导致直接顶增大。2）老顶可能在较高层位形成“砌体梁”的结构，从而对工作面液压支架的局部压力
山西冶金 2020年4期2020-09-17
- 切顶卸压支护技术在漳村煤矿应用
长预先断裂成缝，老顶能随工作面推移而及时沿预裂缝切落下来，切断 A 岩块和 B 岩块的层间联系，为窄煤柱沿空巷道围岩控制提供良好的应力环境。其作用有两个:其一，促使采空区顶板及时沿裂缝垮落下来，老顶垮落触矸提早趋于稳定，减少老顶残余支承压力影响时间；其二，促使上下区段老顶失去横向联系，减少“弧形三角板”B 块回转失稳的影响，避开残余支承压力的影响区域。因此，在相邻工作面巷道切顶卸压之后，在压力值明显减小的煤层中掘进巷道，巷道支护成本和支护难度将大大降低。3
煤 2020年9期2020-09-11
- 基于微震系统孤岛工作面初次来压及周期来压步距研究
随着工作面推采，老顶未垮落，由切眼煤柱及工作面煤壁支撑，形成固支梁结构，当工作面继续推进，老顶断裂垮落，断裂时的极限跨距即为工作面初次来压步距[2]。根据理论经验，因弯矩形成的极限跨距即为工作面初次来压步距。式中：L 为极限垮落跨距，m；h 为老顶厚度，m；RT为抗拉强度，MPa；q 为老顶岩层所承受载荷，MPa。结合1304 工作面顶板运动规律，根据现场工作面顶底板岩性资料分析推算：当允许岩层冒落运动的空间高度Si（自身厚度与下部空间之和）大于或等于其冒
煤矿现代化 2020年5期2020-08-27
- 特厚煤层综放面初采水压预裂弱化顶板现场试验研究
达到一定范围时，老顶突然发生大面积垮落，对支架设备及人员安全造成危害。为此针对坚硬顶板破断机理及控制技术的研究一直是采矿工作者关注的重点问题。传统处理坚硬顶板的方法是人工爆破强制放顶或顶板软化[1-2]，人工爆破强制放顶工程量和炸药量大，成本高，且对于高瓦斯矿井打眼放炮控制顶板有一定的安全隐患。坚硬顶板注水软化则主要停留在顶板吸水湿润软化的层次。因此，水压致裂技术作为一种安全高效的坚硬顶板处理方法被广泛应用。采用水压预裂弱化顶板能有效缩短特厚煤层综放面坚硬
煤矿现代化 2020年3期2020-05-13
- 寺河矿综采工作面初采瓦斯不稳定涌出治理实践
井综采工作面初采老顶前，顶板不稳定垮落，造成工作面瓦斯涌出不均衡，瓦斯超限频发，给工作面安全生产带来隐患，研究顶板垮落规律对减少瓦斯异常涌出，工作面安全生产具有重要意义。1 概述以6302工作面为例进行综采工作面初采期间瓦斯不稳定涌出规律研究，6302工作面为东六盘区6302大采高综采工作面，工作面开采3#煤层，一次采全高，煤层底板标高+310～+358m，地面标高+680～+820m。工作面东段倾斜长度为267.3m（净），走向长度为224.1m（净）；
煤矿现代化 2020年3期2020-05-13
- 采煤工作面顶板分类及控顶原则研究
顶上面是裂隙带的老顶。第三类：直接顶厚度大于1倍采高但小于2-3倍采高，直接顶上面是垮落带的老顶。第四类：直接顶厚度小于1倍采高，直接顶上面是裂隙带的老顶。第五类：直接顶厚度小于1倍采高，直接顶上面是垮落带的老顶。第六类：直接顶厚度小于2-3倍采高，直接顶上面是厚层难冒顶板。针对这六类顶板控顶原则如下：1 第一类顶板及其控顶原则第一类顶板冒落带中没有老顶，控顶原则用“支”与“切”。“支”与“切”是按控顶原则把工作空间基本支护与切顶排所增加的切顶支柱分别设计
新商务周刊 2019年1期2019-12-20
- 深孔预裂爆破在工作面强制放顶中的应用研究
Ⅲ类稳定型顶板，老顶为细粒砂岩，平均厚度为6.6m。根据经验估算，老顶的来压量Pe为1050kPa，初次来压强度大，由于工作面老顶坚硬，不易垮落，容易造成大面积悬顶，威胁工作面安全回采。煤层顶底板情况如下表1所示。因此，在工作面回采过程中，必须人工强制放顶，以减少工作面顶板悬顶面积，保证工作面的安全回采。2 深孔爆破方案设计2.1 炮孔设计参数工作面钻孔采用现有型号为ZDY1900S钻孔机进行施工，钻杆的直径为75mm。根据现场实际地质条件和施工机具，选用
