摘要：应用端帮采煤机开采工艺回收端帮压覆滞留煤资源时,支撑煤柱合理宽度的确定是影响其安全、高效推广应用的一个关键性要素,尤其是考虑爆破振动效应对支撑煤柱稳定性的影响。以平朔安太堡露天矿南端帮为工程背景,采用现场测振试验、理论分析、数值计算研究边坡三角载荷和爆破振动作用下端帮开采支撑煤柱稳定性及其参数设计方法。基于极限平衡理论和尖点突变理论,运用Mohr-Coulomb屈服准则,分析了煤柱弹塑性区分布规律;建立了受采高、采宽、上覆岩层载荷应力、煤柱黏聚力与内摩擦角等因素影响下的煤柱极限强度函数表达式;建立了不同安全储备系数条件下煤柱最大允许塑性屈服区宽度及煤柱留设宽度计算式。建立了支撑煤柱三维简谐振动响应模型,研究了单响药量、高程差、爆心水平距等爆破参数对煤柱瞬时最大动应力响应影响规律,揭示了爆破动载效应对支撑煤柱塑性区宽度和稳定性的影响机制,提出了爆破动载作用下支撑煤柱参数设计方法。研究结果表明:爆破振动对支撑煤柱稳定性影响较大,爆破动载作用下煤柱瞬时最大动应力响应与单响药量呈正相关关系、与高程差和水平距离呈负相关关系。随煤柱瞬时最大动应力响应增加,煤柱塑性区宽度呈正比例增大,煤柱安全系数以近似线性规律衰减。确定动−静载下煤柱留设宽度为5 m,经工程实践,验证了其合理性。

摘要：合理地设计端帮充填开采下支撑煤柱参数是端帮开采工艺推广应用的前提。对端帮充填开采前后煤柱受力变化进行了分析,阐明了充填体提高煤柱强度的机理。根据有效区域理论计算了煤柱上方载荷,推导了基于土压力公式的煤柱侧向约束力,结合CIMFR煤柱强度经验公式和Mohr-Coulomb强度准则获得了充填条件下煤柱强度,提出了兼顾煤柱安全系数的非均布载荷下端帮充填开采支撑煤柱参数设计方法。基于端帮充填开采支撑煤柱参数计算方法,考虑端帮充填开采三角载荷作用,提出了对采硐分段充填的方法,并且给出了不同条块充填高度的计算方法。考虑充填环节与端帮采煤时间的协调性,在一步式开采不合理的情况下,设计了两步式充填开采顺序、三步式充填开采顺序。以某露天矿为工程背景,设计了端帮充填开采支撑煤柱参数,较非充填开采单个煤柱宽度减小3.5 m,资源回收率由33.7%提升至68.4%,在分段充填条件下,单个采硐充填材料用量减少2053.6 m^(3)。提出了端帮充填开采条件下支撑煤柱设计方法,对推动露天煤矿端帮充填开采具有科学意义。

摘要：为保障3107辅助进风巷留巷围岩的稳定,基于3107工作面的具体地质条件和沿空留巷的具体特征,结合高水充填材料的力学性能,采用FLAC3D数值模拟软件进行高水材料巷旁充填体合理水灰比和合理宽度的模拟分析,基于模拟结果确定巷旁充填体材料合理水灰比为1.5:1,合理宽度为2.0 m,设计充填体支护参数并对留巷效果进行监测。结果表明:沿空留巷在设计支护方案下,留巷和二次回采阶段围岩变形量均满足使用要求,锚杆受力状态正常,保障了留巷围岩的稳定。

摘要：新元煤矿3405工作面推采过程中遇到坚硬陷落柱,设计研发了新型PVC组合式扩裂弹体和铝合金管装药器,利用LS-DYNA显示动力分析程序对不同药包半径的爆破效果进行了模拟研究,并结合现场条件设计了深孔爆破具体参数。现场试验结果表明,3405工作面通过坚硬陷落柱时,截齿的平均消耗量降低了76.3%,工作面的推进速度提升了24.1%,应用效果良好,为今后的类似工程提供了参考。

