大采高超长工作面复杂空巷综合处理技术

针对成庄矿大采高超长工作面空巷数量多、断面尺寸大、影响范围广的复杂性技术难题,提出了系列化的复杂空巷综合处理措施。在较小断面空巷中采用全部充填方式,在超大断面空巷中采用充填支柱支撑方式,并通过理论分析设计充填支柱的合理强度和让压结构;在煤体应力集中区域采用煤体超前预注浆方式,同时在工作面通过空巷时采取工作面调斜和煤壁补注化学浆液的补充措施,确保工作面煤壁及顶板稳定,减少巷道底鼓及两帮变形,以保证工作面顺利通过空巷。综合处理后,工作面安全顺利通过全部空巷,未出现明显的工作面煤壁片帮现象,空巷顶板及两帮没有明显变形,取得了较好的工程应用效果。

大采高超长工作面底板破坏深度数值模拟分析

工作面采后底板破坏深度是煤矿带压开采问题中重要的研究课题。为了研究大采高超长工作面采后底板破坏深度,选取寺河矿3#煤回采工作面为研究对象,采用FLAC3D数值模拟软件,将影响工作面采后底板破坏深度的采宽、采高和采深3个因素做为主控因素,分析其对采后底板破坏深度的影响,结合多元非线性回归分析理论,建立采高、采深和采宽底板破坏深度预测模型。结果表明,3个主控因素对底板破坏深度的影响表现为非线性的;影响程度大小依次为采宽>采深>采高。

寺河矿4301大采高超长工作面支架选型研究

为了探究大采高超长工作面液压支架适应性特征,以寺河矿4301工作面为工程背景,综合运用理论分析、现场实测的方式针对ZY12000/28/62D型掩护式支架的适应性进行了探究。结果表明,支架承载特性与工作面来压规律保持一致,均表现为中部受力大、两端受力小的特点,支架最大工作阻力未达到额定强度,支护强度也小于开采冲击载荷,应用后工作面资源回收率提高了6%,经济效益1.6×10^8元,各项经济技术指标均满足工作面生产要求。

浅埋煤层大采高超长工作面垮落带高度的研究

通过对不同采高、不同长度、不同支护强度的浅埋大采高超长工作面进行理论分析及数值计算分析,对工作面顶板垮落带高度进行总体研究.结果表明:1)顶板垮落带高度随着采高及工作面长度的增大而呈指数增大;但是工作面长度对垮落带的影响较小.2)给出了采高、面长的单因素及双因素对顶板垮落带高度的影响的回归公式.3)通过对比分析,本文公式比传统的顶板冒落带高度公式更接近大采高工作面的实测规律,因此更能给采煤工作面选择合适的支护措施提供技术保障.

超长大采高回撤通道破坏特征及主被动协同控制技术

针对超长大采高工作面预掘回撤通道大变形失稳导致巷道破坏、设备回撤受阻等安全问题,采用理论分析、数值模拟、现场试验等方法,基于回撤通道破坏特征分析,提出“控顶固帮”主被动协同控制技术。建立了超长工作面采动支撑压力顶帮联合失稳力学模型,基于超长大采高顶板断裂位置与围岩稳定关系,揭示回撤通道破坏机理。利用UDEC数值模拟对超长大采高回撤通道区域环境进行验证,提出了“实时断顶+垛式支架+锚杆索”协同控制方案,保障回撤通道稳定。该技术在黄玉川煤矿226_(上)03综采工作面回撤通道成功应用,监测结果表明:工作面贯通后,回撤通道顶板下沉量为75.6 mm,底板鼓出量95.7 mm,两帮变形量103 mm,变形量小、支护效率高、成本低,实现了黄玉川煤矿超长大采高工作面回撤通道稳定安全高效的目的。

高瓦斯矿井大采高超长综放工作面开采技术实践

为实现高效开采,屯留煤矿投产后在S1201工作面采用280m长大采高超长综放回采技术。通过对6种不同循环作业方式进行合理的采煤工艺对比分析,得出矿井宜采用一刀一放端部斜切进刀双向采煤,并由一端向另一端放煤的回采方式进行开采。实现了综放日产1.5～2.0万t的高效生产水平,回采的平均工效达199.8t/工,比以往180m长综放工作面回采工效120.8t/工(国际先进水平)增加79.0t/工,增长率为65.8%。

超长大采高综采工作面末采回撤调压关键技术研究

针对超长大采高综采工作面末采阶段的矿压调控问题,采用理论分析、数值模拟和现场试验的方法,通过研究小保当煤矿112201工作面末采贯通阶段的围岩应力分布规律以及矿压显现特征,确定相应的矿压调节技术方案,有效调控末采阶段工作面的周期来压步距,维护了顶板岩层稳定性,实现了工作面柔性塑料网(宽15m×长360m)的顺利铺设。研究表明:工作面末采期间回撤通道的围岩应力将由回采帮向煤柱帮转移,加强回撤通道围岩支护强度,可保证回撤通道稳定性;通过调整工作面回采速度,改变周期来压位置和减小来压持续长度,可实现工作面的顺利挂网与贯通,对类似工作面设备的顺利回撤具有借鉴意义。

浅埋煤层大采高工作面长度增加对矿压显现的影响规律研究

通过神府—东胜(神东)矿区上湾煤矿1-2煤层51101(240m)与51104工作面(300m)工业开采试验与观测研究,探讨工作面长度增加对矿压显现强度的影响,得出大采高超长工作面来压步距变小、周期来压显现强度趋于缓和、矿压分布特征呈现以工作面中部为对称轴的二次抛物线关系、支架末阻力-初撑力符合线性回归关系、工作面正常开采的非来压期间支架载荷增加、随着工作面长度增加呈现总体的矿压显现强度增加规律、以及采场顶板来压冲击载荷远比支架最大阻力大等许多新结论。

大采高超长综放面矿压显现规律探析

布置大采高超长综放工作面,开采空间和采出空间明显增大,带来的矿压问题也随之变化。对某矿大采高超长工作面的矿压显现规律进行研究,通过矿压观测,总结出该类工作面基本顶来压最大特点是顶板的分段垮落和分段来压,且呈现不对称性,其动载荷远不及关键层来压的动载荷。