短壁连采工作面刀间煤柱合理留设尺寸研究

为合理确定刀间煤柱的留设尺寸,保证连采工作面采硐回采的有序进行,以华泓煤业9110工作面为工程背景,建立刀间煤柱空间力学模型,并应用A.H.Wilson煤柱设计理论,得出刀间煤柱的合理留设尺寸为0.9~1.1 m。通过FLAC^(3D)数值模拟分析和工程现场观测,结果表明:留设1.0 m煤柱能够保证连采设备的正常回采,安全完成采运等生产工序。

旺格维利采煤法刀间煤柱宽度优化研究

条带式旺格维利采煤法是一种新型高效减沉采煤法,对优质边角煤回收、控制地表下沉、提高工作面安全性等方面均具有重要意义,相较于美国、澳大利亚对旺格维利采煤法成熟的理论研究和丰富的生产实践,我国目前尚处于小范围应用阶段。为研究旺采条件下的煤柱特征,以河东矿L21001旺采工作面为背景,分析了旺采条件下的刀间煤柱受力特征,得出了旺采刀间煤柱尺寸的计算方法,提出了两种不同的刀间煤柱留设方案,并利用FLAC 3D数值模拟软件分析了不同尺寸刀间煤柱下的塑性区、巷道位移及围岩应力特征,提出了保障工作面安全回采的措施。结果表明,L21001工作面初采阶段刀间煤柱总宽度为60 m;1.5 m宽刀间煤柱起临时支护作用,随着工作面的推进,刀间煤柱随采随垮或者短时间内就失去支撑能力,采用1 m刀间小煤柱配合3.5 m刀间大煤柱时,小煤柱随采随垮,但大煤柱承载能力较强,可以保障连采机回收完整条支巷;当采硐采出后,顶板出现空顶,原岩应力向周围有支撑的煤柱转移,在煤柱周围形成应力集中,应力集中系数为2~3,煤柱有效承担了上覆岩层的载荷,使巷道及其上覆岩层处于应力降低区内。现场实测表明,支巷中部巷道的表面位移大于支巷两端,方案二顶板下沉量更小、围岩塑性区范围也较小,优化后的煤柱留设方案具有较高的可靠性,在保证安全高效生产的前提下实现了经济效益最大化。

旺采工艺刀间煤柱合理宽度模拟研究

为了有效回收煤柱并降低地表下沉,在前湾煤矿回收大巷保安煤柱旺采工作面实施条带式旺格维利采煤法,对旺采工艺下刀间煤柱的受力特征进行研究分析,利用传统的刀间煤柱宽度的计算方法,采用2种煤柱留设方案,并通过FLAC^(3D)软件研究宽度不同的刀间煤柱塑性区、巷道变形量及围岩应力情况。研究结果证明,回收大巷保安煤柱旺采工作面留设的刀间煤柱总宽度为15 m;宽度1.5 m的刀间小煤柱只具有临时支撑作用,刀间煤柱随着工作面回采而逐步垮落或很快失去支撑作用,而宽度1 m的刀间小煤柱与宽度3.5 m的刀间大煤柱相结合时,虽然刀间小煤柱随采随落,但是刀间大煤柱支撑作用较强,能有效确保连采机安全高效回采。现场试验结果表明,处于支巷中部的顶板所发生的位移明显大于两端,采用方案二过程中煤层顶板位移量较小、围岩塑性区面积也较小,方案二的煤柱可靠稳定性较强,不但可以保证安全高效回采,而且能够同时达到矿井综合经济效益最大的目标。

旺格维利开采时刀间煤柱合理宽度的模拟研究探讨

针对斜沟煤矿煤柱回收率低且开采导致地表下沉的问题,在斜沟煤矿18114旺采工作面实施条带式旺格维利采煤法,利用传统的刀间煤柱宽度的计算方法,采用两种煤柱留设方案,并通过FLAC^(3D)软件研究宽度不同的刀间煤柱塑性区、巷道变形量及围岩应力情况。现场试验表明:每4个刀间小煤柱留设1个刀间大煤柱的开采方法可靠、稳定性较强,保证了安全高效回采,经济效益显著。

履带行走支架在残煤短壁开采设计中的应用

针对目前国产履带行走支架在旺格维利式短壁采煤法中的作用开展研究,论述了从进口引进直至国产化的历程以及使用效果,分析了在不同短壁采煤法的配置与必要性,介绍了支护阻力计算公式,通过数值模拟研究了行走支架在开采期间同一支巷的不同位置、不同刀间煤柱宽度下的支护阻力、各个单立柱压力分布及变化规律,得出采空区侧和实体煤侧对立柱压力的影响情况,据此得出支护阻力主要影响因素与关系,并在现场实践中对立柱压力进行监测分析,验证了理论分析的正确性。结果表明,行走支架额定工作阻力能够满足使用要求,切顶线后支巷顶板不垮落是短壁安全开采的重要保障,且各个立柱压力同采空区范围、刀间煤柱宽度呈正相关关系,采空区侧要明显大于实体煤侧。

短壁机械化开采技术的研究及应用

为进一步提升综采工作面的回采率和对工作面围岩控制的效果,以燕家河煤矿为例,在分析其地质、水文以及煤质条件的基础上,提出将短壁机械化采煤工艺的行走支架护顶式采煤工艺应用于实际生产中,并对刀间煤柱宽度、区段保护煤柱以及联巷残留煤柱宽度对工作面围岩控制的影响进行分析,最终得出最佳采煤工艺参数.