特厚煤层连续群组放煤方法初始顶煤放出规律研究

为了阐明特厚煤层群组放煤条件下初始顶煤的放出规律,采用理论分析和数值模拟的方法,研究了放煤口宽度对顶煤放出体形态特征、煤岩分界面演化以及两者空间关系的影响规律。结果表明,在顶煤厚度12m条件下,随着放煤高度与放煤口宽度之比(δ值)的增大,放出体偏心率呈增大趋势,当δ值增大到一定程度后放出体偏心率逐渐趋向于一个稳定值。随着放煤口宽度的增大,单次顶煤放出量和放出效率均有显著提升,初始煤岩分界面影响范围不断增大,而其边界斜率呈降低趋势;放出体与煤岩分界面相切段的高度和范围不断增加,更有利于顶煤的充分放出,顶煤放出体与相邻煤岩分界面的相切特征可作为评估连续群组放煤顶煤放出效果的有效方法。

综采工作面煤矸频谱特征

采用数字信号处理技术，实时计算煤矸放落量比例．数字滤波首先消除煤矸放落环境噪声，再应用短时窗技术将信号按10—30ms的短帧为单位来处理，根据信号特征加凯塞窗处理，提高信号的分辨率，利用快速傅里叶变换分析数据的频谱特征．实验结果给出了煤矸信号的时域波形、频域波形和三维谱图，表明落煤振动频率集中在0．8—2kHz附近，而落矸振动频率集中在3—4kHz附近，具体数值需要根据综采工作面的地质环境修正．

综放开采煤层支承压力分布规律现场实测分析

依据谢桥矿1151(3)综放面开采地质及技术条件,采用钻孔应力计对工作面回采过程中煤柱和工作面煤层及巷帮侧向实体煤的应力进行观测。研究分析表明,在非对称开采条件,回采期间工作面及巷道周围煤层应力分布规律明显不同,煤柱和工作面煤层沿走向在工作面前方存在支承压力峰值,但巷帮侧向实体煤沿走向在工作面前方并不存在应力峰值,其峰值在采空区后方,而煤柱和巷帮侧向实体煤沿倾向均存在应力峰值,邻近工作面煤柱及工作面煤层应力均处于降低区。

综放面采空区温度场动态数学模化及应用

根据采空区浮煤氧化自燃过程的主要影响因素，建立了采空区温度分布的数学模型，计算分析了采空区浮煤温度分布随工作面推进速度的变化规律，确定了工作面的最小推进速度．并用ＦＯＲＴＲＡＮ语言编程。

综放工作面巷道沿空侧松散煤体漏风强度测算方法研究

测算巷道松散煤体的漏风强度分布状况及动态变化规律， 对松散煤体的自然发火预测技术的研究具有重要意义． 由于巷道松散煤体的实际漏风速度极小（０－００１ ～０－５ ｃｍ／ｓ） ， 因而目前测风、测压技术在实际应用中存在诸多问题． 为此， 提出了通过实测巷道沿空侧松散煤体钻孔氧气浓度推算漏风强度的方法， 并分析了巷道松散煤体在自燃过程中热风压对漏风强度的动态影响． 该方法在东滩煤矿４３０８ 综放工作面沿空巷道自燃性预测中得到成功应用．

无煤柱综放面沿空巷道煤层自燃过程数值模拟

根据综放面巷道的自燃特点 ,简化了巷道煤层自然发火物理模型 ,建立了巷道自燃过程二维数学模型 ,提出了巷道断面煤 (岩 )层不同区域的非均质处理方法以及模型主要参数的定量测算方法 .然后 ,应用有限差分法对自然发火模型进行数值计算 ,并开发了计算程序 .最后 ,以东滩矿 4 30 8综放面沿空轨顺自然发火为例 ,证明该模型基本能满足现场自燃预测的需要 .

