顶板垮落

摘要： 为防止工作面回采期间悬顶面积过大、垮落而造成安全事故,对南阳坡矿8#煤层8704工作面顶板进行预裂。结合矿井地质及经济情况,采用密集孔预裂处理。打入密集孔后形成一条弱化带,从整体上改变顶板的强度,使其更容易垮落。实践结果表明:在回采过程中采取打预裂孔干预后,顶板垮落正常,悬顶面积减小,矿压显现不明显,极大提高了煤炭资源回收率。该方案为顶板安全管理提供了参考。

摘要： 针对赵庄矿井下顶板厚度大,难以自行垮落的不足,提出了一种井下顶板水力压裂方案,对该方案的原理和方案设计过程进行了分析。实际应用表明,采用井下顶板水力压裂技术能够有效控制顶板的垮落范围,对提升井下作业安全具有十分重要的意义。

摘要： 本文以河南义马矿区千秋煤矿21221工作面为工程背景,建立了采煤工作面顶板发生初次垮落的超静定梁力学模型,揭示了顶板初次垮落超静定梁两端三自由度受限时的力学机理,推导了超静定梁的应力分布演化方程,计算了考虑限制三自由度的顶板初次垮落极限步距。通过FLAC^(3D)建立了与理论模型相对应的采煤工作面顶板初次垮落数值模型,根据初次垮落极限步距理论解模拟了工作面动压影响下顶板位移的演化和顶板初次垮落过程,模拟结果与实验结果基本相符合。本文的研究可为同类煤矿工作面上覆岩层运动和垮落研究提供数值分析理论基础。

摘要： 针对木瓜煤矿一次成巷顶板管控难度大,顶板节理裂隙发育,岩层赋存不稳定,在施工过程中极易出现顶板垮落事故的现状,提出了先采用小切眼预先导洞贯通,再用综掘机扩刷施工至设计大断面的扩刷方案及顶板注浆+长短锚索的支护方案。通过实际应用得出,该支护方案能够有效降低巷道在工作过程中的变形,提高岩层稳定性以及切眼支护的可靠性。

摘要： 为解决复杂地质条件下的大采高综采工作面复合顶板与煤壁稳定问题,提出了在140502工作面两巷超前50m~300m,以顶板高压劈裂注浆改性技术提高岩体及煤壁自承能力,并成功应用于工程实践。工程实践结果表明:深孔注浆超前治理技术实现了深井大采高工作面复合顶板的全方位加固,试验区域内支架前梁(伸缩梁)端至煤壁顶板垮落高度不大于300mm,煤壁基本无片帮现象,保证了综采工作面煤壁和顶板夹矸在回采过程中的稳定,且原煤入洗率降低了48.66%,煤质相对提高了11.6%,成本相比聚氨酯高分子化学材料降低了92%。

摘要： 针对赵庄矿1308综采面经常发生综采扰动而引起严重鼓帮的异常,提出了一种新的深孔爆破断顶技术方案,结合井下实际地质情况,在顶板上设置爆破孔进行爆破,从而形成一定的裂隙发育区,有效控制井下顶板的垮落时机和范围,消除了综采过程中因综采扰动而导致的鼓帮现象,极大地提升了赵庄矿井下的综采作业安全性。

摘要： 直覆厚硬顶板进行预裂切顶成功与否是工作面安全开采的关键,以顾北矿13121^(上)工作面为研究背景,结合理论分析直覆厚硬顶板初次破断及周期破断步距,提出顶板预裂切顶方案,利用FLAC^(3D)软件对厚硬顶板切顶效果进行验证,对比切顶前后厚硬顶板位移规律及工作面超前支承应力的变化特征。结果显示:预裂切顶可以有效改善硬厚顶板直覆工作面工作环境,切顶后,工作面超前支承应力峰值降低28.39%,超前影响范围缩减了37%,顶板垮落压实步距缩短了43.53%,超前支承应力峰值位置向深部转移,预裂切顶对厚硬顶板直覆工作面矿压控制起到了积极作用,对工作面超前支护设计具有借鉴意义。

