以丁集矿1272(3)工作面为研究对象,采用三维数值模拟软件FLAC3D对大采高工作面矿压显现规律进行分析,研究了不同推进速度下采场围岩的应力与变形破坏特征。模拟结果表明:加快推进速度可以减小顶板下沉量,并且对采场围岩应力产生较好的控制效果。

为了解远程卸压开采中的瓦斯抽采特征及裂隙演化过程,以朱集矿首采工作面综合抽采为例,对比分析了各措施抽采参数变化规律。研究结果表明:留巷埋管和地面钻井抽采瓦斯浓度较高,穿层钻孔因顶板运动可能造成钻孔错断,尚不能准确实现远程定点抽采,各孔瓦斯抽采纯量和浓度差异较大,在钻孔布位和维护方面仍有较大的优化空间。运用UDEC软件模拟了采动裂隙的演化进程,模拟结果与瓦斯抽采参数的监测结果和来压规律较为吻合,可辅助查明留巷内穿层钻孔的损毁原因。

基于理论分析和数值模拟技术,对特厚煤层大采高综放采场矿压特征的埋深效应进行了系统的研究。研究结果表明:地应力、煤体的支承压力、顶板岩层进入塑性屈服状态的高度和范围,底煤、顶煤和顶板超前破坏距离与范围,垂直应力峰值以及应力峰值超前工作面距离等均会随着埋深增加而逐渐增大;同时,控顶区内顶煤下沉量随埋深的增大呈对数规律增大。

结合淮南矿区某矿同一煤层不同工作面地质和开采技术条件,通过采用FLAC3D数值模拟、现场实测分析的方法对不同采高的深部综采面矿压显现特征进行研究,得出了不同采高回采面矿压显现的基本规律。实践表明:随工作面采高的增加,表现出回采面周期来压步距变大、顶板最大下沉量加大、工作面支承压力峰值变小及峰值位置向煤壁前方迁移等特征。

为提高厚煤层综放工作面开采效率,运用相似模拟、数值分析和现场监测等手段,分析综放高强度开采工作面所面临的矿压显现明显、巷道底鼓严重等机理,针对其上覆岩层顶板破坏特征及煤岩层活动规律,对矿压显现特征、巷道底鼓变形特点等进行研究,结果表明:两侧采动影响下回采巷道底板岩层存在零位移等值线和零应变等值线,并确定了底板零位移点、零应变点最大深度分别为1.9、3.4 m。由此提出综放高强度开采巷道底鼓控制关键技术,,即:首先通过对穿锚索、补打高强让压锚杆等措施加强两帮支护,其次采用长2.4 m的水力膨胀锚杆