摘要：榆神府矿区侏罗纪煤田垂向层序上赋存多个煤层,当下层煤开采时,面临上部近距离采空区积水威胁,基于垂向采空区充水模式的综合解危技术是下层煤安全回采的关键。通过分析煤层顶板岩性组合、含隔水层以及导水裂缝带发育高度特征,形成了近距离煤层垂向采空区高静储瞬态充水模式,认为基岩风化带水、火烧区水、第四系萨拉乌苏组松散层潜水以及大气降水是浅层采空区的直接或间接补给水源,在上部煤层采空区中形成较高水位的静储量;近距离煤层下层煤开采时,导水裂缝带沟通上部采空区,高静储积水以瞬间溃入形式进入下层煤回采工作面。针对高静储采空区积水威胁,提出了“近距离煤层充水模型建立—采空区积水范围探测与积水量预计—垂向采空区积水解危—疏控效果评价”4阶段解危模式,形成了解危成功的判别标准,即当钻孔疏放量等于动态补给量时,可认定采空区静储量积水已基本疏放完毕,采空区积水威胁解除。该成果在神木惠宝煤矿成功应用,对类似条件下的矿井具有借鉴意义。

摘要：针对煤矿井下腐蚀环境中螺纹钢锚杆易产生应力腐蚀断裂的现象,采用慢应变速率拉伸方法研究了4种锚杆在模拟高矿化度矿井水中的应力腐蚀行为,得到应变速率和外加电位对锚杆应力腐蚀行为的影响规律,定量评价了应力腐蚀敏感性,并结合断口微观特征阐释了应力腐蚀机制.研究表明:在模拟矿井水中锚杆塑性下降明显,表现出应力腐蚀敏感性;应变速率对断面收缩率和延伸率的影响大于对强度的影响.施加阴极电位后锚杆的应力腐蚀敏感性大幅增加.在腐蚀参与下锚杆断裂形式由韧脆混合断裂向脆性断裂转变,且应力腐蚀敏感性越高,脆性特征越明显.综合锚杆在不同环境下的应力腐蚀特征及断口形貌演化过程,判断应力腐蚀以氢致开裂为主.现场失效锚杆分析表明腐蚀参与了锚杆断裂过程,呈现应力腐蚀断裂特征.

摘要：为研究深部煤炭回采过程中底板岩体能量变化特征及卸荷劣化机制,开展了不同围压卸载速率下岩石力学试验,综合理论分析和实验室试验分析了不同卸载阶段的岩石损伤断裂能量、弹性模量的变化特征。研究表明:卸围压过程中的岩石变形破坏可划分为围压卸载起始点至失稳破坏、失稳破坏到加速破坏、进入加速破坏3个阶段。在围压卸载起始点至失稳破坏阶段和失稳破坏到加速破坏阶段,相同轴压下,不同围压卸载速率对岩石弹性模量劣化程度产生的影响较小;在围压卸载起始点至失稳破坏阶段,损伤断裂能量消耗较少,但岩石弹性模量劣化程度较为明显;在失稳破坏到加速破坏阶段,弹性模量的劣化程度相比于围压卸载起始点至失稳破坏阶段趋缓,但损伤断裂能量消耗呈现增长变化趋势。在岩石进入加速破坏阶段,卸载速率越快,岩石卸围压过程中释放的损伤断裂能量越大,越易形成宏观贯穿式裂纹,煤层底板突水危险性随之增大。

摘要：基于初撑阶段液压支架对围岩控制的重要性,提出了依据立柱的伸长量由谁主导承担和支架阻力变化将初撑阶段划分为3种情形和3个细分阶段,理论分析了支架位姿与推移机构之间的约束关系以及与驱动千斤顶的映射关系,通过坐标变换构建了三机设备位置关系的数学描述,并采用数值计算和试验方法研究了支架位姿的调整策略。结果表明:推移机构不会约束底座向采空区方向的运动;支架位姿与驱动千斤顶的一一映射必须在同一底座偏转角下才能成立;支架在初撑阶段主要发生顶梁偏转、底座偏转及水平运动,顶梁偏转可通过平衡千斤顶调节,底座偏转可通过立柱调节;底座下陷、支架整体向煤壁倾斜、采煤机仰采是造成三机配套关系失稳的关键因素。研究结果为实现支架位姿的自动控制提供了理论基础,对于坚硬顶板和松软底板的地质条件,适当加大梁端距能够有效避免采煤机与支架的干涉。

