松峪煤业综采工作面矸石巷式充填回采方法

针对松峪煤业矸石长期堆存带来的污染空气及地下水资源、引发矸石堆自燃等问题,研究确定井下综采工作面采用矸石巷式充填回采技术,确定充填巷道之间隔离煤柱取7 m,给出了充填回采顺序及充填施工工艺。在此基础上,提出充填巷道采用“锚杆(索)+金属网”支护方法。通过工程实践,与充填前相比,支架工作阻力降低了26.1%,顶底板移近量降低了30.8%,两帮移近量降低了35.9%,验证了工作面矸石巷式充填方法的可靠性,实现了工作面安全绿色回采。

似膏体巷式充填采煤技术及应用

结合公格营子煤矿水体下压煤似膏体巷式充填开采的实践,介绍了似膏体充填材料的组成与配比及充填工艺流程,研究了巷式充填采煤的工作面布置方式、充填巷掘进充填顺序和支护方式、巷道充填工艺;分析了巷式充填开采的地表下沉和井下涌水控制效果及经济效益。实践表明,地表沉降得到有效控制,地表下沉系数仅为3.5%;井下涌水量由350 m3/h减小到150 m3/h,大幅改善了井下安全生产条件,可解放压煤量300万t。

强含水层下巷式充填采煤覆岩破坏规律研究

为了进一步研究强含水层下巷式充填覆岩的移动变形机理,得到巷式充填覆岩导水裂隙带发育规律,利用FLAC3D数值模拟软件,结合公格营子矿区的地质条件建立矿区三维模型,模拟导水裂隙带的发育情况。分别模拟分析了采厚、充填率及充填体弹性模量三种影响因素下巷式充填导水裂隙带的发育情况,回归分析得出了各影响因素下导水裂隙带的高度公式。公格营子矿巷式充填开采结果表明,强含水层下巷式充填采煤是安全可行的且经济效益显著。

复合固结体巷式充填全采技术应用研究

针对建下不规则煤层块段开采问题,根据充填控制地表沉陷的原理,提出了高水速凝材料与矸石复合固结体巷式充填全采技术,即首先掘进煤巷,然后充填复合固结体,以多轮置换方式实现充填区域煤炭的全部开采。通过充填体强度测试,研究了复合固结体强度与高水速凝材料水灰比、矸石掺入量、龄期之间的关系。经充填体稳定性需求分析,给出了确定充填体强度的方法。工程应用结果表明,该技术既可有效控制地表沉陷,又可避免矸石升井带来的环境危害,取得了良好的技术经济效果。

东山煤矿厚煤层巷式充填开采技术应用

巷式充填开采有效解决了煤炭资源的浪费,但在厚煤层尚无开展研究。东山煤矿年产矸石约15万t,且"三下"压煤严重,本文采用巷式充填开采技术对15号煤层(厚6.5m)实施井下煤矸置换,并改进巷道布置、支护方式与通风方式,从而消除了地面矸石山,减少了大气与环境污染,同时回收了部分建筑物下的煤炭资源,达到绿色开采的目的,具有广阔的推广应用前景。

巷式充填开采充填体合理强度研究

以寺河煤矿二号井巷式充填开采为工程背景,采用理论计算和数值模拟的方法,分析合理充填体强度。理论计算得出,充填体合理强度6.67 MPa.数值模拟以隔离煤柱垂直应力和充填体上方顶板下沉量为依据,模拟结果得出充填体合理强度应为0.6~0.8倍的煤体强度,即6~8 MPa,两种方法得到的结果相近,因此设计充填体强度为6~8 MPa.

