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大倾角特厚煤层综放面矿压显现规律

西安科技大学学报 2020年第4期40卷 615-620,657页

作者：高林生张尔辉朱权洁石建军王野驰西安科技大学能源学院陕西西安710054 华北科技学院安全工程学院(中心) 河北三河065201

为了研究大倾角特厚煤层综放开采矿压显现规律及超前影响范围,以担水沟煤矿9101工作面为工程背景,设计了工作面矿山压力监测、回采巷道表面位移监测以及超前支承压力监测方案,并进行了现场观测;总结了大倾角特厚煤层综放面矿压显现规律... 详细信息

为了研究大倾角特厚煤层综放开采矿压显现规律及超前影响范围,以担水沟煤矿9101工作面为工程背景,设计了工作面矿山压力监测、回采巷道表面位移监测以及超前支承压力监测方案,并进行了现场观测;总结了大倾角特厚煤层综放面矿压显现规律,分析了超前支承压力分布以及对回采巷道的影响范围。结果表明:9101工作面周期来压具有明显的时间差,支架载荷分布不均匀,工作面中部矿压显现相对两边明显且强烈;工作面超前支承压力影响范围在工作面前方50 m左右,峰值距煤壁的距离为20 m左右,应力集中系数平均为1.85.研究成果对担水沟矿和类似条件下大倾角厚煤层工作面的液压支架选择及两巷超前支护优化和管理具有一定的指导意义。

关键词：大倾角特厚煤层矿压显现规律综放开采超前支承压力

大倾角特厚煤层综放工作面支架合理工作阻力的确定

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煤炭技术 2013年第11期32卷 97-98页

作者：冯子芳赵耀江王旭杰太原理工大学矿业工程学院太原030024

综合采用理论计算与FLAC3D数值模拟方法,分析了大倾角特厚煤层综放工作面不同支护强度下顶板下沉位移量。经分析对比,并结合大倾角综放工作面支架稳定性分析,确定大倾角特厚煤层综放工作面支架合理支护强度与工作阻力,为现场支架选型提... 详细信息

综合采用理论计算与FLAC3D数值模拟方法,分析了大倾角特厚煤层综放工作面不同支护强度下顶板下沉位移量。经分析对比,并结合大倾角综放工作面支架稳定性分析,确定大倾角特厚煤层综放工作面支架合理支护强度与工作阻力,为现场支架选型提供依据。

关键词： FLAC3D数值模拟大倾角特厚煤层工作阻力综放工作面

大倾角特厚煤层倾斜分层开采地表沉陷预测分析

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煤矿安全 2010年第4期41卷 126-128页

作者：齐俊德西安科技大学陕西西安710054 甘肃华亭煤电股份公司甘肃华亭744100

结合生产实际情况,针对大倾角特厚煤层的开采造成的地表沉陷,从现场踏勘及理论上进行了分析研究,对今后开采造成的地表沉陷进行了预测,提出了一些防控措施。

关键词：大倾角特厚煤层倾斜分层地表沉陷地表裂缝预测

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大倾角特厚煤层综放开采技术的研究与应用

煤矿安全 2009年第11期40卷 48-50页

作者：袁永屠世浩王继林史利民中国矿业大学煤炭资源与安全开采国家重点实验室矿业工程学院江苏徐州221008 潞安环能能源股份有限公司五阳煤矿山西长治04631

在分析大倾角煤层综放开采现状的基础上,结合东滩煤矿1300工作面41°倾角、特厚煤层实际,进行了大倾角特厚煤层综放开采设备稳定性控制、工艺方式优化、矿压显现规律等方面关键技术的研究,在实际生产中取得了较好的技术经济效果,可为类... 详细信息

在分析大倾角煤层综放开采现状的基础上,结合东滩煤矿1300工作面41°倾角、特厚煤层实际,进行了大倾角特厚煤层综放开采设备稳定性控制、工艺方式优化、矿压显现规律等方面关键技术的研究,在实际生产中取得了较好的技术经济效果,可为类似煤层综放开采提供参考。

