特厚顶煤单双夹矸层巷道开挖围岩变形破坏特征研究

针对特厚顶煤巷道开挖掘进时,单双夹矸层巷道围岩变形破坏特征不明晰的问题,以山西某矿13103工作面进回风巷道为工程背景,运用数值模拟的方法对巷道开挖过程中围岩变形破坏特征进行研究。研究结果表明,应力集中于巷道顶角上部并呈椭圆状分布,顶板最大下沉量出现在巷道中部且随掘进长度呈指数增长;单夹矸层巷道相比双夹矸层巷道应力集中幅度更高,应变更大,顶板破碎更严重。通过对单夹矸层巷道部分锚杆锚索倾斜打设并加长锚索后巷道变形控制效果显著提升,围岩强度得到明显增强,能够保证巷道稳定。

含夹矸层半煤岩巷现场爆破试验研究

运用爆破理论 ,从炮眼孔径、掏槽眼布置方式、起爆时差等方面入手进行了多次现场试验研究 ,针对全断面含夹矸半煤岩巷的复杂岩层 ,提出了实现中深孔全断面一次爆破的施工方案 ,提高了施工速度与质量 ,创造了较好的经济效益。

含夹矸层厚煤层综放面矿压显现及顶煤运移规律研究

对某煤矿含夹矸煤层综放面的支架工作阻力和顶煤移动进行了现场观测和分析,揭示了其矿压显现和顶煤运移的规律。发现由于夹矸的影响,与不含夹矸层工作面相比,其周期来压步距、平均动压系数和支护阻力都有不同程度的增大。分析结果为合理确定支架的工作阻力和结构型式及合理确定放煤参数提供了依据。

透气夹矸层对煤层瓦斯放散特性影响研究

利用自行研制开发的煤层瓦斯放散试验装置,以含透气夹矸层型煤试样为研究对象,以试样内瓦斯放散速度和累积放散量为研究参数,系统研究了透气夹矸层对煤层瓦斯放散特性的影响,并对瓦斯在含透气夹矸层煤层中的放散机理进行了分析探讨。结果表明:含透气夹矸试样与全煤试样瓦斯放散速度均随时间呈幂函数单调衰减,瓦斯累积放散量均随时间呈有上限的单调递增;瓦斯吸附平衡压力越大,瓦斯放散初速度越大,且相同时间段内瓦斯累积放散量越大;在相同吸附平衡压力下,含透气夹矸试样的瓦斯放散速度在初始10 min内明显大于全煤试样,在30~90 min之间两放散速度曲线出现交叉,而含透气夹矸试样的瓦斯累积放散量在前120 min均大于全煤试样。透气夹矸层的存在增大了煤层的渗透率,为煤层中瓦斯放散提供了运移通道,创造了瓦斯放散的有利条件,使煤层的瓦斯放散效率得到提高。

上下煤层合采条件下夹矸层对上覆顶煤冒放性影响研究

通过对西山矿区8#、9#煤层夹矸层进行力学建模分析,得出其断裂准则,结合实际上覆岩层分类,对其进行计算,从而得出了该夹矸层的断裂条件,并进一步给出了实际生产中对回采工艺的要求,为矿井安全开采提供借鉴。

镐型截齿对含不同分布夹矸层煤岩的截割过程研究

在采用综合机械化采煤设备进行煤炭开采时,由于煤岩中常随机分布有厚度较小、硬度较高的夹矸层,而导致采煤机镐型截齿使用寿命大大缩短。为揭示夹矸层对镐型截齿截割煤岩过程的影响,在分析镐型截齿截割煤岩过程、假设夹矸层在煤岩中的分布情况的基础上,将Pro/E建立镐型截齿及煤岩模型导入LS-DYNA完善后,设定材料属性及边界条件,修改K文件后,分别模拟镐型截齿截割不同分布夹矸层的煤岩。模拟结果与理论计算结果共同表明夹矸层厚度、位置、层数对镐型截齿截割煤岩过程中截割力的影响规律。研究结论为采煤机采煤工艺的确定、镐型截齿的选用与设计及采煤机其他部件性能参数的设计提供理论依据。