山东煤炭科技 2019年11期2019-11-30
- 掌石沟煤业15102工作面矿压特征及支架合理性分析
m厚的砂质泥岩，老顶为7.9 m厚的K2灰岩；直接底为4.3 m厚的含铝质泥岩，老底为4.55 m厚的砂质泥岩。煤层整体形态为北高南低、西高东低的单斜构造，局部有小褶曲，总体倾向南东20°，走向北东70°。15102工作面位于井田西部，是一采区的第二个工作面，工作面东部为实体煤，西部为15101采空区，南部与采区三条大巷相连，北部相距114 m为矿井边界。根据巷道揭露的地质资料，15102工作面周围无陷落柱和大断层出现，但局部有小褶曲，煤层有较小起伏。工作
煤 2019年9期2019-10-11
- 液压支架炮采工作面矿压显现规律研究
析，煤层直接顶和老顶均为十下灰岩，厚4.85 m～5.75 m，平均5.4 m，致密坚硬，裂隙较发育，为钙质充填，其中，直接顶厚2.8 m，老顶厚2.6 m；直接底为泥岩，厚1.62 m～3.37 m，平均2.71 m，深灰色，块状构造，上有一层约1.2 m的灰白色铝质粘土，松软，遇水易膨胀。1.2 工作面生产技术状况3601工作面走向长度为637 m，倾斜长度为272 m，采用对拉面布置，上下面错距为3.6 m～5 m。工作面采用走向长壁采煤法，全部垮落
山西煤炭 2019年2期2019-08-29
- 厚松散含水层下采场厚硬直覆顶板控制技术研究*
着工作面的回采，老顶岩层发生断裂，当液压支架额定工作阻力或工作面前方的煤体失去了对老顶岩层运动的控制能力时，老顶岩块在自重和上覆岩层的作用下，其末端将沿它下面的空间自由运动，产生围绕以其前端下方煤岩体为支点，以老顶岩层下层面断裂线为轴的转动下沉现象，这是造成回采工作面来压运动的根本原因，按照其原理建立如图1所示的力学模型。1-原始应力区；2-弹变应力区；3-残余应力区；4-塑性破坏区；εd-煤层极限弹性压缩量；ymax-老顶岩层的极限扰度；Sb-采空区老顶
陕西煤炭 2019年4期2019-08-08
- 孤岛综放工作面覆岩结构分析及矿压特征研究
结构进行分析得出老顶的初次及周期来压步距表达式，并对3205孤岛综放面进行矿压实测分析，得出3205孤岛综放面的矿压显现规律。1 工程概况某矿3205工作面为孤岛工作面，其北部为3207采空区，南部为3203采空区，3205工作面所采煤层为3#煤，平均厚度4.7m，平均倾角为6°，工作面采用综采放顶煤工艺，3205工作面直接顶为4.5m的黑色泥岩，基本顶为4.5m的中粒砂岩，直接底为1.2m的砂质泥岩，老底为1.6m的灰色细砂岩，3205工作面运输巷与回风
煤矿现代化 2019年5期2019-07-25
- 荆宝煤矿坚硬顶板初次来压步距规律
距进行研究，得出老顶的初次来压步距随着老顶岩层厚度的增加而增大的结论。坚硬顶板；初次来压步距；岩层厚度晋能集团荆宝煤矿位于长治市襄垣县，现开采10号煤层，平均煤厚1.75 m，埋深240 m，100101工作面走向长度570 m，切眼长度为150 m，近水平煤层。顶板为石灰岩，硬度大、完整性好；工作面采用后退式走向长壁采煤法综合机械化采煤，全部垮落法管理顶板。1 关键层失稳特征分析随着工作面的推进，直接顶破断失稳，随后老顶悬露，悬露面积不断增大，当达到极限
采矿技术 2019年3期2019-07-11
- 断层影响下大采高伪斜综采面初次来压规律研究
向前推进过程中，老顶不断发生破断、失稳和来压现象，尤其是初次来压时强度往往最大，矿压显现最为剧烈。4101综采面为矿井首采面，且由于采高较大，煤层倾角较大，加之伪斜开采及断层影响，应力环境及矿压显现存在较大特殊性，导致现场生产中难以弄清其初次来压规律并采取及时有效的控顶措施，采场端面煤岩体的控制难度较大，支架-围岩关系恶化，易出现端面煤岩体冒顶片帮，对安全生产造成重大威胁。本文即针对断层影响下大采高伪斜综采面初次来压规律展开研究，分析来压特征及机理，并制定