关键词：大倾角特厚煤层综放开采设备稳定性工艺方式优化矿压规律

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大倾角特厚煤层综放开采采场顶板破断特征

煤矿安全 2014年第7期45卷 187-191页

作者：张煜潇王开太原理工大学矿业工程学院山西太原030024

针对大倾角特厚煤层综放采场冒落矸石下滑充填及顶板破断特征,将大倾角煤层采场上覆岩层视为倾斜弹性板,利用"板"的理论对大倾角综放采场顶板矿压显现规律进行了研究。研究表明,大倾角特厚煤层综放采场顶板的破断特征与冒落矸石的下滑... 详细信息

针对大倾角特厚煤层综放采场冒落矸石下滑充填及顶板破断特征,将大倾角煤层采场上覆岩层视为倾斜弹性板,利用"板"的理论对大倾角综放采场顶板矿压显现规律进行了研究。研究表明,大倾角特厚煤层综放采场顶板的破断特征与冒落矸石的下滑、充填程度有密切关系,且受矸石影响较大。根据采场顶板的不同条件对其破断特征进行了研究,得出大倾角特厚煤层综放采场矿压显现规律及顶板破断特征。

关键词：大倾角特厚煤层采场破断特征倾斜弹性板矿压显现

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大倾角特厚煤层斜切分层综放开采实践

煤矿开采 2014年第6期19卷 35-38页

作者：刘赫男孙运江谢生荣侯铁军李世俊王金光太原理工大学矿业工程学院山西太原030024 中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院北京100083 新疆百花村股份有限公司新疆乌鲁木齐830002

根据新疆大黄山煤矿＋735工作面生产地质情况,进行综放支架选型,并对其防倒、防滑稳定性进行分析。通过分析得知,支架倾倒临界角为28°,下滑临界角为22~25°。由于中大槽煤层采用斜切分层综放开采,＋735工作面倾角从40°降到28°,比支... 详细信息

根据新疆大黄山煤矿＋735工作面生产地质情况,进行综放支架选型,并对其防倒、防滑稳定性进行分析。通过分析得知,支架倾倒临界角为28°,下滑临界角为22~25°。由于中大槽煤层采用斜切分层综放开采,＋735工作面倾角从40°降到28°,比支架下滑临界角稍大,说明支架仍需要采取防倒防滑技术措施。此外,对机采高度及上端头区域加强支护进行分析研究,并通过现场实践,＋735工作面实现了大倾角特厚煤层安全、高产、高效开采。

关键词：大倾角特厚煤层斜切分层综放开采防倒防滑

大倾角特厚煤层“分段-分层”复合开采冲击地压风险判识

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大倾角特厚煤层“分段-分层”复合开采冲击地压风险判识

作者：王骁中国矿业大学

学位级别：硕士

冲击地压是一种典型的煤岩动力灾害,近年来随着开采深度与强度的不断增加,冲击地压灾害也愈发严重。其中在开采大倾角特厚煤层时,冲击动力灾害时有发生。开采大倾角特厚煤层的矿井,因煤层倾角不同,多采用水平分段或者倾斜分层综采放顶... 详细信息