摘要：为保障15107工作面运输巷围岩的稳定,通过分析巷道原有支护下围岩变形及离层情况,结合巷道原有支护参数及巷道围岩特征,确定优化锚杆、锚索长度,增大锚索布置密度。结合矿井工程实践经验及相关理论,优化后顶板锚杆长度为2.8 m,锚索长度为7.0 m,锚索采用“三·四”布置,结合巷道特征对支护优化方案进行具体设计,并对支护优化方案实施后的围岩变形情况进行分析。结果表明:支护优化方案实施后,巷道掘进期间顶板下沉量和两帮移近量的最大值分别为19 mm和17 mm,保障了围岩的稳定。

摘要：针对我国液压支架跟机移架速度试验手段缺失,无法对移架系统理论研究提供验证手段的问题,通过分析现阶段移架速度试验现状和需求以及影响移架速度的关键因素,提出了移架速度的实验室测试方法,设计了复杂阻力等效模拟系统、变阻力精确控制系统、适应供液系统、滑动摩擦力消除系统,解决了在实验室无法对复杂工况阻力进行动态调节模拟、试验供液系统无法按需供液、试验精度低等技术难题。通过实验室量化试验,实现了对移架系统理论研究数据的试验验证,对于提升移架系统性能,达到最优移架时间具有重要意义。

摘要：为解决采空区坚硬顶板难垮落及邻近巷道两帮大变形问题,结合综采面煤层地质,优化设计爆破切顶参数,提出深孔预裂爆破切顶专项方案,采用现场试验对切顶卸压效果进行分析。分析结果表明,采用聚能爆破切顶技术后,巷道表面位移变形量减幅为30%,顶板深部围岩位移减幅为37%。实践表明,采用“爆破孔间设置导向孔”的钻孔布置方式,卸压效果显著,巷道围岩稳定性得到良好的控制,巷道情况得到改善,同时,聚能爆破切顶卸压技术可大幅度提高作业效率,为类似矿压防治工程提供借鉴。

摘要：急倾斜煤层开采及支护是煤矿生产中的难点问题,深入研究煤矿顶板垮落规律及工作面支护受力特征是保障煤矿安全生产的关键。以红阳煤矿为背景,现场钻取岩样测得物理力学参数,基于围岩参数构建物理模型及3DEC离散元模型,对比分析顶板垮落规律。依据试验及计算结果设计急倾斜煤层开采方案,利用3DEC离散元方法对开采支护方案进行验算,并在实际工程中进行检验。研究结果表明:泥岩顶板的弹脆塑性应变软化特征明显;3DEC离散元数值计算结果与物理模型试验结果基本吻合,采用弹脆塑性应变软化本构模型可以合理获得煤岩层受力及变形特征;利用离散元方法对伪倾斜柔掩支架采煤法进行模拟计算,计算结果与现场应用效果基本相符,证明伪倾斜柔掩支架采煤法在急倾斜泥岩顶板煤层具有良好适用性。

摘要：为有效解决瓦斯尾巷取消后工作面采空区瓦斯和上隅角瓦斯超限问题,同时减少联络巷的施工,提出利用大直径钻孔抽采采空区瓦斯的技术。对钻机设备及配套施工工艺流程和参数进行了选择和设计,现场应用后,瓦斯抽放效果表明,随着工作面推进,大直径钻孔可有效改变采空区瓦斯流场,使工作面上隅角瓦斯浓度基本维持在0.25%~0.60%,大直径钻孔瓦斯治理工艺简单、施工速度快,成本低,极大缓解了煤矿采掘接替紧张问题,可以有效解决上隅角和采空区超限问题,提高瓦斯抽放效率。

摘要：对掘进工作面临时支护技术及其机理进行了阐释。通过数值模拟方法研究临时支护对改变顶板受力状态、降低巷道应力集中、抑制顶板离层、减少巷道片帮、底鼓、冒顶事故的作用;给出了临时支护设计载荷的设计依据及其顶板控制范围。