刀柱采空区上方遗弃煤层上行开采可行性判定

针对刀柱采空区上方遗弃煤层开采问题,分析了现有上行开采可行性判定方法的不足.受关键层理论启迪,基于刀柱采空区上方岩层可形成的结构和上层煤开采对层间岩层的影响,提出了关键层叠合破断距的概念,形成了"5步法"刀柱采空区上方遗弃煤层上行开采可行性判定理论及方法.用本文提出的方法判定白家庄矿8号煤层刀柱采空区上方遗弃的6号煤层可以上行开采,并在生产实际中实施,开采情况正常.

厚煤层刀柱采空区集中应力影响范围理论判据研究

针对资源整合矿井厚煤层刀柱采空区煤岩应力集中问题，结合刀柱工作面开采方式和煤岩地质赋存条件，利用弹塑性力学半平面体理论和刀柱采空区煤岩受力特点，建立了刀柱工作面煤岩体力学模型，推导出刀柱采空区应力分布计算公式，并对单个和多个刀柱时应力分布规律、影响范围以及主要影响因素进行了对比研究，得出多个刀柱叠加作用下集中应力影响范围是单个刀柱影响范围的2．5～3．0倍，随刀柱数量的增加，竖直方向影响范围的增加速率逐渐减小，当刀柱数量达到20个时应力影响范围趋于稳定；水平方向影响范围受刀柱数量影响较小，确定了以竖直应力的影响范围作为判断刀柱影响范围的依据。结合杨涧煤矿刀柱工作面开采实际，计算得出刀柱采空区在竖直方向的影响范围为10．6m，会对9号煤层复采工作面的回采造成影响，并提出了复采工作面合理设计原则和刀柱应力释放措施。

刀柱采空区下近距离煤层采动对刀柱失稳的影响

极近距离煤层采用刀柱采煤法开采之后,下部煤层采用走向长壁采煤法进行回采。随着下部煤层工作面的推进,上部煤层遗留下的刀柱逐个失稳,老顶失去刀柱支撑,其悬空的重量将向前方煤柱转移,增大煤柱负担,在重压下,煤柱有可能提前失稳。用理论分析和数值模拟的方法对提出的问题进行了研究。

刀柱采空区上行开采应力分布规律数值模拟

针对大同矿区刀柱采空区安全上行开采问题,运用UDEC数值模拟软件研究了刀柱采空区形成时和上行长壁开采过程中采场应力分布特征以及刀柱煤柱的塑性区分布规律。研究表明:下煤层刀柱开采引起刀柱煤柱应力集中;上行开采引起刀柱煤柱应力分布的进一步演化,根据各刀柱煤柱受采动应力的影响将其分为应力降低区、应力升高区和应力稳定区;主关键层初次破断时,超前位于上行工作面下方的刀柱煤柱应力峰值及塑性区分布范围达到最大。晋华宫矿刀柱采空区上行开采底板位移观测情况验证了研究成果的可靠性。

极近距离煤层刀柱采空区下走向长壁开采的探讨

通过对 4 0 4 1工作面顶板压力观测及老顶岩梁运动的分析 ,对在极近距离煤层刀柱采空区下进行长壁回采的工作面支承压力显现和顶板活动规律进行了探讨 ,总结了刀柱采空区下长壁工作面的开采经验。

刀柱式采空区煤柱合理承载时间分析

为解决坚硬顶板工作面刀柱式采空区对上部煤层开采影响的问题,基于广义开尔文体描述煤柱的流变特性,建立煤柱-顶板系统力学模型,结合最小势能原理,得出采空区煤柱的有效承载时间计算公式,并依据公式对影响煤柱承载时间的影响因素进行了分析,最后结合工程实例进行验证。结果表明:采空区煤柱-顶板系统将随时间逐渐破坏至失稳;煤柱的有效承载时间与自身黏性系数成正线性关系、与瞬时弹性系数近似呈"抛物线"关系、与横截面积成正比例关系、与长期弹性系数、顶板刚度和煤柱高度近似呈负指数关系;建立的基于煤柱流变特性的采空区煤柱-顶板体系力学模型所推导出的煤柱有效承载时间计算公式具有一定的准确性。

刀柱复采跨隔离煤柱布置探索与实践

在刀柱复采内错式布置采掘工作面成功经验的基础上,复203工作面采用外错式、跨工作面隔离煤柱方式进行开采实践,掌握刀柱复采分别在两个上层刀柱回采区下的巷道掘进、瓦斯治理、积水防治、顶板控制等技术难题,实现刀柱复采在跨隔离煤柱条件下的安全高效生产,进一步提高资源采出率,增加企业经济效益。

刀柱复采巷道过冒落塌陷区预注浆固化技术

刀柱复采巷道采用ZKD高水速凝材料预注浆、滞后注浆固化冒落塌陷区松散破碎围岩,强化巷道围岩结构,改善施工条件,提高巷道掘进工效。

刀柱式采空区下坚硬顶板控制技术研究

针对刀柱式采空区下坚硬稳定顶板初次垮落步距大、顶板突发大面积垮落容易引起安全生产事故的问题,采用理论分析和数值计算的方式分析了工作面初采期间顶板难以垮落的原因,得出顶板自稳性高、工作面倾斜长度小、盖山厚度小、刀柱式采空下不均匀应力等是影响刀柱式采空下工作面初采顶板难以垮落的主要原因。提出采用水力压裂对顶板进行弱化,压裂过程中采用后退式多分段压裂技术,压裂钻孔采用高位孔和低位孔交叉布置方式。现场应用结果表明,工作面初采期间顶板能够及时垮落,取得了良好的效果。