摘要： 西铭煤矿48703工作面端头长期存在大面积悬顶问题,严重影响煤矿安全生产。采用水力致裂技术开展顶板岩层控制现场试验研究。结果表明:低位与高位岩层致裂水压随时间先快速升高,在13 s和49 s分别达到初始破裂应力9.7 MPa和34.3 MPa,起裂扩容引起水压曲线多次反复后,水压变化趋于平缓,此时裂隙稳定扩展直至泵注停止。低位与高位岩层经水压致裂后,顶板出现大面积淋水及邻近孔位出水现象,说明持续泵注促使顶板内裂缝起裂并扩展为一定范围破裂带,形成易于断裂垮落的结构弱面。水压致裂后悬顶问题得到明显改善,证实了端头悬顶水力致裂控制技术工程应用的可行性,为面临类似情形矿井提供了技术参考。

摘要： 基于山西某矿3102工作面顶板垮落现象严重、顶板管理难度大的问题,采用增加其液压支架的前探梁支护设计。该方案通过前探梁顶在煤壁上与液压支架起到共同支撑的效果,加大液压支架对顶板的控制范围。经过后续实际生产过程中的分析应用表明,前探梁支护效果显著,有效解决了实际生产中遇到的问题,为各煤矿此类情况的处理提供了宝贵的经验。

摘要： 为使韩家湾煤矿213108工作面在初采初放过程中上部坚硬基本顶及时垮落,杜绝采空区大面积悬顶,降低来压强度,确保工作面初采初放安全回采。通过分析水力压裂技术原理及施工工艺,对水力卸压钻孔进行设计,采用高、中、低位3种钻孔的联合布置形式,保证弱化效果和顶板垮落时间。在厚坚硬顶板水力弱化后对巷道的围岩变形量和端头悬顶长度进行了监测分析。结果表明,水力弱化顶板后,213108工作面回采期间围岩变形量较小,巷道端头悬顶长度在合理范围内,未出现大面积悬顶现象。

摘要： 针对大采高长壁工作面顶板垮落在空间上具有局部、分段和迁移的特征,结合煤岩体地质特征,将长壁工作面顶板视为含有一定数量边裂纹的弹性薄板,利用弹性力学中的薄板理论建立了裂纹板力学模型.以周期来压过程中长壁工作面的来压规律为研究对象,将弹性薄板在工作面推进过程中的破坏分为裂纹扩展、塑性铰失效和铰接板失稳三个阶段,利用断裂力学和弹塑性力学理论研究了各阶段顶板失稳的条件,求得了使裂纹开裂扩展的应力强度因子K1和裂纹的起裂荷载q的计算公式;得到了第二个阶段中造成塑性铰失效的极限荷载p*;通过分析薄板间的连接及破坏过程研究了第三个阶段铰接板的失稳过程.顶板破坏的三阶段力学分析方法合理地解释了工作面长度方向上顶板的来压特征;顶板第一次垮落完成后,由于应力转移,造成应力集中作用,使得长壁顶板未破断部分再次经历裂纹扩展、塑性铰失效、铰接板失稳这三个破坏过程;造成来压从破坏部位向两边迁移,形成了长壁工作面周期来压过程中矿压显现的迁移特征.研究结果从理论上解释了工作面长度方向上的顶板垮落及来压规律.并结合具体工作面监测信息对理论分析结果进行了验证.

摘要： 提出了基于格子Boltzmann的采空区顶板垮落的仿真模型(WD2G9模型).在该模型中,将采空区顶板垮落的过程抽象为全重力活塞推进过程,结合D2Q9模型和D2G9模型将活塞推进所产生的压缩冲击波在格子Boltzmann的离散网格上进行离散,随着时间的走动进行波动.在仿真过程中可以可视化地观看冲击波的波动以及空气中粒子的演化过程,观测空气速度、压力的变化情况.该方法为采空区顶板垮落灾害的预测和预防提供了新的途径.

