大采高综采工作面矿压规律研究

为保证综采工作面安全、高效回采,以补连塔煤矿22406综采工作面为研究背景,通过现场观测、理论分析、数据采集对大采高综采工作面进行综合的矿压分析,以初次来压、周期来压、支架阻力为手段,重点研究了其在回采期间的变化规律。研究表明,初采期间进行水压预裂起到一定效果,矿压显现不明显;工作面存在大小周期来压的情况,同时受构造应力影响较大;靠近采动侧和机头侧,动载系数变化较大;支架阻力表现一定的富裕性,充分保证了工作面回采。

大采高综采工作面过地质构造研究

针对大采高综采工作面通过侵入的大断面冲刷带所带来的煤机截割困难、矿压异常等难题,本文以补连塔煤矿大采高综合机械化采煤工作面为例,总结了利用定向钻探技术对大采高综采工作面内冲刷带的探测方法,根据定向钻探结果研究确定了大采高综采工作面通过冲刷带的方法,总结了大采高综采工作面通过冲刷带的关键技术,分析了大采高综采工作面推过冲刷带期间矿压显现规律,为类似地质条件的综采工作面通过冲刷带提供一定的借鉴。

大采高综采工作面粉尘分布特征研究

为了掌握大采高综采工作面的粉尘分布特征,在采煤工作面布置测点进行粉尘质量浓度和粉尘分散度测定,并分析其浓度及特征粒径的分布规律,结果表明:采煤和移架作为工作面的主要尘源,移架的产粉尘质量浓度更大,呼吸性粉尘所占比例更高;工作面大于10μm的粉尘分散度最大,在粉尘中占主要比例。小于10μm的粉尘分散度为16.32%~41.16%;从采煤机到工作面进风口,粉尘中位粒径依次减小,呼吸性粉尘所占比例依次增加,主要粒径的分布范围更加集中,索太尔平均粒径依次减小,比表面积依次增加;采煤工作面工作人员的接触粉尘以粒径小于10μm的粉尘为主,所占比例为61.36%,中位粒径为7.68μm,主要粉尘粒径分布范围为1.74~20.39μm。

大采高综采工作面撤架期间采空区浮煤自燃防治技术研究

随着煤矿高产高效开采技术的发展,采空区浮煤自燃灾害威胁着煤矿工人的生命财产安全。针对羊场湾Y212工作面撤架期间采空区浮煤自燃特点与工作面实际开采条件,通过对工作面气体情况和井下实际生产条件的分析,提出在工作面前方重新施工巷道,采用高位孔灌注胶体材料、封闭注氮相结合的降温、降氧的防灭火方案,有效控制了该工作面在停采撤架期间的CO气体浓度和温度,为成功回撤奠定了基础,也为易自燃厚煤层自然发火机理研究与防治积累了主要的技术数据和实践经验。

大采高综采工作面风流流动规律数值模拟分析

为了更好地掌握大采高综采工作面风流流动及分布规律,以便了解工作面粉尘运移状况,基于风流流动数学模型,根据神东补连塔煤矿22306大采高工作面实际情况,建立相应的物理模型,并采用FLUENT软件进行了模拟。

浅埋深7m大采高综采工作面顶板灾害防治技术研究

大柳塔煤矿5-2煤层平均煤厚约7m,埋深约170~200m,采用一次采全高综合机械化回采工艺。针对回采过程中7m大采高工作面矿压显现强烈,多次发生冒顶和压架事故的情况,为了解决其顶板控制难题,大柳塔煤矿经过不断探索总结,从技术措施、设备管理、现场管理等方面,提出了工作面初采阶段、正常回采阶段和末采贯通阶段相应的顶板控制技术,取得了很好的顶板控制效果,有效保障了顶板安全。

浅埋大采高综采工作面末采压架冒顶处理技术

为解决7 m大采高综采工作面末采压架事故,基于大柳塔煤矿52304大采高综采工作面末采贯通期间支架压死和冒顶事故,采用理论分析、现场观测的方法分析了压架与冒顶事故的原因,探索了工作面压力显现强烈的机理,分析了末采阶段矿压显现规律,提出了处理支架压死的技术方案,在巷道设计、顶板控制、工程质量、管理认识等方面制定了预防压架事故发生的关键性措施。

大采高综采工作面端部底煤巷内变坡起底回收技术

在对大采高综采工作面端部底煤留设方式分析的基础上,提出了巷内变坡起底回收端部底煤的方法,即在回采巷道内起底、增大巷道高度、降低采巷高差,将由采巷高差造成的工作面端部"坡度"转移到回采巷道内,从而回收端部底煤,提高工作面采出率。研究了起底深度、超前起底长度等关键参数的确定方法,分析了不同起底参数对回采巷道围岩稳定性的影响规律。研究成果在阳泉煤业(集团)有限责任公司寺家庄煤矿15104工作面得到成功应用,工作面采出率提高3.6%。