似膏体材料巷式充填地表减沉试验分析

为解决膏体材料流动性差等缺点,通过不同比例的矿粉和生石灰配比试验,研发高性能粉煤灰似膏体充填材料,并在工业性试验前通过相似模拟展开似膏体充填的地表减沉效果分析。结果表明,材料矿粉的比例为5%~10%,生石灰的质量比例为15%~10%;似膏体充填后工作面上覆岩层变形量较小,地表建筑在Ⅰ级损害范围内。

巷式充填采煤技术研究

针对目前煤炭开采中压煤开采存在一些技术问题,对巷式充填采煤技术进行研究分析。通过对该项技术的现场工艺介绍和岩层受力模拟,得出了巷式充填采煤技术具有开采率高,保持岩层稳定和保护地面建筑的优点,具有良好的经济效益。

巷式充填采煤技术研究

为解决综采工作面传统采煤技术所面临的“三下”压煤问题制约现场的生产效率,以2144综采工作面为例在对其顶底板地质条件分析的基础上,对工作面巷式充填采煤技术的应用可行性进行评估;而后结合工作面的实际情况制定开采方案和相应的充填工艺流程,并对最终地表的损害程度进行综合评估。

巷式胶结充填开采覆岩移动研究

本文以寸草塔矿村庄下压煤为背景,选择充填方式和充填材料,确定采用胶结巷式充填开采的工艺,结合巷式充填开采工艺,研究了护巷柱体的组成结构。其次,理论分析了巷式充填开采中的护巷柱体,建立了顶梁的力学模型,运用3DEC数值模拟,分析了巷式充填开采条件下覆岩运动的规律,对比分析发现,巷式充填开采相比垮落法开采对上覆岩层的控制效果更加明显。

巷式充填工作面矿压显现规律实测分析

为保证试采面的安全回采,研究巷柱式充填矿压规律,对王台铺煤矿充填试验面的矿压显现进行了实测研究。通过矿压数据分析可知,工作面开采期间,支巷顶板锚杆受力变化平稳,增幅较小;煤柱应力呈现增大—减小—增大的变化趋势,邻近支巷开采时,煤柱应力会迅速增加,支巷充填可以增强煤柱的承载能力;支巷中部离层值、顶板下沉值和两帮移近量均大于两端头。

东山煤矿巷式充填开采稳定性主控影响因素灰色关联研究

针对东山煤矿巷式充填开采的特征,采用灰色关联度分析法计算各影响因素与充填巷变形量的关联程度,结果表明,影响巷式充填开采效果的主控影响因素是充填体弹性模量、充填率、煤柱宽度和充填条带宽度,并指出选用高弹模充填体、高充填率的充填工艺以及大宽度充填条带能有效地降低巷式充填巷道的变形量以及提高巷式充填开采的稳定性,并提出了巷式充填开采工艺的改进措施,使充填巷道变形量减少约60%,蠕变量减少40%,蠕变时间缩短50%,蠕变速率提升约62%,取得了良好的效果。

巷式充填开采充填体合理强度研究

以某矿巷式充填开采为工程背景,采用理论计算和数值模拟的方法,分析合理充填体强度。结果表明:理论计算得出充填体合理强度6.67 MPa,数值模拟以隔离煤柱垂直应力和充填体上方顶板下沉量为依据,模拟结果得出充填体合理强度应为0.6~0.8倍的煤体强度,即6~8MPa,2种方法得到的结果相近,因此设计充填体强度为6~8 MPa。

公路下压煤巷式似膏体充填开采暂留煤柱合理宽度优化

通过分析巷式似膏体充填开采过程中的矿山压力时空演化规律,阐述了巷式似膏体充填暂留煤柱、充填体在采充过程中的承载演化机制和特性,得到了对充填体极限强度的要求。由此计算得出不同宽度暂留煤柱平均应力,利用煤柱强度理论,计算得到暂留煤柱宽度的合理范围、充填体承受的极限载荷。最后校核充填体强度,采用数值模拟检验并优化暂留煤柱宽度,最终确定了合理的暂留煤柱宽度。

浅谈矿井巷式条带充填技术

通过分析察哈素煤矿的采矿地质条件,通过引用巷式条带充填技术,论证分析了对井下大巷、地表建(构)筑物留设的煤柱进行回采和充填的可行性,为有效回收利用煤柱资源提供依据。