摘要：为有效解决雅店煤矿厚煤层综放工作面回采过程中坚硬顶板难以及时垮落、易造成大面积压架的问题,结合ZF1405工作面地质条件,对工作面回采过程中的压架原因进行了分析,提出了水力压裂弱化顶板技术并开展了现场试验,通过对水力压裂压力变化曲线、工作面支架受力状况、微震监测等进行分析,对水力压裂效果进行了综合评价。研究结果表明,采用水力压裂技术后,工作面顶板岩层裂隙发育程度明显增大,支架受力整体比较稳定,能够有效避免回采过程中压架问题的产生,减小或消除坚硬难垮顶板对工作面安全回采的影响。

摘要：为了解决目前煤矿锚杆支护材料存在的问题,采用实验室试验、数值模拟及现场试验相结合的手段及方法,开发矿用预应力钢棒支护成套技术,包括钢棒材料、锚具、构件、锚固方式、施工工具及技术等;实验室试验得出钢棒屈服强度不低于1 140 MPa,抗拉强度不低于1 270 MPa,延伸率大于15%,冲击吸收功不低于30 J,开发与钢棒强度匹配的托板及锚具;数值分析钢棒应力场分布特征及影响因素,得出在高预应力下,钢棒预应力场的应力值大,压应力区范围广,钢棒的主动支护作用明显。在潞安漳村煤矿25排水巷进行矿用预应力钢棒支护技术现场试验,巷道变形量不大,顶板离层基本为0,钢棒初始预紧力为100~120 k N,受力稳定,基本不受巷道掘进影响,支护效果良好。采用钢棒支护比高强锚杆支护材料费用下降29.5%,钢棒间排距大、预紧力施加快,可适当提高巷道掘进速度,具有较好的推广价值。

摘要：基于理想弹塑性力学理论计算、FLAC3D数值模拟分析与多处矿区工程实践,得到宁东试验矿井现采区段留设的40 m煤柱宽度明显偏大。采用现场综合试验,监测受工作面采动影响前后,16组空心包体三维应变的实时增量、不同煤柱宽度（10 m,20 m）试验巷道的围岩应力与变形动态变化。试验结果表明：40 m宽度煤柱内存在明显的低应力增量弹性核区,该区域是巷道布置的有利位置;试验采面侧向支承压力的超前影响范围约45 m,随着采面推进,本区段40 m煤柱内采动应力峰值逐步由侧壁向其深处传递,第一主应力增量逐渐衰减;10 m煤柱宽度试验巷道的平均变形小于20 m煤柱巷道。综合以上理论计算与井下试验监测结果,确定出试验工作面特定区段煤柱设计的合理宽度范围（8.9～12.5 m）,从而为类似地质采矿条件下区段煤柱宽度设计提供经验指导。

摘要：针对官地煤矿28412工作面顶板坚硬,初次来压步距大,来压强度高的安全隐患,结合现场条件确定了初采强制放顶技术的基本参数:顶板处理高度、炮孔直径、炮孔间距、封孔长度和炮孔布置方式,同时,首次采用"内芯式深孔爆破炸药壳"装药技术。实践表明:当工作面推进至14.4m时,除切眼端头外,顶煤都已垮落,采空区基本充填严实;大大降低了工作面初次来压强度,没有出现"飓风"和采空区瓦斯瞬间大量涌出现象,有效地保障了工作面初采期间的安全生产。

摘要：针对酸刺沟煤矿4 号煤与6 号煤顶板岩层与工作面初采特点, 分析顶板岩层水力压裂的分层弱化与初次垮落特点.通过观察顶板岩层结构和监测水力裂缝扩展、水压变化以及顶板垮落情况, 确定钻孔与压裂参数.研究结果表明 采用单孔多次压裂方法可有效弱化、分层顶板, 顶板分层、分区域、分次及时垮落, 保证工作面初采安全; 对于4 号煤顶板, 压裂钻孔间距为10m, 水压为10-20MPa; 对于6 号煤顶板, 压裂钻孔间距为8-10m, 水压为13-30. 8MPa.与爆破强制放顶方法相比, 水力压裂初次放顶法更为安全、合理.

摘要：为消除锦界煤矿综采工作面初采期间需采取强制放顶措施而产生大面积悬顶等一系列安全问题,分析了爆破强制放顶技术的矿压特点,并通过监测水力压裂初次放顶的水压和流量,统计顶板初次垮落特点和工作面支架工作阻力变化,分析了锦界煤矿31111工作面水力压裂初次放顶矿压显现规律。研究表明:水力压裂初次放顶呈现出分层、分次、逐步垮落特点,消除了初采期间顶板大面积一次垮落给工作面造成的危害。初采期间工作面支架来压动载系数降低,有效缓解初次来压对支架造成的冲击载荷。矿压规律及顶板垮落效果显示,水力压裂是一项安全可靠的工作面初次放顶技术。