夹矸层对煤层可放性的影响分析

本文依据夹矸层物理力学性和它在煤层里的赋存状态对夹矸层分类,分析夹矸厚煤层综合开采顶煤的破碎特点,并且本文分析了夹矸层给煤层可放性带来的影响的原因,根据煤矿的实际工作地质条件,得出夹矸层给顶媒可放性带来的影响。

含夹矸层厚煤层综放开采顶煤的冒放特征的分析研究

本文首先阐述了含夹矸厚煤层的分类情况,然后分析了含夹矸厚煤层综放开采顶煤的强度特征和变形特征,通过以上分析,得出了夹矸强度的差异使得顶煤具有了不同的弹塑性分区,造成了顶煤的破断块度差异大。

小保当煤矿综采工作面水压预裂夹矸层技术应用

基于小保当煤矿大采高工作面厚硬夹矸层影响工作面的安全高效回采现状,采用水压预裂煤体硬夹矸层技术,结合工作面的夹矸3D结构及工作面巷道地质写实,确定了煤层夹矸预裂合理分区,制定了水压预裂夹矸层钻孔参数及布置方案,设计了夹矸预裂施工工艺。试验结果表明:在定向水力压裂过程中,压裂效果与预裂压力、预裂时间及注水量等参数有关,其中,当预裂钻孔夹矸起裂压力为26~29MPa、预裂时间120~190min、注水量13~20m^(3)时,夹矸裂隙发育效果分为压裂区、软化和裂隙二次扩展区域、裂隙扩展区。现场预裂效果检验表明,采用水压预裂夹矸层技术后工作面回采期间采煤机破岩效率明显提高,预裂效果明显。

东易煤矿多层夹矸三维地质建模

煤矿三维地质模型技术提高了煤矿可视化和透明化程度,加快了煤矿透明工作面和智能矿山建设在煤矿领域广泛应用。东易煤矿现阶段主要采用地质平面图和剖面图相结合的分析方法,无法直观展示地质体三维空间特征。针对这一问题,采用多源数据融合的三维地质建模技术对东易煤矿选定工作面进行三维建模分析。其结果表明:1)采用三维地质建模软件可有效刻画煤矿工作面的三维地质特征,完成了煤层、围岩、夹矸等模型建立,确定了研究区地质体三维空间形态,煤层整体呈现“西北高,东南低”单斜构造特征,煤层厚度呈现“东厚西薄”的特点;2)根据回采地质剖面信息,结合巷道测量等成果,采用三维建模手段可较好分析研究区内夹矸分布情况,其中G1、G2和G63层夹矸平均厚度>0.2 m,对后续开采可能影响最为集中;3)采用三维建模手段完成了多层夹矸的精细刻画,三维可视化表现了夹矸与煤层的三维空间形态特征,为煤矿透明工作面的建设提供数据支撑。

含夹矸厚煤层综放开采的数值模拟分析

本文采用离散元程序UDEC模拟分析了不同夹矸层厚度、强度、层位、深度对顶煤冒放的影响。模拟结果表明,下位夹矸对顶煤的冒放基本没有影响,中位夹矸对顶煤的漏放影响较大。

含夹矸厚煤层综放开采技术分析

针对东滩煤矿主采 3# 煤层中含有夹矸层的特点 ,分析了含夹矸顶煤体的冒放性 ,确定了顶煤中夹矸层的极限厚度 。

倾斜煤层含矸煤柱区应力状态及防冲技术研究

针对倾斜煤层分层开采综放工作面临空侧含夹矸层巷道变形量大、冲击危险性高的问题,构建了侧向悬顶临空煤柱受力模型,运用数值模拟方法对工作面回采过程中煤柱区域围岩应力场和塑性区变化进行研究。研究结果表明:在煤柱弹性变形阶段,煤柱支撑力、变形量、煤柱积聚弹性能随着悬顶长度的增大而增大;临空煤柱在巷道区域存在夹矸弱层时,沿夹矸面产生的应力集中区致使巷道变形量增大,诱使周围煤岩运动加剧;当临空侧煤柱上方巷道顶板不易发生破坏时,可形成弹性能的良好载体和传递通道,造成巷道应力集中,加剧冲击地压发生危险性。同时,针对含矸临空煤柱自身抗破坏能力较差问题,提出远近结合、分批次的卸压方式,制定了顶板预裂、煤体爆破方案,有效降低巷道帮鼓变形量,微震震动点向远离工作面方向上方顶板偏移,冲击地压危险程度明显降低,有效保证工作面安全回采。