基于RSM-BBD法胶结充填材料配比优化及工程应用

针对煤层回采顶板垮落法产生的采煤固废堆放量大、长壁胶结充填开采中采充失衡等问题,内蒙古察哈素煤矿31采区采用连采连充巷式胶结充填采煤工艺,采用“隔三采一”的回采方式及“三强一弱”的充填模式。充填材料配比对充填成本与效果具有重要影响,针对原胶结充填材料中水泥消耗大、粉煤灰消纳少的问题,基于泰波理论确定矸石最佳粒径级配系数n为0.5,在此基础上,利用响应面法(RSM)优化材料配比。基于RSM-BBD (Box–Behnken Design)设计13组试验,建立充填体3、7及28 d单轴抗压强度与水泥质量分数X_(1)、粉煤灰质量分数X_(2)、固料质量分数X_(3)及3因素交互作用(水泥与粉煤灰交互作用X_(1)X_(2)、水泥与固料质量分数交互作用X_(1)X_(3)、粉煤灰与固料质量分数交互作用X_(2)X_(3))的回归模型,模型P值均小于10-4,模型可靠性强。试验结果表明:不仅单一因素对强度影响显著,且各因素的交互作用也对强度有一定的影响。强度随X_(1)与X_(3)的增加而增大,随X_(2)的增加先增大后减小,X_(1)对前期影响最显著,X_(3)对后期影响最显著,X_(2)对强度影响随龄期增长逐渐显著。X_(2)X_(3)对7 d强度影响显著,X_(1)X_(2)对28 d强度影响显著,X_(1)X_(3)对3、7和28 d强度均有显著影响。在X_(1)X_(3)对7、28 d强度的交互影响中,水泥与固料质量分数会相互促进两者对强度的增强作用,而在其他交互影响中,一因素的增加会对另一因素的影响效果起抑制作用。基于RSM确定合理配比为X_(3)取78%~79%, X_(2)取19%~20%;高强度充填时X_(1)取9%~10%,低强度充填时X_(1)取8%。察哈素煤矿303工作面共采出煤炭16.8万t,消纳矸石16.22万t,粉煤灰消纳增加量与水泥消耗减少量均达到1万t以上,大大节省了粉煤灰处理费用与水泥成本,具有良好的环境效益与经济效益。

“充填体-煤柱”复合结构势能突变破坏机理

为研究巷式充填开采“充填体-煤柱”复合结构稳定性,分析了复合结构承载特征,建立了复合结构充填体承载部分与煤柱承载部分势能函数表达式;运用突变理论,分析了势能发生燕尾型突变的临界条件,给出了以塑性区宽度为主要指标的复合结构破坏失稳判别公式,研究了采场巷道宽度、煤层埋深以及开采阶段数等开采参数对复合结构稳定性的影响;采用数值计算的方法,结合王台铺煤矿工程案例,分析了复合结构垂直应力分布特征、塑性区宽度等承载参数,验证了复合结构破坏失稳判别公式的准确性。

特厚煤层长壁巷式胶结充填开采技术研究与应用

针对特厚煤层采出率低、"三下"及其他特殊地质条件下特厚煤层采场围岩移动破坏与地表沉陷控制困难的问题,提出了特厚煤层长壁巷式胶结充填开采技术。在研究特厚煤层长壁巷式胶结充填开采技术原理的基础上,系统阐述了该技术的开采系统布置、主要设备与巷式充填开采工艺;并对胶结充填材料的组成及其承载特性进行了研究,确定了适用于工程现场的充填材料干料配比为粉煤灰35%、白灰渣10%、水泥2%、矸石53%,料浆质量分数为79%,该配比充填材料单轴抗压强度可达1.8 MPa。现场工程应用表明:该技术充实率可达96.1%,开采21 m厚的煤层地表下沉最大值为265 mm,地表下沉系数仅为0.012 6,应用效果良好。

复杂地质条件下井筒保护煤柱回采方法研究

以韩王矿主、副斜井保护煤柱为研究背景,提出了采用巷式充填开采方法对保护煤柱进行回采并依此提出了2种开采方案。通过概率积分法分别进行预计并对比分析,确定主、副井正下方留出宽度为36 m的煤柱,2个井筒中间不再布置工作面。