基于多灾害因素区段煤柱留设宽度研究

以某矿1105工作面为研究对象,针对本矿井冲击地压灾害突出,瓦斯、煤层自燃、水害等多灾害并存条件下1105工作面区段煤柱合理留设尺寸进行研究。采用工程类比、理论计算以及有限元数值模拟等分析方法,结合矿井地质以及开采技术因素,对矿井采用吸能抗冲击支护技术留设小煤柱的可行性以及煤柱留设尺寸进行分析研究。结果表明:工作面留设宽度为10 m小煤柱可以使工作面侧向支承压力集中区域向实体煤支承区转移,降低煤柱冲击危险性,且煤柱留设宽度满足采空区隔水防火要求。

遗留煤柱下四面临空孤岛工作面矿压显现规律研究

济宁市金桥煤矿1304工作面为孤岛开采,工作面回采期间左、右、后、上方均为采空区,且上分层留有46 m遗留煤柱,1304工作面回采期间受采空区、遗留煤柱等因素影响较为明显。从1304工作面基本情况着手,通过FLAC^(3D)数值模拟,重点研究上分层遗留煤柱塑性区分布及1304工作面超前支承压力影响范围,根据数值模拟结果,1304工作面受采空区侧向支承压力影响,煤柱所承受的支承压力峰值逐渐增大,应力集中程度逐渐较高。因此,1304工作面回采过程中压力显现将逐渐明显,结合应力在线系统监测数据,确定1304工作面超前支承压力影响范围在20~50 m,显著影响区域为超前30 m。

基于多灾害因素区段煤柱留设宽度研究

以亭南煤矿306工作面为研究对象,针对该矿冲击地压灾害突出,高瓦斯、煤层自燃、水害等多灾害并存条件下306工作面区段煤柱合理留设尺寸进行了研究。采用工程类比、理论计算以及有限元数值模拟等分析方法,结合亭南煤矿地质以及开采技术条件,对亭南煤矿采用吸能抗冲击支护技术留设小煤柱的可行性以及留设尺寸进行了分析研究,得出了合理的工作面小煤柱留设宽度。

热力耦合作用下煤炭地下气化地表沉陷预测方法

煤炭地下气化是煤炭低碳绿色开采技术体系的重要组成,煤炭行业“双碳”目标的实施使得煤炭地下气化迎来良好的发展机遇。然而煤炭地下气化也会引起岩层移动及地表变形,导致利用地下气化回收井工难以开采的“三下”压煤时,严重威胁地面建(构)筑物安全。如何兼顾煤炭地下气化特点准确的预测其地表沉陷,已成为制约煤炭地下气化产业化应用的重要瓶颈之一。基于此,结合“条采-面采”后退式地下气化工艺特点,探究了热力耦合作用下煤炭地下气化引起地表沉陷的诱因,得出地下气化产生地表沉陷的根源是岩层挠曲与焦化隔离煤柱压缩变形。在此基础上,建立了热力耦合作用下煤炭地下气化顶板挠曲变形计算方法以及基于D-P准则的气化煤柱屈服模型与压缩计算方法,进而根据等效下沉空间原理构建了热力耦合作用下煤炭地下气化地表沉陷精准预测模型,并通过乌兰察布煤炭地下气化地表沉陷的实测数据验证了新方法的有效性和准确性。

“煤-水”双资源型矿井开采技术方法与工程应用

由于我国东、西部地区煤-水资源呈逆向分布,为解决煤炭资源安全绿色开发、水资源供给、生态环保之间的尖锐矛盾和冲突,实现煤矿区水害防治、水资源保护利用、生态环境改善的多赢目标,在阐述"煤-水"双资源型矿井开采概念与内涵的基础上,提出了根据矿井主采煤层的具体充水水文地质条件优化开采方法和参数工艺、多位一体优化结合、井下洁污水分流分排、水文地质条件人工干预、充填开采等"煤-水"双资源型矿井开采的技术和方法。以蔚县矿区兴源矿为工程背景,提出了松散含水层下薄基岩区房式保水开采方案,建立了煤房"固支梁"力学模型,提出了基于让压理论的煤柱设计方法,修正了屈服煤柱上覆载荷计算公式。结果表明:主关键层的存在和稳定扩大压力拱的形成是屈服煤柱设计的关键,且屈服煤柱具有足够的强度支撑扩大压力拱下方的覆岩重量;采5留4、采5留5、采6留5等方案具有可靠的安全系数。

综放工作面回采巷道锚杆支护解除机理与实践

为了防止顶板初次垮落步距加大和工作面端头较大范围悬顶,基于潞安矿业(集团)公司漳村矿2203工作面安全高效生产的重要性,采用理论分析、数值模拟和现场试验的方法,分析了锚杆支护解除前后回采巷道顶板状态、煤柱支承压力分布、煤柱屈服区宽度、邻近巷道围岩移动破坏等变化情况,研究了回采巷道锚杆、锚索支护解除机理、方法及工艺过程。结果表明:实施锚杆支护解除可以减小初次垮落步距,增加初采放煤量,减小煤柱压力,改变工作面邻近煤柱的受力状态,提高煤柱整体强度,可以回收锚杆、锚索及组合构件。2203工作面成功回收90%以上的可回收锚杆,不可回收锚杆(索)的托盘及钢带等基本回收,初采垮落步距减小了8 m,增加初采放煤量7 311 t。

强冲煤层采区布置中的防冲优化设计

本文针对矿井强冲煤层采掘过程中将会出现冲击矿压的问题,结合冲击矿压防治原理,利用冲击矿压防范技术,在采区布置过程中进行合理的开拓布置和优化设计,有效地避免应力集中和降低冲击矿压危险性,为后期采掘工作创造平稳的矿压环境。