摘要： 瓦斯灾害事故是煤矿重要安全问题.为有效预防瓦斯超限引发的各类瓦斯灾害事故,通过进行相似性模型矿压试验模拟煤层顶板冒落规律,利用关键层理论,结合模型试验结果,总结采空区顶板冒落规律,进行工作面高位钻孔抽采参数优化设计.

摘要： 浅埋煤层特殊保水开采区的保水开采方法是当前采矿界的技术难题,也是实现浅埋煤层保水开采的关键.采用局部充填方法,保障采空区的顶板隔水性,是实现浅埋煤层特殊保水开采区的有效途径.本文利用物理相似模拟实验,揭示了走向长壁局部充填开采的顶板垮落和移动规律,论证了合理的充填宽度与间隔宽度,为局部充填开采提供了参考依据.

摘要： 榆阳煤矿2301综采工作面是榆阳区第一个长壁式综采工作面,由于对浅埋煤层工作面顶板初次垮落步距、周期来压步距、垮落高度等了解不多,也没有成熟的经验可以借鉴,在工作面初采初放期间出现顶板大面积来压垮落,产生飓风,造成矿井风流逆转、吹倒人员、损坏安全生产管理牌板事故.总结经验,吸取教训,有利安全生产健康、稳定地向前发展.

摘要： 榆阳煤矿2301综采工作面是榆阳区第一个长壁式综采工作面,由于对浅埋煤层工作面顶板初次垮落步距、周期来压步距、垮落高度等了解不多,也没有成熟的经验可以借鉴,在工作面初采初放期间出现顶板大面积来压垮落,产生飓风,造成矿井风流逆转、吹倒人员、损坏安全生产管理牌板事故.总结经验,吸取教训,有利安全生产健康、稳定地向前发展.

摘要： 榆阳煤矿2301综采工作面是榆阳区第一个长壁式综采工作面,由于对浅埋煤层工作面顶板初次垮落步距、周期来压步距、垮落高度等了解不多,也没有成熟的经验可以借鉴,在工作面初采初放期间出现顶板大面积来压垮落,产生飓风,造成矿井风流逆转、吹倒人员、损坏安全生产管理牌板事故.总结经验,吸取教训,有利安全生产健康、稳定地向前发展.

摘要： 榆阳煤矿2301综采工作面是榆阳区第一个长壁式综采工作面,由于对浅埋煤层工作面顶板初次垮落步距、周期来压步距、垮落高度等了解不多,也没有成熟的经验可以借鉴,在工作面初采初放期间出现顶板大面积来压垮落,产生飓风,造成矿井风流逆转、吹倒人员、损坏安全生产管理牌板事故.总结经验,吸取教训,有利安全生产健康、稳定地向前发展.

摘要： 结合新疆大黄山白杨河煤矿急倾斜厚煤层长壁综放工作面的煤层地质,通过相似材料模拟实验,为该矿41号煤层在解放层开采的情况下选择合理的巷道布置和采煤工艺,初步模拟了急倾斜厚煤层长壁综放工作面的直接顶初次垮落步距、基顶初次垮落步距、周期垮落步距和来压强度及相关的矿压显现特征等规律,对该综放采场的矿压现特点进行了研究,并为支架选型提供科学依据.

摘要： 结合新疆大黄山白杨河煤矿急倾斜厚煤层长壁综放工作面的煤层地质,通过相似材料模拟实验,为该矿41号煤层在解放层开采的情况下选择合理的巷道布置和采煤工艺,初步模拟了急倾斜厚煤层长壁综放工作面的直接顶初次垮落步距、基顶初次垮落步距、周期垮落步距和来压强度及相关的矿压显现特征等规律,对该综放采场的矿压现特点进行了研究,并为支架选型提供科学依据.