露天边帮煤井工长壁综放开采工作面顶板压力计算

受露天矿剥离和内排回填的影响,采用井工长壁采煤法回采露天矿边帮煤的采煤工作面的顶板结构、覆岩活动规律、矿山压力显现规律与常规井工矿井地层条件下的工作面相比存在显著差别,因此,顶板压力计算方法也需要根据露天矿边帮煤特殊的顶板覆岩结构特点和应力场环境进行理论和实验研究。以黑岱沟露天矿一采区西帮和南帮煤为研究对象,分析其边帮煤层顶板覆岩结构特点。对于经过内排回填,且剥离较多的低台阶处煤层仅保留较薄且强度较低的基岩顶板,其上覆盖厚层的松散排土。这种软弱薄基岩厚松散覆盖层的顶板本质上不存在关键层,露天矿台阶下保留的软弱薄基岩仅仅作为井工长壁工作面的直接顶提供有限的保护作用。由于厚层的松散排土载荷作用,软弱薄基岩的破碎也较为严重。按照传统的矿山压力理论,这种不存在关键层的软弱薄基岩厚覆盖层的顶板压力应当按照支架上方全部岩层重量进行计算。然而,根据相似材料实验结果显示,支架实际受压比其上方岩层重量小得多。实验证明在没有关键层的顶板岩层中仍然存在某种保护结构。根据实验观察和矿山压力理论分析,结合放矿理论,提出了软弱薄基岩厚覆盖层的椭球拱结构和直接顶自承能力相结合混合力学模型。在露天矿边帮下煤层还存在另一种未进行内排回填的薄基岩无覆盖层的顶板覆岩类型。对于这种顶板覆岩类型,提出了薄基岩无覆盖层的台阶式悬臂梁结构和直接顶自承能力的混合力学模型。本文总结了露天矿边帮煤层3种顶板覆岩类型,推导建立了露天边帮煤井工长壁开采工作面3种顶板结构条件下的顶板压力计算解析公式。按照软弱薄基岩厚覆盖层的椭球拱结构和直接顶自承能力相结合混合力学模型计算的顶板压力与相似材料实验结果相吻合。考虑了直接顶自承能力计算的顶板压力比传统不考虑直接顶自承能力的顶板压力小约14%。采用实验和理论分析方法,对露天边帮煤井工长壁工作面开采过程顶板垮落、覆岩活动,顶板压力计算等矿山压力问题进行了系统研究。

东峡煤矿大倾角特厚煤层采煤方法比较与分析

基于华亭煤业集团东峡煤矿大倾角特厚煤层赋存条件,通过对走向长壁倾斜分层综采放顶煤与水平分段综采放顶煤采煤法的技术经济比较与综合分析,认为走向长壁倾斜分层放顶煤采煤法技术较优越、更为经济合理。现场实践也取得了良好经济技术效果。

我国综放开采技术及其深层次发展问题的探讨

系统总结了综放开采技术在我国 2 0余年来取得的主要成就 ,以及在相关问题上的结论和认识 ,提出了综放开采下一步应继续加强的理论和技术研究问题 ,最后提出了结合放顶煤开采特点 ,应该在煤与瓦斯共采。

综放面端头顶板弧三角形悬板结构分析

为提高工作面端头煤炭回收率和上下端头支护质量,对回采后形成的端头顶板弧三角形悬板结构进行了分析,建立了矩形板结构的力学模型,利用功的互等原理,推导出扰度的基本表达式,并运用MATLAB编程计算,分析了均布力与悬板结构间的关系,确定了悬板的破断点,解释了弧三角形悬板的产生机理。

大黄山矿大倾角特厚煤层开采方法及设备的选型研究

针对以新疆大黄山矿+735工作面煤层倾角过大引起的开采难题,在分析大倾角特厚煤层的开采技术特点的基础上,结合+735工作面实际地质生产条件,进行了设备选型及"三机"配套研究,并制定出相应的支架防倒防滑安全技术措施,提出了采用走向长壁斜切分层综放采煤法及相关配套的采煤工艺。现场实践表明,综放面设备配套选型满足+735工作面地质生产条件要求,选取走向长壁斜切分层综采放顶煤法及相应的采煤工艺满足开采技术的要求,实现了大黄山矿安全高产高效开采,为大倾角特厚煤层综放开采技术提供借鉴。

综放工作面端面顶煤破坏机理及冒顶治理

采用现场观测及计算机数值模拟计算方法,研究综放工作面端面顶煤冒顶机理,得出后端面顶煤冒顶的主要影响因素是端面距大小、片帮范围和支架的初撑力,控制端面煤壁片帮是控制顶煤冒顶的有效措施。现场应用表明,在综放面向端面煤体打木锚杆是控制煤壁片帮的有效手段,通过实施该措施,端面煤岩体平均冒落高度由3.5 m下降到0.8 m,取得了显著的经济技术效益。

王家山煤矿急倾斜煤层综放设备选型及回采工艺

为了确定急倾斜煤层走向长壁综放开采"三机"(液压支架、采煤机和刮板输送机)配套选型及安全可靠的回采工艺,针对王家山煤矿急倾斜煤层赋存条件及开采技术特点,采用三维数值模拟,分析了采场围岩与支架受力过程,顶板及顶煤破坏变形特征,结合工作面设备防倒防滑需要,初步确定"三机"选型。通过现场实践,确定了ZF4800/16/30型2柱支撑掩护式支架为主体的"三机"配套,总结出了由上向下割煤、由下向上推刮板输送机并移架、由下向上放顶煤的回采工艺。