山西化工 2019年2期2019-06-05
- 深部大采高工作面支承压力的分布规律
32700）1 老顶来压过程的三个阶段目前，人们对支承压力分布规律的研究成果，基本是都是基于极限平衡理论得出的[1-5]。由于极限平衡理论是以连续介质理论为基础的，不能考虑老顶岩梁破断前后，结构状态变化对支承压力分布的影响，本节试图应用损伤基础上梁模型的一些结果对该问题给予探讨。根据“以岩层运动为中心”的矿山压力理论，老顶由煤层开采到初次来压的运动过程可分为三个阶段如图 1(a)～1(c)所示。图1 老顶来压过程支承压力发展的三个阶段第一阶段：从采场推进开
煤矿现代化 2019年1期2019-03-04
- 某矿综放工作面采场覆岩破坏相似材料模拟研究
J-1)粉砂岩与老顶(J-2)中粒砂岩之间开采出现大的离层，离层情况如图1所示。当模型开挖到63 cm，相当于实际工作面推进到50.4 m时，7 m厚煤层上分层、2 m厚粉砂岩、11.8 m厚中粒砂岩等3个分层发生了初次垮落，形成了老顶初次来压，老顶初次垮落步距为50 m。当模型开挖到93 cm，相当于实际工作面推进到74.4 m时，7 m厚煤层上分层、2 m厚砂质页岩和11.8 m厚细砂岩作为老顶发生了第1次周期垮落，周期垮落步距为 24 m。同时，随着
现代矿业 2018年10期2018-11-20
- 大佛寺煤矿综放工作面矿压显现规律研究
相关计算公式进行老顶初次来压步距的计算：(1)式中：h—老顶的厚度，m；σ—岩石抗拉强度，MPa；q1—岩层自重，MPa；L—来压步距，m。老顶有关参数见表1。表1 来压步距参数表初次来压计算：周期来压计算：从理论上可以得到40110回采工作面的老顶初次来压步距为87.67 m，老顶周期来压步距为61.99 m。3 数值模拟3.1 建立模型以40110上顺槽右下角为零点，向x轴正向延伸240 m，x轴负向延伸20 m；向y轴正向延伸180 m，y轴负向18
陕西煤炭 2018年5期2018-10-16
- 薄煤层工作面覆岩运动规律相似模拟研究
45MPa之间。老顶主要以中砂岩和灰岩为主，强度集中在65～120MPa之间。底板由致密的灰岩构成，强度平均在90MPa左右。2 相似模拟试验方案设计2.1 模拟试验相似系数确定根据本次试验目的，综合考虑到试验可操作性和实际性，依据相似准则，本次试验取相似系数如下：（1）几何相似式中：Lm-模型尺寸；Lp-原型尺寸。（2）时间相似式中：Tm-模型时间；Tp-原型时间。（3）容重相似式中：γm-模型容重，取1.5×104kg/m3；γp-原型容重，取2.5×
山东煤炭科技 2018年9期2018-09-21
- 近水平综放工作面顶板规律及控制研究
板。2 直接顶和老顶垮落规律理论分析2.1 直接顶初次垮落理论分析（1）初垮岩层厚度10101工作面开切眼沿煤层顶板布置，割煤后不断下行至推进30m处到达10#煤层底板（此时煤厚5.3m），开始沿底板割煤。顶煤的厚度是随工作面推进不断增大，而且工作面初次来压之前不放顶煤，冒落的顶煤会遗留在采空区。开采后直接顶泥质灰岩下部运动空间[1-2]为：式中：△1-顶板泥质灰岩下部运动空间，m；T-顶煤厚度，0～2.5m。代入参数计算得△1=1.925～2.8m。满足
山东煤炭科技 2018年7期2018-09-11
- 推进速度对工作面矿压显现规律的研究
压步距，m；h为老顶岩层厚度，m；σ为老顶的抗拉强度，MPa;q为作用在老顶上的载荷及老顶自重，MPa。2.2 推进速度对来压持续长度的影响来压持续长度即来压结束时对应的工作面推进距离与此次来压开始时工作面推进距离的差值，实质上即为老顶从开始断裂回转到触矸稳定的整个过程对应的工作面持续推进距离[4]。针对不同推进速度下老顶回转对来压持续长度的影响进行研究。图1为不同推进速度下老顶砌体梁结构来压时破断块体的回转示意图。如图1b中，当工作面推进速度较高时，顶板