河东煤田含夹矸厚煤层顶煤综放开采实践研究

结合河东煤田#10工作面的实际情况,对夹矸层与含夹矸层顶煤运移进行分析,并在此条件下对综放开采工艺实践进行研究,提出调整机采高度确定采放比、合理确定工作面推进速度、明确放煤步距、辅助破矸等解决方法,为河东煤田#10工作面放顶煤综采实践提供参考。

含软弱夹层厚煤层巷帮外错滑移机制与支护研究

含泥岩软夹层大采高工作面回采巷道外错式变形破坏是巷道支护的新课题。通过对三道沟煤矿含软夹矸层5-2厚煤层回采巷道变形实测和围岩钻孔窥视,发现了巷道顶板存在垂直裂隙,巷道两帮破坏区集中于夹矸层附近,且具有副帮大于正帮的特征,巷道变形主要来自于相邻采空区的影响。通过数值计算和物理模拟,揭示了相邻工作面侧方支承压力导致顶板产生垂直向裂隙,引起顶板与巷道夹矸层以上煤体沿软夹层向相邻采空区外错滑移的机制。建立了含软夹矸层巷道自稳平衡拱支护模型,提出了加强巷道上帮支护,控制外错滑移破坏的控制原则,给出了顶板锚索与煤帮长锚杆加强支护方案,工程实践取得了成功。

厚夹矸大倾角综放面顶板控制技术研究

兴隆庄煤矿10305综放工作面为仰斜开采,回采过程中端面稳定性极易引起片帮冒顶,在回采600m范围内距底板3.0~3.2m发育一厚0~0.8m左右之炭质泥岩夹矸,加大了对顶板的控制难度,回采条件复杂多变,通过采取相应的顶板控制技术,确保了该面的顺利回采。

加固材料在近距离煤层防止冒顶的应用

采用综合机械化一次采全高全部垮落采煤法开采3下煤时,常遇到因3下煤与3上煤之间夹矸层较薄而导致在开采过程中顶板维护困难的情况,本文介绍了运用预注加固材料加固3上层煤陷落带的方法解决因夹矸层较薄而导致顶板维护困难的问题。可为同类矿井借鉴。

超高压水射流钻孔割缝机构设计及实验

随着煤巷掘进进一步的机械化应用,对设备在巷道中的作业提出了越来越高的要求。巷道中的掘进工作面常有平行于掘进方向的夹矸层,其硬度远高于周边煤层,极大地降低了掘进机构的截齿寿命与掘进效率。为了让机械化应用的效率得以体现、成本得以控制,在掘进过程中配合设备提前处理夹矸层能够有效地规避夹矸层带来的负面影响。在超高压水射流设备的基础上对喷嘴的设计、排布做出改变,预先对夹矸层进行钻孔掏槽,能够有效地完成对夹矸层的破碎切割。

放顶煤工作面顶煤预爆破弱化技术

沈阳蒲河矿,在煤层硬度系数f＝2～3,并含有夹矸层的复杂煤层中,采用顶煤预爆破弱化技术,成功地实施了放顶煤开采.介绍了工作面巷道布置、顶煤预爆破工艺参数、机理分析、施工工艺及生产效果等.

机械化条带后退式采矿法在某磷矿的应用研究

某磷矿为缓倾斜中厚矿体,矿体中间赋存软弱夹层,针对其开采现状,开展此类矿体采矿方法探索研究,在大量查阅国内外相关文献的基础上,提出了2种可行的采矿方法,通过对比分析,认为采用机械化条带后退式采矿技术能够满足矿山大规模安全开采要求,理论上保证了低成本开采此类矿体的可行性,同时对国内外其他类似矿体起到借鉴意义。