大采高综采工作面粉尘运移分布规律及机载除尘器关键工艺参数研究

为了更详细了解大采高工作面分区尘源粉尘运移分布规律,以补连塔煤矿12511综采工作面为研究对象,利用流体力学CFD软件对8 m大采高综采工作面粉尘运移分布规律进行数值模拟研究。结果表明:由垮落煤层产生的粉尘在风流的作用下向采煤机后方扩散,高浓度粉尘团运动最高点可达5 m,且沿程粉尘质量浓度逐渐降低。高浓度粉尘团主要集中在采煤机前后10 m范围及底板靠挡煤板一侧,最高粉尘质量浓度可达3500 mg/m^3。为了有效降低工作面粉尘质量浓度,防止污染井下工作环境,提出在大采高工作面安装机载除尘器的方法来控制尘源处粉尘向人行侧扩散,达到净化作业场所的目的。通过研究除尘器吸尘口位置、处理风量对工作面粉尘运移分布规律及降尘效果的影响,得出大采高工作面最优降尘效率的吸尘口位置及处理风量适配组合,最大降尘效率可达到99.9%。

7m大采高综采工作面末采安全高效贯通实践

基于大柳塔煤矿7m大采高综采工作面末采贯通现场实践,采用对比分析、现场观测与工程实践相结合的方法,分析了大采高综采工作面在末采贯通中存在的问题,并从设备选型、技术措施和管理等方面提出了解决方法。

8 m大采高综采工作面矿压显现规律研究

针对大采高综采工作面回采时矿压显现剧烈,易发生煤壁片帮、冒顶压架等事故,以神东矿区首个8 m大采高综采工作面为研究对象,通过数值模拟分析得出该综采工作面支承压力峰值处于前方煤壁6~9 m位置,巷帮压力峰值处于前方煤壁6 m左右位置,以现场实际观测及支架压力数据分析对工作面回采过程中矿压显现规律进行了研究。结果表明:随着采高加大,工作面煤壁片帮现象加剧,矿压显现明显,本工作面初次来压步距40~44 m,来压持续5刀,周期来压步距为7.2~16.8 m,平均10.77 m,周期来压持续2~8刀,平均4.8刀,大致呈现"大-小"不规律相间变化趋势,动载系数为1.36~1.74,来压强度较强,相较邻7 m采高工作面矿压显现明显,来压步距减小,来压强度增大,支架阻力满足工作面支护要求,这为同盘区接续大采高工作面安全回采提供了科学依据。

大采高综采工作面压架原因分析及防治对策

为得到干河煤矿工作面压架事故的原因,利用顶板动态监测系统实时监测支架工作阻力,依据矿压理论分析工作面压架前后支架初撑力、循环末阻力、安全阀开启率的变化情况,同时采用工程力学基本原理分析了掩护梁受力情况。分析表明压架事故的主要原因为:工作面推进速度缓慢,支架处于长时间高负载状态;支架间安全阀设定值相差较大;顶板下沉量大,采高显著降低,支架掩护梁受剪切力显著增加;工作面上覆砂岩裂隙水致使工作面顶板岩层间摩擦因数降低,加剧工作面矿压显现程度。针对以上原因提出了优化支架设计,加强工作面水文及矿压观测,加强工作面顶板管理,提高推进速度等措施。

7m大采高综采工作面末采期间挂柔性网工艺优化

针对综采工作面末采期间传统的挂金属网工艺存在的效率低、安全性差、作业程度复杂、劳动强度大等问题,大柳塔煤矿试验并推行了柔性网,网片为一张整体网片,采用柔性网作业人员减少,效率不断提高。如何保证7 m大采高综采工作面柔性网的挂网安全和效率成为难点,为此大柳塔煤矿提出将挂网流程进行固化,严格按照流程进行挂网作业,从而保证7 m大采高综采工作面的效率和安全,经过不断总结,挂网流程基本成熟,形成了较固定和成熟的挂网工艺。

大采高综采工作面粉尘分布规律研究

针对大采高综采工作面粉尘产生量大的问题，对大采高综采工作面粉尘分布规律进行了研究。基于对大采高综采工作面粉尘产生机理及来源的分析，对赵庄煤矿5303大采高工作面粉尘浓度及分散度进行了实测，结果表明，5303大采高工作面粒径为2—5μm的粉尘所占比例最大，落煤、移架工序粉尘浓度最高，是粉尘防治的重点。

煤矿大采高综采工作面片帮冒顶控制技术研究

对于煤矿开采作业而言,大采高综采工作面的回采率和效率都很高,而对于矿井地质构造复杂,顶板压力比较大,在回采时极易出现冒顶威胁,进而对回采工作产生严重的影响。基于此,本文就大采高综采工作面展开研究,根据实际工程对其中的片帮冒顶问题采取控制措施,使顶板支护能够得以优化,进而减少漏顶事故的发生,确保工作面实现安全生产,提高其回采率,为高产高效目标的实现提供保障。