冲击地压是一种典型的煤岩动力灾害,近年来随着开采深度与强度的不断增加,冲击地压灾害也愈发严重。其中在开采大倾角特厚煤层时,冲击动力灾害时有发生。开采大倾角特厚煤层的矿井,因煤层倾角不同,多采用水平分段或者倾斜分层综采放顶煤的方式进行开采。对于近距离内煤层倾角变化较大的情况,则同时采用水平分段及倾斜分层两种方式综合进行开采。不同的采煤方法,围岩破断运动响应不同,使得回采工作面冲击地压风险难以明确,因此研究该复合开采条件下冲击地压风险判识具有重要意义。论文基于砚北煤矿1504采区大倾角特厚煤层开采的工程背景,对水平分段和倾斜分层两种采煤方法共存情况下的工作面回采冲击地压风险进行量化分析,并依此对工作面进行了防冲方案设计。以数值模拟方法研究了1504采区工作面回采过程应力场演化规律,模拟1504采区工作面回采过程中,顶-煤-底三者之间顶板应力水平最高,且回采过程中普遍存在高应力集中区;同时,顶板内的应力分布受倾角影响较大,呈现出“小倾角大应力,大倾角小应力”的分布特征。采用倾斜分层方式回采的150403-1工作面与以水平分段方式回采完毕的150402采空区之间较大尺寸的区段煤柱内部应力集中程度较高。150404-1工作面模拟回采期间受2502采区遗留煤柱及工作面两侧采空的影响较大。通过分析正回采的150403-1工作面微震监测数据得出,随着工作面的不断回采,回采前中期微震事件在垂向上大多分布于工作面底板煤体内部,倾向上大多集中于临空侧的区段煤柱内部;在回采后期,工作面微震事件垂向上逐渐向顶板聚集,倾向上逐渐有向工作面中部发展的趋势。工作面回采速度与工作面微震事件活跃程度呈明显正相关关系。总结了1504采区目前及接续工作面之间冲击地压的差异化影响因素,依此对工作面冲击地压危险进行了量化分析。以150403-1工作面冲击地压危险程度为基准,150404-1工作面冲击地压危险是其1.6倍,中分层的150403-2、150404-2工作面冲击地压危险约下降1倍,下分层的150403-3、150404-3工作面冲击地压危险下降了约2倍。建立了以微震监测作为区域监测手段,以地音监测、钻屑监测、应力在线监测及工作面支架阻力监测为局部监测手段的1504采区工作面回采期间冲击地压多元信息监测预警体系。制定了1504采区目前及后续回采工作面的防冲解危措施,并检验了工作面防冲措施实施效果。通过防冲效果分析,文中的研究成果可以较好地指导砚北煤矿1504采区相关工作面的安全生产,同时也为提高类似条件下工作面的安全性、高效性提供了较为有效的理论与技术支持。本论文共有图85幅,表26个,参考文献72篇。

关键词：大倾角特厚煤层水平分段倾斜分层冲击地压防冲技术

大倾角特厚煤层综放工作面煤岩运移规律及放煤工艺研究

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大倾角特厚煤层综放工作面煤岩运移规律及放煤工艺研究

作者：张皓文中国矿业大学

学位级别：硕士

煤炭资源作为第一能源的地位在今后很长时期内基本不会发生变化,仍将在经济与科技领域的发展上具有主导地位。而我国因长期开采,已经使开采条件较好的煤层变的愈来愈少,多数矿区埋深浅、易开采的煤炭资源在短时间的服务年限内接近贫乏,... 详细信息

煤炭资源作为第一能源的地位在今后很长时期内基本不会发生变化,仍将在经济与科技领域的发展上具有主导地位。而我国因长期开采,已经使开采条件较好的煤层变的愈来愈少,多数矿区埋深浅、易开采的煤炭资源在短时间的服务年限内接近贫乏,众多矿山所面临的将是条件特殊的难采煤层,其中大倾角煤层就是难采煤层之一。中国作为煤炭资源储量丰富的大国,大倾角煤层储量占比全国煤炭储量的五分之一左右,其年产量占比全国煤炭年产量的十分之一左右。本课题以大倾角特厚煤层综放工作面为实际工程条件,在孟家窑煤矿11505工作面现场调研与实测的基础上,运用资料收集、室内实验、理论分析、数值模拟等方法,对大倾角特厚煤层综放工作面在不同开采条件下煤岩运移规律及放煤工艺进行研究。主要研究内容及成果如下:(1)现场调研孟家窑煤矿11505综放工作面的实际情况,分析工作面地质条件、地质构造等情况,进行地应力测试并现场取样进行基本力学特性实验,获取工作面煤岩基本力学参数。(2)理论分析大倾角特厚煤层综放工作面开采期间上覆煤岩冒落性影响因素,结合所获取的煤岩基本力学参数,采用FLAC数值模拟软件模拟工作面在不同采高下应力场、位移场变化规律得出采高的适当增大,可以对上覆煤岩的破碎起到一定作用,并对不同采高的上覆煤岩冒落性进行比较。(3)通过理论分析及离散元数值模拟等方式相结合,对11505工作面机采高度、放煤步距、放煤原则、放煤方式等进行研究,最终选取机采高度4.0m、放煤步距1.6m、单轮顺序上行放煤为本次研究对象在现场的施工方式。(4)根据孟家窑煤矿现场实际条件与选取的合理放煤工艺参数,对11505工作面主要设备进行选型,并对合理工序配合进行研究,验证放煤工艺参数的合理性及所选设备的可靠性,统计得到工作面的主要技术经济指标,且对工作面上覆煤岩的运移情况进行实测。本文共有46幅图,32个表格,90篇参考文献。