刀柱下弃置煤炭复采技术的应用

根据莒山煤矿二十世纪六十年代末至八十年代初采用刀柱采煤法开采而形成的大量弃置煤炭资源的现状,对弃置煤炭的回收工作进行了系统的分析、研究,并应用于实践,总结出工作面顶板活动规律及其控制方式,阐明了其经济效益和推广价值。

刀柱下复采工作面顶板活动规律探索

通过对莒山煤矿复采首采工作面矿压观测数据的分析研究,提出了刀柱下残留煤体工作面顶板活动规律及针对性的顶板控制措施,经过顶板管理实践的验证,取得了较好的经济和社会效益。

刀柱复采工作面地表移动塌陷规律分析

通过对刀柱复采工作面地表地形、地物,在回采过程中的移动、变形、塌陷的实测,分析总结了刀柱复采工作面地表地形地物在不同跨煤柱地质条件下的移动、变形、塌陷规律,以便工作面开采时留设合理的保安煤柱,促进工作面的安全高效生产。

耙斗装煤机配合刀柱炮采开采厚煤层的采煤方法

耙斗装煤机配合刀柱炮采开采厚煤层的采煤方法王汉兴大同地区大部分地方及乡镇煤矿仍使用刀柱炮采这种采煤方法。有的煤矿在回采工作面装备刮板输送机，而大同市南郊区高峰煤矿则使用耙斗装煤机。该矿是一个年产６０万ｔ的区营煤矿，从１９８８年开始用这种采煤方法，取得...

煤体松动爆破技术在刀柱复采工作面的应用

莒山煤矿刀柱复采工作面受煤层赋存、煤质特征、开采工艺、运输方式等诸多因素综合影响,其回采煤量中块煤比例小,原煤炭块率低。而同煤种块煤作为重要的化工原料,其市场售价远远高出末煤,且市场供不应求。因此,矿方采用煤体松动爆破技术对复采工作面块煤产出率进行实践研究,通过小规模试验,用线性回归方法对块煤进行筛分分析,总结出了适合本矿复采工作面的有效技术参数。

离层裂隙水对下分层开采的影响

根据生产实践,探讨下分层开采时顶板离层裂隙分布规律及充水机理,为浅部开采厚煤层,提高资源回收率。

刀柱残采区上行长壁开采支承压力时空演化规律研究

针对大同矿区刀柱残采区安全上行开采问题,通过相似模拟试验分析了刀柱残采区形成时和上行长壁开采过程中采场支承压力时空演化规律,提出了上行采动影响下超前采动煤柱的基本概念,基于关键层理论建立了超前采动煤柱的应力模型,解析了超前采动煤柱所受的平均支承压力,并结合晋华宫煤矿进行了分析验证。结果表明:1)超前采动煤柱是指:下伏残采区中受上行工作面超前支承压力影响的遗留刀柱煤柱。2)下部残采区形成过程中,刀柱煤柱的支承压力显著高于边界煤柱处,其整体呈现增长趋势,但增长速率逐渐减小;上行长壁开采过程中,超前采动煤柱的支承压力峰值在主关键层初次破断时达到最大,主关键层初次破断后明显减小。3)受主关键层运动影响,各刀柱煤柱受力依次经历了'微增长—快速增长—急速降低—保持低应力—应力反升'5个阶段。4)晋华宫煤矿9号煤层上行长壁开采,预计主关键层初次破断时超前采动煤柱承受的平均支承压力为40.5~47.2 MPa。

刀柱式采空区下方近距离煤层综采工作面围岩应力分布规律

刀柱式采空区下方近距离煤层采用综采工艺回采时,刀柱会受到上方岩层垂直应力和下方工作面超前支撑应力的双重影响。同时煤柱将应力传递给下层煤岩体,在下方综采工作面形成应力集中区,对下方工作面顶板的稳定性、支撑压力的分布产生影响。针对唐山沟煤矿刀柱式采空区下方12#煤层的回采实际,研究刀柱下方综采工作面顶板应力分布规律,为回采巷道支护设计以及支架选型提供理论依据。

近距离煤层蹬空开采底板应力分布规律

近距离煤层刀柱式采空区上方进行综采回采工艺时,由于其残留煤柱上覆岩层垮落不充分,在采动压力作用下,造成下煤层老采空区残留煤柱失稳,形成应力集中区,进而引起残留煤柱上覆岩层不规则垮落破坏,造成综采工作面底板岩层失稳,威胁综采工作面安全生产。针对唐山沟煤矿刀柱式采空区上方8#煤层回采实际,对其工作面底板进行受力分析,确定出工作面安全长度,并运用UDEC数值模拟对刀柱式采空区上方工作面应力及底板塑性区进行了分析。

近距离煤层群上行开采技术

中新上深涧煤业有限责任公司3#、11#煤层采用刀柱式回采且已基本采完,由于3#、9#、11#煤层层间距较小,给刀柱采空区上方9#煤层的综采造成了极大的困难。结合关键层理论,从刀柱采空区及上部煤层覆岩状况岩层结构的本质入手,进行了上行开采的可行性分析。采用数值计算软件FLAC3D3.0模拟并分析了近距离煤层群下9#煤层回采过程中所引起的围岩压力变化及围岩塑性区发展发育情况及11#煤层煤柱的稳定性,结果表明9#煤层可以安全进行回采,并提出了安全技术措施。