综放工作面过空巷矿压显现规律及控制技术研究

通过数值模拟与理论分析等方法对工作面过空巷时超前应力分布、煤体稳定性及基本顶破坏特征进行研究,结果显示:超前应力叠加作用下空巷围岩变形剧烈,煤柱失稳破坏;基于Winkler弹性基础梁理论建立基本顶破断力学模型,求解了空巷上方基本顶弯矩方程,其揭示了空巷导致工作面前方基本顶超前断裂的现象,且空巷越宽,基本顶超前断裂位置离工作面越远;工作面推进过程中其前方基本顶偏应力第二不变量J_(2)呈双峰值分布,工作面离空巷越近,基本顶J_(2)峰值越高,畸变能越大。基于数值模拟研究工作面过空巷围岩控制技术,结果显示:高水材料充填支护空巷能有效避免基本顶超前断裂,维护空巷的稳定性。制定了高水材料充填与双木垛支护的空巷分区控制措施,现场监测显示:工作面过空巷过程中,液压支架工作阻力处在安全范围内,工作面能够安全通过空巷。该研究成果对同类型综放工作面过空巷期间巷道围岩与顶板控制可提供一定的参考。

影响龙泉矿井采煤方法的地质因素分析

太原煤炭气化集团有限责任公司龙泉矿井是新建的大型现代化矿井,依据该矿井大部分钻孔揭露的煤层厚度大于6.0m,在综合分析该矿井开采深度,煤层厚度、煤层结构、夹矸层数及其硬度和厚度、煤层顶板岩性及其厚度、煤岩体裂隙发育程度等地质因素基础上,考虑瓦斯聚积程度及煤尘量等影响因素,对长壁综采分层开采法、综采一次采全高采煤法和长壁综采放顶煤采煤法三个采煤方案进行优选,最终选定该矿采用长壁综采放顶煤采煤方法,依靠地压破煤及自重放煤,提高厚煤层的回收率。

龙泉矿井采煤方法论证

分析了龙泉矿井的地质条件及煤层情况,介绍了两种开采方法:综采一次采全高采煤法和长壁综采放顶煤采煤方法,通过方案比选,提出了最优开采方案。

基于“两软一硬”煤层的矿产资源节约与综合利用探讨

针对云盖山煤矿二矿顶板坚硬、煤层和底板偏软的"两软一硬"不稳定煤层开采条件,通过优化工作面布置方式和采煤方法,加强地质勘探以及对矿井水、尾矿再利用等措施,达到进一步提高矿产资源的综合利用率,节约有限的矿产资源的目的。实践证明,采用走向长壁后退式一次采全高、全部垮落法控制顶板的综采放顶煤采煤方法和沿空掘巷法,能够最大限度地提高矿井采出率和资源采出率。

厚煤层综合采煤工艺参数优化分析

为进一步提升大倾角厚煤层的开采效率、顶煤回收率等指标,达到实现高效、安全生产的目的。以16#煤层为例在对其所属工作面地质、水文以及煤层等条件分析的基础上;基于放煤椭球体理论、放煤散体介质理论以及顶煤损伤力学理论对采煤工艺参数进行初步确定;基于MATLAB软件对采煤工艺参数进行优化,最终得到适用于16#煤层的最佳工艺参数。

急倾斜煤层开采技术应用难点探析

急倾斜煤层开采难度较大,如果处理不当会引发安全事故。对长壁综放开采工作面布置进行分析,并对井下急倾斜厚煤层综放开采技术管理难点和关键技术进行探讨,可以为相关人员提供参考。

有限元强度增加法模拟综放开采覆岩垮落带与裂隙区分布

在完善平面应变条件下Drucker-Prager内切圆屈服准则推导过程的基础上,推导出Drucker-Prager内切圆向外切圆直接转换系数,及内摩擦角强度增加系数的适用范围,提出有限元强度增加的非连续介质极限分析方法。建立由煤层和上覆岩层组成的综放开采有限元模型,通过煤岩体强度增加获得工作面周期来压时顶煤、上覆岩层的极限状态,以及上覆岩层的垮落形状和裂隙带分布,并采取经验方法验证冒落带、裂隙带高度的可靠性,从而为非连续介质临界状态特征分析提供一种新的分析方法。