山西化工 2018年2期2018-05-28
- 大采高综采工作面覆岩活动规律研究
布规律1 工作面老顶初次来压步距计算一般情况下，工作面老顶上方的岩层由多层岩层组成。因此，老顶岩层的极限跨距所需考虑载荷的大小，应根据各层之间的相互影响来确定。采动覆岩中的任一岩层所受的载荷除自重外，一般还受上覆邻近岩层的相互作用产生的载荷。为了简化问题，假设岩层载荷为均匀分布[1]。由前人研究成果可知，应采用弯矩形成的极限跨距作为老顶的初次来压步距；并根据泉店煤矿8号煤层的埋藏深度及边界条件，确定按照固支梁计算老顶极限跨距，即初次来压步距Lf为：(1)式
中国矿山工程 2017年6期2017-12-28
- 深部急斜特厚煤层水平分段综放面顶板控制技术研究
厚度约为2 m；老顶由粗砂岩、细砂岩和含砾岩组成，成分以石英为主，致密、层理发育、泥质胶结，厚度约30 m，普氏系数f=4～7，坚硬不易垮落；煤层下方直接底多为灰黑色泥岩，厚度约为2.1 m；直接底以下底板为灰—深灰色粉砂岩，一般厚度在3 m左右。拟采用水平分段综采放顶煤开采工艺，其分段高度为20 m，分段倾斜长度约为23 m。底煤采高2.5 m，放顶煤高度17.5 m，采放比1∶7，采用“两采一放”的放煤方式。对于急斜特厚煤层来说，随着工作面向深部推进，
中国煤炭 2017年8期2017-09-03
- 回撤通道保护煤柱应力分布及其影响因素分析
采工作面末采阶段老顶在回撤通道保护煤柱上方断裂这一破坏形式建立力学分析模型，研究了保护煤柱在这一破坏形式下的应力分布规律，并分析相关参数对保护煤柱应力的影响规律。研究结果表明，老顶在保护煤柱上方断裂时，应力峰值偏向辅回撤通道一侧，且老顶断裂位置和留设宽度对煤柱的应力分布形式影响很大，其对末采阶段保护煤柱和回撤通道的围岩稳定起关键作用，在进行回撤通道保护煤柱宽度设计时，应充分考虑上述因素对煤柱稳定性的影响，对保护煤柱留设宽度进行合理优化，保证工作面回撤过程中
中国煤炭 2017年3期2017-05-12
- 综放工作面顶板运移及垮落数值模拟研究
过程中，当工作面老顶发生初次来压和周期来压时，上覆岩层运移和垮落特征较为明显。所以，本文对3#煤层开挖，模拟工作面推进到48 m(老顶初次来压)，68 m(第一次周期来压)，88 m(第二次周期来压)进行计算，并与1305工作面回采过程中顶板运移变化情况进行对照比较。3.2 数值模型建立采用UDEC离散元软件，根据1304工作面地质情况建立二维计算模型，模型长为300 m，高为69.3 m. 由于煤层倾角较小，不考虑煤层倾角对模型的影响。按照表1实验得到煤
山西焦煤科技 2017年12期2017-03-09
- 基于MATLAB定量分析采场复杂力学问题的方法研究
梁假说”。本文以老顶岩梁受非线性分布载荷为例，介绍MATLAB实现复杂力学问题求解的方法：首先将实测的老顶分布载荷或通过数值计算得到的载荷数据，在MATLAB中进行曲线拟合，将其转化成可微积分的函数形式，然后再进行顶梁剪力、弯矩和老顶极限跨度的求解[8]。1.1 梁上分布载荷的曲线拟合曲线拟合是用连续曲线近似地比拟平面上离散点组所表示的坐标之间的函数关系，其思想是使拟合曲线能反映这些离散数据的变化趋势，使数据点的误差平方和最小。曲线拟合步骤：①把所给的数据
现代矿业 2016年9期2016-11-08
- 矿压在线监测在“三软”煤层综放开采中的应用
主要包括直接顶和老顶及其上部岩层运动的作用影响范围。12208工作面老顶为大占砂岩平均厚度10.61m，直接顶为砂质泥岩，平均厚度为0.5m，工作面支架载荷是采煤造成的顶板运动的综合反映，它包涵着丰富的顶板运动规律信息。通过对支架载荷的分析可以推断需控制岩层的范围，支架工作阻力的周期性变化反映了顶板的周期性断裂和运动规律。2.1工作面需控岩层范围及来压步距分析老顶活动的矿压显现是通过直接顶传导于工作面煤壁及支架，按照控制顶板的范围为6～8倍的采高的经验，老