关键词：大倾角特厚煤层综合机械化放顶煤开采煤岩运移规律放煤工艺

大倾角特厚煤层综放开采区段煤柱合理尺寸优化与研究

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大倾角特厚煤层综放开采区段煤柱合理尺寸优化与研究

作者：王旭杰太原理工大学

学位级别：硕士

我国将煤层按倾角划分为缓倾斜、倾斜、和急倾斜三类,大倾角煤层并没有确切的定义,国内学者根据冒落矸石滑移的自然安息角(35°)和走向长壁工作面液压支架最大适用倾角(55°),将煤层倾角在35°～55°范围内的煤层称之为大倾角煤层。随... 详细信息

我国将煤层按倾角划分为缓倾斜、倾斜、和急倾斜三类,大倾角煤层并没有确切的定义,国内学者根据冒落矸石滑移的自然安息角(35°)和走向长壁工作面液压支架最大适用倾角(55°),将煤层倾角在35°～55°范围内的煤层称之为大倾角煤层。随着赋存条件较好煤层的不断采出,大倾角煤层逐渐成为许多矿区或矿井的主要可采煤层,大倾角煤层采场覆岩结构复杂,区段煤柱受采场侧向支撑压力、煤层倾角、煤层强度和顶底板特征的影响,同时在特厚煤层地质条件下,煤柱稳定性不同于近水平和缓倾斜煤层,因此,研究大倾角特厚煤层地质条件下,区段煤柱与上覆岩层破断结构特征,煤柱垂直应力分布规律及煤柱稳定性等问题,对大倾角煤层开采理论和指导现场实践均具有重要意义。通过现场调研及理论分析,总结了大倾角煤层采用走向长壁工作面开采时,采场倾斜方向上覆岩层冒落形态的“不对称性”,同时在采场倾斜方向上形成“三铰拱”结构;受此结构影响,在矿山压力显现特征上表现为工作面来压的“时效性”。通过建立大倾角煤层走向长壁工作面回采完后区段煤柱上覆岩层在煤层倾向方向断裂形成岩块A、岩块B和岩块C铰接小结构力学模型,运用“砌体梁”理论,分析了影响区段煤柱稳定性的砌体梁岩块滑落和回转变形失稳的平衡条件。以山西潞安集团潞宁孟家窑煤矿5号煤层大倾角特厚煤层为地质条件,运用极限平衡理论,得出区段煤柱合理留设宽度是煤柱两侧塑性区宽度和中心弹性区煤体的临界尺寸之和。同时分析了煤柱中存在弱面以及煤柱变形的时间相关性,得出区段煤柱中存在弱面时保持煤柱稳定性应采取的措施以及煤柱保持稳定的最小时间计算公式。采用有限差分法,分别对走向长壁工作面回采巷道掘进期间、上区段工作面回采期间以及下区段工作面回采期间,不同宽度区段煤柱承受巷道掘进扰动、一次采动影响及二次采动影响时,煤柱屈服破坏情况、垂直应力分布规律进行了研究,得出不同宽度区段煤柱受上、下区段工作面采动影响时,区段煤柱支承压力分布规律曲线,通过对比分析得出区段煤柱宽度为达到25m时即可保持稳定。

关键词：大倾角特厚煤层采场覆岩结构支承压力分布区段煤柱合理宽度煤柱稳定性塑性区特征