摘要： 一种深孔分段爆破切缝控制顶板整体垮落法，属于爆破切缝技术领域，可解决煤层顶板悬而不落的问题，本发明所提供的技术方案解决了煤矿开采煤层顶板悬而不落，造成矿压显现强烈的问题，针对老顶岩层进行深孔爆破可以防止顶板在爆破后立即垮落，爆破后爆破段内老顶岩层会沿着钻孔布置线形成一个与岩层自然垮落角相同倾角的预裂缝弱面，切断老顶岩层板结构的完整性，使顶板岩层在重力作用下沿预裂缝弱面定向垮落，可有效降低顶板的大面积悬顶造成回采巷道及煤壁前方所受集中应力，从而改善巷道所处应力环境，同时工作面后方顶板的及时垮落，避免了采空区漏风、瓦斯聚集、遗煤自燃情况的发生。

摘要： 本发明属于煤炭开采灾害防控技术领域，具体涉及一种基于降速减能的采空区顶板大面积垮落飓风危害消除装置，包括风速传感器、第一挡风装置、控制器和第一减速装置；第一减速装置包括移位减速降能巷道、移位减速降能装置和专用增阻轨道；移位减速降能巷道设置在运输顺槽外侧，所述专用增阻轨道设置在移位减速降能巷道内，所述移位减速降能装置设置在专用增阻轨道上，并可沿专用增阻轨道滑动；第一挡风装置设置在运输顺槽内，并位于移位减速降能巷道的进风口后方，风速传感器的信号输出端与控制器连接，控制器用于在运输顺槽内的风速变化达到设定值时，控制第一挡风装置动作封闭运输顺槽。本发明消除了采空区顶板大面积垮落带来的飓风危害。

摘要： 本实用新型公开了一种顶板主动垮落装置，包括设置在巷道内的待拆支架、第一挑棚、钢丝绳、驱动单元，顶板通过所述第一挑棚和待拆支架与巷道底壁相抵，所述钢丝绳一端与待拆支架相连，另一端与驱动单元的输出端传动连接，所述第一挑棚与钢丝绳绕接，所述驱动单元的输出端带动钢丝绳移动致使第一挑棚倾倒。本实用新型中，通过驱动单元可带动钢丝绳移动并带动支撑顶板的第一挑棚倾倒，从而实现控制顶板的主动垮落，并可根据实际需要使未垮落的挑棚按照需要进行垮落。

摘要： 本发明公开了一种机械切割诱导工作面坚硬顶板垮落的方法，属于采煤技术领域，包括以下步骤：S1、在煤层开切眼；S2、在切眼中安装液压支架；S3、反复执行S2；S4、将连续切岩机停在切眼端头；S5、启动切割刀具；S6、将连续切岩机移动距离A2；S7、反复执行S5‑S6；S8、在切眼前方距离A3位置，掘进切顶巷道；S9、将连续切岩机停在切顶巷道端头；S10、启动切割刀具；S11、将连续切岩机移动距离A4；S12、反复执行S10‑S11；S13、在距切顶巷道水平距离为A3位置，执行S8‑S12；S14、反复执行S13，直到完成整个工作面的切顶。本发明通过掘进机开挖巷道，并配合机械切割机按照一定的切割方式切割顶板，控制顶板垮落步距，能够对工作面矿压有效控制。

摘要： 本发明一种井下岩石顶板垮落步距的安全评估方法，属于井下岩石顶板垮落步距的安全评估方法技术领域；所要解决的技术问题为：提供一种井下岩石顶板垮落步距的安全评估方法的改进；解决上述技术问题采用的技术方案为：包括如下步骤：对矿井开发的原始资料进行搜集：根据获取的矿井资料，将参与计算垮落步距的参数数据进行整理记录；根据参数数据，通过公式计算顶板岩石在岩体断裂条件下的压裂深度；根据计算的顶板岩石的压裂深度计算在水浸润作用下的顶板岩体垮落步距；将计算出的顶板岩石垮落步距与工程设计时的垮落步距进行比较，当计算出的顶板岩石垮落步距小于工程设计时的垮落步距，则评定该岩石顶板为安全的；本发明应用于矿井开采。