山东工业技术 2016年16期2016-08-15
- 采煤工作面初次放顶的技术管理探究
高度、顶板类型、老顶断裂等现场参数，导致放顶参数与实际情况不符，在操作过程中极易出现顶板冒落等安全事故，使得初次放顶的回采率达不到80%。为此，本文将基于初次放顶需求，合理设计放顶距离、放顶高度等放顶参数，继而通过规范有效的技术措施来提高煤炭回采率和井下作业时的安全系数，以期同时满足经济效益和安全效益两方面的需求。1 顶板在初次放顶期间存在的隐患在顶板工作面逐渐推进的过程中如果没有冒落，就是使得悬顶的面积不断扩大，一旦悬顶的面积达到最大程度时，很容易发生直
大科技 2016年6期2016-08-09
- 综采工作面老顶周期来压比初次来压时顶板压力显现强烈的原因分析
00)综采工作面老顶周期来压比初次来压时顶板压力显现强烈的原因分析赵廷龙(山西煤炭进出口公司，山西 大同037100)摘要：相邻矿井在开采同一煤层时，易发生工作面液压支架压坐垫(压死架)、局部冒顶的事故。通过研究顶板运动规律，对老顶来压进行观测、记录、分析，进而掌握老顶来压的规律，对其采取一定措施，可以有效减少事故的发生。关键词：直接顶；老顶；周期来压相邻矿井在开采同一煤层时，易发生工作面液压支架压坐垫(压死架)、局部冒顶的事故。加强对顶板的观测，掌握其运
黑龙江工业学院学报(综合版) 2016年2期2016-05-14
- 中厚煤层综采工作面支架实时工作阻力确定
：单个来压周期内老顶发生2次断裂，初次破断前，支架工作阻力是关于老顶悬露长度的非线性函数，当悬露长度达到极限破断距时，老顶发生破断，支架工作阻力达到最大值；二次破断前，支架工作阻力随工作面推进呈二次函数式增大，老顶发生破断时达到最大值。煤炭开采； 围岩控制； 液压支架； 支架工作阻力； 弹性基础梁； 超前破断距； 来压步距0 引言近年来，随着煤炭开采技术的不断发展，综合机械化采煤技术日趋成熟，逐渐实现了矿井安全高效生产。随着采场围岩控制理论研究的不断完善[
工矿自动化 2016年12期2016-02-22
- 房柱采空区遗留煤柱对下煤层开采的影响
化，3#煤层开采老顶活动受上部煤柱应力集中的影响，从而破断岩块，易发生滑落失稳，严重威胁了下部煤层的安全开采。房柱采空区 矿压显现特征 集中应力 数值模拟 力学分析我国煤炭以壁式体系开采方法为主，房式采煤法仅在局部地区小煤矿使用[1]。近年来，随着煤炭资源整合，大型国有煤矿逐步取代小型煤矿，使得一些整合煤矿在原小煤矿房柱式采空区下采煤。当煤层距离较小时，煤层间开采将会相互影响，加之开采残留煤柱在底板形成的集中应力，将导致下煤层顶板结构和应力环境发生变化，从
现代矿业 2015年12期2015-01-20
- 富水顶板综放工作面出水规律与高位关键层破断特征分析∗
m厚的粗粒砂岩,老顶为19.3 m厚的泥岩。工作面一侧为21302采空区,一侧为实体煤,走向长850 m,倾向宽200 m。由于受到顶板富含水的影响,采用分层综采放顶煤工艺,以控制上覆岩层破坏范围,上分层采放高度为8 m,机采高度为3.5 m,放煤高度为4.5 m,工作面巷道布置如图1所示。图1 21303工作面巷道布置平面图为观测21303工作面洛河组含水层水位变化,在距工作面切眼171 m处打G4观测孔(见图1),并采用水位遥测及报警系统,每2 h自动
中国煤炭 2015年1期2015-01-03
- 长度变化对综采工作面矿压显现规律影响研究
角为1°～3°。老顶为细砂岩，平均厚度2.98m；直接顶为粉砂岩，平均厚度3.79m。12上101-1工作面安设101架KOPEXS二柱掩护式液压支架进行顶板支护；12上101-2工作面安设238架KOPEXS二柱掩护式液压支架，另外还有平顶山煤机厂生产的24架 ZY9200／12.3／22.3D 液压支架。工作面巷道布置情况如图1所示。图1 12上101工作面巷道布置图2 不同长度综采工作面矿压规律对比12上101工作面开采前后期工作面长度发生了较大变化