大采高综采工作面覆岩破坏机理及显压规律分析

为了探究大采高综采工作面覆岩破坏机理及矿井显压规律,以淮南矿区谢桥煤矿1242(3)工作面(5.1 m平均采高)为研究对象,采用数值模拟分析和现场实测等方法开展研究。通过对比分析,验证工作面不同推进距离条件下工作面覆岩破坏高度、破坏程度、预测支撑阻力、矿井来压位置及来压步距,定量地表示了大采高综采工作面覆岩破坏机理及矿井显压规律。研究结果表明,在工作面推进10 m、40 m及150m处分别有直接顶初次来压、基本顶初次来压和充分采动体现,且在向前推进至100 m前、100~150 m、超过150 m时,覆岩顶板破坏高度趋势分别为增加迅速、增加变缓、破坏程度基本不变,并推算最大支撑阻力不超过16000 kN/架,且要控制开采速度将矿压显现甩向采空区。工作面推进中,工作面煤壁前方始终存在应力集中现象,顶板和底板始终出现应力降低现象,当工作面推进90~100 m,具有顶板应力降低区域单峰状向双峰状及多峰状趋势发展,并预测了来压位置、来压步距及超前支承压力影响范围。现场实测数据与模拟来压位置、模拟来压步距及模拟液压支架阻力比较,模拟效果较为贴合。

极软弱煤层大采高综采工作面设备选型和使用性分析

该文分析大采高工作面设备选型原则,对工作面设备配套可靠性进行评价,介绍极软煤层大采高综采工作面的设备配套情况,并就其应用及适应性进行了分析总结。该综采面三机配套各设备能够满足安全、高产高效综采工作面设计要求,设备配套选型科学合理,技术性能均达到国内先进水平该项大采高综采配套技术,对该地区极软厚煤层开采具有重要的试验、借鉴意义。

7m大采高综采工作面国产设备节能降耗分析

85201综采工作面是三道沟煤矿5-2煤层八盘区布置的首个7 m大采高综采工作面,针对该工作面在开采过程中使用SGZ1350/3×1 500重型刮板输送机及BRW500/31.5大流量乳化液泵站国产化设备,在节能降耗方面遇到的问题和解决方法进行分析,找出大采高综采工作面在使用国产设备节能降耗方面的解决方法。

大采高综采工作面采空区自燃“三带”研究

针对上湾煤矿12401大采高综采工作面采空区煤自燃防治,通过程序升温氧化实验确定CO作为煤自燃预报指标气体,并辅以C2H4来掌握煤自燃情况;在工作面采空区回风侧铺设束管对采空区气体进行监测,根据监测结果划分了采空区自燃"三带":距工作面0～32m处为散热带,32～225m处为自燃带,225m以外为窒息带;依据散热带和自燃带总长度及煤最短自燃发火期,计算出工作面最小安全推进速度约为6.4m/d。该研究结果为工作面防灭火措施制定提供了可靠依据。

薄直接顶大采高综采工作面切顶留巷合理参数研究

针对薄直接顶大采高工作面顶板垮落后不能及时充满采空区,造成上覆厚硬顶板在工作面侧向形成悬臂梁结构,进而向留巷侧传递覆岩压力导致留巷围岩破坏失稳的现象,以某矿12408工作面薄直接顶、厚硬基本顶条件为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场监测相结合的研究方法,研究了薄直接顶大采高综采工作面切顶留巷合理参数。建立了留巷顶板的力学模型,量化了未贯穿面的拉应力与切顶高度和切顶角度的关系,确定了未贯穿面拉应力随切顶高度和切顶角度的变化规律,得出了切顶角度一定时,未贯穿面处的拉应力与切顶高度近似指数函数规律分布,拉应力随切顶高度的增大而增大,且增长速率逐渐加快;切顶高度一定时,未贯穿面处的拉应力随切顶角度的变化曲线呈抛物线形,随着切顶高度增大,未贯穿面处的拉应力超过极限所需的切顶角度的范围也增大。数值模拟方法分析了留巷中锚索轴力变化系数的变化规律、区段煤柱和相邻巷道竖直方向应力的分布特征,确定了11m的切顶高度和大于0°的切顶角度即可切断顶板间的应力传递。现场考虑到实际岩层赋存条件的复杂多变、爆破后切缝面的不平整性和贯通程度的差异性以及保证厚硬顶板在矿山压力作用下顺利垮落,采用13.6m的切顶高度和10°的切顶角度,结合顶板垮落后的碎涨系数,理论验证了顶板垮落后的高度大于工作面实际高度,即垮落顶板能够及早支撑上覆岩层,减轻覆岩运动对留巷和煤柱稳定性的影响。现场监测到巷道顶底板及两帮变形量较小,围岩较稳定,验证了数值模拟结果的可靠性以及切顶卸压技术的可行性,可为类似条件的切顶留巷提供借鉴和参考。