摘要： 本发明提供了一种智能监测岩溶与采空区顶板垮落程度的装置及方法，其装置包括磁圈、磁电感应器、信号放大器以及信号处理装置，岩溶或采空区顶板上具有利用钻孔设备钻出的垂直贯穿岩溶或采空区顶板的钻孔，磁圈包括多个磁圈，多个磁圈等距间隔设于所述钻孔的孔壁上，磁电感应器向下通过钻孔并穿过每一个磁圈悬吊于岩溶或者采空区顶板下表面以下一定距离。监测方法为：当岩溶或采空区顶板底层垮落时，信号处理器自动采集分析磁圈掉落的时间和顶板的垮落的厚度，并计算出顶板垮落频率和顶板岩层剩余的厚度，当剩余的顶板岩层厚度达到设定的临界垮落厚度或垮落频率时，信号处理器控制报警器报警并将报警系统通过GPRS无线发射器发送到移动终端。

摘要： 一种利用液爆控制悬臂梁顶板垮落的方法，属于采矿工程矿山压力与岩层控制技术领域，可解决煤矿井下长壁回采工作面回采后沿采场周边顶板形成悬臂岩体梁难以垮落的问题。本发明是通过在顶板悬臂岩体梁按预设计断裂线布置钻孔，钻孔内安置液爆管（管状橡胶囊）注入高压乳化液膨胀做功，高压乳化液的循环脉动压力形成脉动“捶击力”，使顶板岩体按设计顶板断裂线形成断裂缝，属于抽伸作用原理，从而使顶板岩体沿断裂缝断裂失稳垮落，达到强制切断悬臂梁传导应力之目的。本发明装置结构简单、安装方便、安全可靠，可广泛推广。

摘要： 本发明公开了一种分段冻结顶板垮落刀柱式残采区积水复采蹬空煤层的方法，适用于煤柱间顶板冒落面积大、落石堆积采空区上覆蹬空煤层的复采，包括以下步骤：在判别蹬空煤层上行开采可行性、探明刀柱式残采区煤柱群和空区群分布状况的基础上，遗留煤柱作为刀柱式残采区煤柱间积水的隔断，利用人工制冷技术分段冻结刀柱式残采区积水，使液相的水成为具有一定承载能力的冰，充填采空区空间，将整个采空区积水、冒落岩块以及遗留煤柱通过冻结连接成为一个整体，而后进行上覆蹬空煤层复采。较传统的柱旁膏体充填开采，本发明大大减少了工程量，且无需设立地面注浆材料拌和站，进行充填浆液的拌和以及泵送等工作，所有辅助工作均在井下进行。

摘要： 本发明涉及矿业工程领域，提供了一种阶段采场顶板垮落区内复筑出矿结构的上行连采方法：根据下部采场顶板垮落区形态分为三种类型，分别制定其垮落区治理及出矿结构构筑方法；充填下部采场空区主体部分，采用高强度胶结充填料浆充满塌落区；对于浅层剥落型空区，在高强度胶结充填体内开挖形成底部出矿结构；对于中层塌落型空区，在塌落拱底角外缘开挖形成两个底部出矿结构；对于深层垮塌型空区，在上部阶段重新划分采场，然后在新采场宽度中部开挖形成底部出矿结构。本发明方法在上下采场阶段间衔接时，不留阶段间隔离矿柱，不增加开拓工程量，且采场出矿安全性好、出矿效率高、矿石回收率高。

摘要： 本发明属于煤层开采技术领域，提供一种采空区顶板垮落及碎胀控制装置及方法。采空区顶板垮落及碎胀控制装置，包括至少一个置于切缝钻孔内的聚能装置，聚能装置包括聚能管、定向聚能孔和流体套管，两排定向聚能孔对称设置于聚能管径向的两侧；流体套管套设于聚能管外，流体套管内填充有聚能流体，流体套管上设置有两排与聚能管相对应的定向聚能孔。本发明通过在聚能管外套设流体套管，并在流体套管内聚能流体，在预裂爆破过程中，聚能流体可以很好的降低非设定方向上的能量损耗，使得爆破所产生的冲击波能量向着设定方向冲击，使得切缝效果大大提高。