中国煤炭 2014年1期2014-11-26
- 城郊矿综采工作面回撤通道留设实践与探讨
常回采阶段，采场老顶岩梁周期性破断，周期来压期间，岩层运动将经历相对稳定和显著运动两个发展过程，而工作面收尾结束后，由于停采线位置的选择，老顶岩层的这两种运动状态都可能发生。根据老顶岩梁在回撤通道附近的断裂位置，可把回撤通道上覆岩体分为3种结构及运动状态。1)老顶岩梁在停采线后方断裂。工作面停采前已发生了一次来压，而在到停采线后下一次周期来压还没有发生，此时老顶处于相对稳定状态，见图1。2)老顶岩梁在回撤通道上方断裂。在回撤通道上方，当老顶的悬露长度达到周
山西焦煤科技 2014年6期2014-11-12
- 你离高薪有多远52别当职场的“奥利奥”
专业制作夹心饼的老顶，一位大爱气象变幻，求快求进，视速度如生命，每一秒都恨不得踩烂N个平行空间，另一个据说盘古初开之前就已经盘踞在中高层的大叔，品口茶都能道尽亘古世情万年沧桑。这两位本来在各自星球生活活得好好的，然后某个天煞飞星日，两个头领必须合作完成一项史无前例的紧急任务。于是你这位奥利奥同学才意识到任务之悲催：发现上头两枚头头貌似完全频率不一，从不沟通，只会向地球的奥利奥秘书台发出各种“%%#￥#%*#@”的指令，奥利奥接到指令后傻了眼，这些指令要么是
幸福家庭 2014年5期2014-09-10
- 大倾角煤层覆岩破坏规律相似材料模拟研究
挖到50 cm，老顶第一岩梁9.35 m的细粒砂岩初次断裂，形成老顶初次来压，同时老顶顶部出现离层。开挖到75 cm时，9.35 m的细粒砂岩在工作面上方产生断裂，形成老顶第二次周期来压，离层同样继续向上发展。开挖到115 cm时，9.35 m的细粒砂岩在工作面上方产生新的断裂，形成老顶第四次周期来压，而老顶第二、第三次周期来压形成的岩梁则随着上部空间的加大，成为冒落带，同时离层发展到了距煤层70 cm的位置。开挖到140 cm时，9.35 m的细粒砂岩在
山西焦煤科技 2014年10期2014-07-30
- 长平矿保护层开采时上覆岩层移动规律研究
分析确定直接顶及老顶的初次垮落步距和周期垮落步距；84301工作面围岩应力分布规律和围岩位移量规律。3.2 模拟计算根据构建的UDEC数值计算模型，按要求设置模型的边界条件、加载条件、计算时步等参数，开始进行数值计算。模型计算过程中，84301工作面顶板来压时的运动形态见图3，4。a) 工作面推进20 m直接顶初次跨落b) 工作面推进34 m老顶初次跨落c) 工作面推进44 m老顶第二次跨落d) 工作面推进58 m老顶第三次跨落图4 84301工作面倾向位
山西焦煤科技 2014年9期2014-07-30
- 挂帮矿崩落法开采顶板破坏规律及地表岩移数值模拟
区以上的边坡视为老顶，且沿崩落区顶板设置2个剖面。Ⅰ－Ⅰ剖面位于27.5勘测线，南北向设置;Ⅱ－Ⅱ剖面距断层F316和F317东部边界20m，南北向设置。当挂帮矿体直接顶暴露面积达18 100 m2时，老顶达到极限拉应力值(1.98 MPa)破坏;1 420 m分段回采结束时，老顶与直接顶已形成贯通的拉应力区，顶板最高处约55 m。老顶拉破坏区面积为16 470 m2，且破坏区水平方向近似椭圆向空区和断层一侧扩展(图3(a))，竖直方向近似抛物线向南北两侧
金属矿山 2014年2期2014-04-03
- 薄煤层综采工作面顶板控制及支架选型研究
度为4.5 m；老顶为泥岩、粉砂岩、细砂岩组成的复合顶板，厚度为8.9 m。该工作面采用综合机械化采煤工艺，全部垮落法管理顶板。在现场矿压实测的基础上，针对7层煤赋存条件，建立了薄煤层采场的力学模型，并对首采面进行了顶板控制和支架选型设计，为实现矿井的安全、高效生产奠定了基础。1 采场顶板控制设计力学模型1.1 顶板结构力学模型的建立根据7层煤的覆岩条件及矿压实测结果，建立了薄煤层采场顶板控制的力学模型,如图1所示。图中，mE1为老顶下位岩梁厚度，m;mE
