摘要：基于坚硬顶板长壁工作面初次跨落步距大、周期断裂悬顶长,对采场安全危害严重的特点,系统研究工作面顶板初次断裂的3种控制放顶方式和周期断裂的合理悬顶长度。通过建立两端固支岩梁力学模型,分析并比较采用循环浅孔拉槽、中部拉槽和端部拉槽等3种爆破控制放顶方式缩短坚硬顶板工作面初次断裂步距的拉槽深度与爆破工程量。结果表明,就爆破工程量而言,端部拉槽最小,中部拉槽次之,循环浅孔拉槽最大。通过顶板周期断裂悬臂岩梁力学模型的建立及其分析,基于工作面支架的设计工作阻力,推导顶板周期断裂的合理悬顶长度与工作面支架设计支护阻力,以及上覆岩层荷载和工作面控顶距之间的关系式。研究结果在晋城七岭煤矿15102工作面成功应用,可以为相应条件下坚硬顶板控制放顶提供理论依据与应用指导。

摘要：针对仰斜综放工作面围岩控制难题,以瑞隆煤矿8101仰斜综放工作面为背景,建立倾斜岩梁力学模型对顶板破断位置进行分析,运用UDEC对采场围岩运移规律进行数值模拟,得出了8101仰斜综放工作面初次来压步距和支架合理工作阻力的计算公式。结果表明:仰斜综放条件下,上覆岩层受层向分力作用,有向采空区滑移的趋势,煤壁上方顶板受拉破断,破断位置相对靠后,支架稳定性降低,容易导致煤壁片帮、冒顶;通过现场实测,8101仰斜综放工作面初次来压步距为46 m,支架额定工作阻力9000 kN、最大工作阻力7932 kN,高于同等条件下水平工作面的来压步距和工作阻力。

摘要：以大采高岩层运动及应力分布规律为核心,运用"传递岩梁"理论对大采高综采工作面上覆岩体破断类型及其平衡结构进行分析,研究建立了大采高采场结构力学模型,探讨了大采高采场的覆岩结构及运动规律,详细分析了"给定变形"、"限定变形"两种力学状态下支架工作荷载即缩量确定方法,修正了大采高下直接顶及基本顶概念,确立了支架载荷的计算方法。研究表明:采高增大,直接顶厚度可能大幅度增加,直接顶中出现大跨度悬顶坚硬岩层的几率增大。影响采场矿压显现的"传递岩梁(基本顶)"范围相对减少,对采场矿压有明显影响的岩梁距采场的高度增大。准确地确定悬顶位置、厚度及可能的最大悬跨度是大采高采场顶板控制设计及支架选型计算的关键。

摘要：旺采法中采场巷道服务时间各不相同,为了使支护设计具有针对性,利用力学和数值模型分析了煤巷变形特点。根据"岩梁"理论,建立煤巷顶板力学模型,获得了顶板岩层厚度与煤巷跨度、直接顶容许拉应力之间的双曲关系。结合FLAC3D,分析了支护部位不同时围岩及锚杆力学响应,明确了煤巷支护的重点是角部和两帮,单独进行两帮支护对围岩的控制效果优于单独顶板支护,支巷两帮可以采用玻璃钢锚杆。分析了锚杆参数对围岩的影响规律,证明加强两帮支护可以实现"强帮护顶",帮锚杆长度存在最优值。