采矿技术 2014年4期2014-03-22
- 综采工作面矿压显现规律实测研究
、表3看出：1）老顶初次来压呈不均匀分布，工作面端头最长、中部相对较短。老顶初次垮落步距17.4～48.3 m，平均42.5 m；影响时间9.7h左右，影响范围6.8 m左右，动载系数平均1.58。表1 3号架来压步距及强度数据整理表2 14号架来压步距及强度数据整理2）现场实际观测表明，老顶初次来压，老顶周期来压，沿工作面方向不是同时来压，而是呈现分段局部来压、迁移特征。由此可见，老顶的周期来压步距是随顶板的地质构造及工作面的推进速度等因素的影响而变化。
山西煤炭 2013年3期2013-12-23
- 坚硬顶板条件下综采工作面来压步距的确定
面推至足够长时，老顶岩层将会发生断裂，形成老顶的初次来压，随着工作面的继续推进，工作面老顶岩层发生周期性破断，形成周期来压。老顶初次来压前，工作面煤壁前方的压力比较小，人们往往容易疏忽大意，而初次来压时，老顶岩层的极限跨距比较大，在其断裂时形成的应力影响区域非常大，矿压显现剧烈，容易造成工作面支架损坏、煤与瓦斯突出、顶板垮落等灾害，周期来压也伴随着许多井下矿压显现。为此应了解工作面老顶初次来压和周期步距，及时采取措施应对老顶初次来压和周期来压带来的影响［4
山西焦煤科技 2013年2期2013-07-30
- 葛铺矿14－1103综采面老顶来压步距预测及实践
煤层综合柱状2 老顶力学模型建立在煤炭开采过程中，采场直接顶随着工作面的推进发生冒落，老顶逐渐悬空并在其上覆岩层的载重作用下发生弯曲变形。当工作面的推进距离达到老顶的极限时，老顶岩梁发生断裂。老顶梁式断裂，可采用材料力学方法求得。老顶在初次垮落时，老顶岩梁两端都固支在煤壁中，相当于固支梁，其受力分析见图2。图2 岩梁上任意点的应力分析3 老顶垮落时极限跨距力学分析3.1 老顶初次垮落极限跨距已知梁内任意点的正应力б为：式中：M为该点所在端面的弯矩；y为该点
江西煤炭科技 2013年3期2013-07-09
- 永华一矿采场矿压理论研究与应用
支撑压力的变化、老顶的初次来压、老顶的周期来压所造成的［1］。因此，对于采场矿压的理论研究是有必要的。本研究以永华一矿2106工作面为例，通过理论计算和现场观测对比分析，得出采场矿压的理论计算用以指导生产。1 采场矿压的理论分析1.1 回采工作面的支撑压力分析［2-3］随着向深部发展，岩体由采掘后的二向应力状态逐渐转变为三向应力状态。如果巷道的两侧是松软的岩层，如页岩、煤等，在这样的压力作用下就有可能发生破坏。这里以圆形巷道来研究分析巷道两侧的支撑压力，即
金属矿山 2013年4期2013-06-26
- 大采高沿空留巷在沙曲矿的应用
巷， 直接顶， 老顶， 压力， 瓦斯一、导言在我国的采煤工作中，经常会遇到这样一个问题，在回采的过程中，由于瓦斯的影响，使得回采工作遇到一定的难度，尤其是在像沙曲矿这样的高瓦斯矿井，上隅角瓦斯治理显得尤为困难，回采工作更是难上加难，无法正常开展，需要技术的应用。为此，我们将会采用风巷Y型通风沿空留巷的办法治理上隅角的瓦斯实现安全回采工作，这样不但可以实现无煤柱开采开采更多的煤炭资源，而且还会节约很大一笔巷道改造的费用，可谓是一举数得的好方法。在接下来的文章
卷宗 2012年5期2012-10-21
- 长壁开采三顺槽老顶破断结构特征理论分析
）长壁开采三顺槽老顶破断结构特征理论分析朱艳军（潞安集团 李村煤矿，山西 长治 046000）采用理论分析方法，研究长壁开采条件下三顺槽老顶在工作面不同回采阶段的结构破断特征。研究表明：三顺槽掘成后，老顶未发生破断，这个结构稳定。上区段工作面回采后，老顶在上区段工作面上方和其保护煤柱内断裂、旋转，形成块体平衡结构。下区段工作面回采后，老顶进一步断裂、旋转，形成新的块体平衡结构。长壁开采；三顺槽；力学模型；支承压力从巷道的用途和服务期间的应力场特征分析，三顺
山西煤炭 2011年10期2011-11-10
- 大倾角厚煤层顶板破断规律的数值模拟研究
平均 3.3m;老顶为灰色细砂岩,胶结致密,层厚 0.75～4.2m,平均 2.5m。工作面南部煤层直接顶板为灰色细砂岩,层厚 17.4 m。直接底板为黑色粉砂岩与细砂岩互层,具有水平层理,含有云母片及植物化石,厚度 4.5～6.9m,平均 5.7m。工作面采用走向长壁后退式综合机械化采煤方法,垮落法管理顶板。2 模型的建立根据工作面地质条件利用UDEC2D软件分别建立了工作面走向和倾向模型,对大倾角煤层开采过程中顶板破断规律及围岩应力分布特征进行模拟研究
山西焦煤科技 2011年3期2011-01-17
- 窄煤柱的留设和矿压机理分析
撑作用不足以改变老顶岩块的回转运动,但老顶岩块的回转却严重地影响着小煤柱的变形与破坏特征。下沉量。图1 小煤柱变形分析煤柱处于塑性状态时,其横向膨胀变形总量可按下式近似计算:设煤柱中线两侧老顶岩块的长度分别为L1、L2,总长为L,如图1所示,则岩块回转稳定后煤柱及直接顶岩层的压缩总量为:若顶板、煤柱都处于弹性状态 (L1很小时可能出现的状态),则各自的压缩量分别为:式中:△(Σh)——直接顶岩层的压缩总量,m;m——煤层厚度,m;△m——煤柱的压缩变形总量
中国煤炭 2010年8期2010-09-09
- 微地震监测技术对塔山煤矿围岩运动规律的研究
.表1 直接顶、老顶的厚度及运动参数对比直接顶、老顶厚度及运动情况对比如表1所示.直接顶“岩--矸”结构随顶煤放出的动态演化过程如图3所示.图3 直接顶“岩--矸”结构随顶煤放出的动态演化过程图4 特厚煤层综放工作面沿走向覆岩结构运动参数图通过与钻孔柱状图和现场其它观测分析研究,工作面下位老顶厚度为25 m左右 (由多个岩层组成),周期断裂步距15～25 m;上位老顶周期性断裂步距为30±10 m,厚度为75 m左右 (由多个岩层组成),如图4所示.下位老
山西大同大学学报(自然科学版) 2010年1期2010-09-04
- 大倾角工作面初次放顶设计与应用
主，裂隙较发育。老顶为13.5 m厚砂砾岩，砂砾岩含鹅卵石，砂白色矿质胶结，顶板岩石自然状态下的单向抗压强度67.9～180.2 MPa，坚硬难冒。该公司初期使用粉状高威力铵锑炸药，采用超前预爆破方式进行坚硬顶板处理，取得显著成效。但随着国家民用爆破器材产业的不断发展，依照国家民爆产业政策停止生产铵锑类炸药，针对该公司所属矿井的坚硬顶板处理，采用煤矿许用乳化炸药替代粉状高威力铵锑炸药实施超前预爆破工艺。1 顶板岩性特征该工作面煤层直接顶为粗砂岩，厚度6.2
山西焦煤科技 2010年9期2010-06-10
- 采煤工作面初次放顶技术管理
充分垮落（1）在老顶开始断裂下沉之前，支柱必须有足够的初撑力，泵站压力调整在18Mpa，以保证支柱达到7KN的初撑力；从加强支护入手，防止初次放顶阶段两巷、切眼及采面抽冒顶；采面初次放顶前上机组开帮，以减少放炮震动使顶板产生松动。（2）直接顶、老顶初次垮落步距一般大于10m，来压时矿压明显，此阶段易发生压垮型顶板事故。一般在第五个循环开始即上矿压观测，根据顶板活动情况，及时采取有效措施。2.人工强制初次放顶（1）初次放顶距离。通过开采经验和矿压观测，坚硬顶
中国煤炭工业 2010年1期2010-02-12
- 高档普采工作面冒顶事故的原因分析及对策
发生在初次放顶和老顶来压期间，给安全生产带来威胁。为此，对普采工作面冒顶事故发生的特点、原因及其防治措施进行了探索性研究。关键词：普采工作面冒顶事故原因分析安全生产1 直接顶初次放顶时的冒顶事故原因分析和预防1.1 初次放顶特点 煤层在开采之前，它同岩层在各个方向受力是平衡的，掘出开切眼后，岩层受力平衡状态遭到破坏，围岩移动变形，寻求新的应力平衡，在顶板上方形成了暂时平衡的岩石松动圈，这时工作面支架主要支撑的是松动圈内岩石重量。工作面开始回采，向前推进，松
中小企业管理与科技·下旬刊 2009年6期2009-09-21