岳城水库下综放开采厚煤层的工程实践

结合观台煤矿2208工作面的实际数据,对岳城水库下开采厚煤层的安全性进行理论分析。采用相似材料模拟技术,对水体下厚煤层开采时上覆岩层的变形、移动、破坏规律进行模拟和观测研究,特别是对最高导水裂隙带的位置进行观测与分析,进一步论证了在一定的地质条件下进行水体下厚煤层开采的可行性。

低位放顶煤支架开采厚煤层技术应用

通过对ZFQ2500—16/24型低位放顶煤支架使用情况的分析,指出了该支架的优越性,同时提出要在实际使用中不断完善和改进,充分发挥综采的最大效率。

特厚煤层开采覆岩裂隙演化数值模拟研究

煤层开采造成覆岩破坏及裂隙演化发育,因采动卸压而释放的瓦斯在裂隙通道内流动、汇聚,给工作面生产带来了严重威胁。采用3DEC数值模拟实验,以宽沟矿B2特厚煤层工作面开采为原型,对采动覆岩应力演化规律进行了模拟研究,得到了采动覆岩应力演化的4阶段分布特征;在以覆岩卸压系数表征裂隙发育程度的基础上,绘制了裂隙富集区域的动态演化过程;并通过分析采动覆岩破坏及裂隙发育特征,在裂缝带高度范围内沿水平方向将采动覆岩裂隙划分为4个区域,分别为压密裂隙区、结构裂隙区、拉张裂隙区和原岩裂隙区。采动覆岩裂隙演化及区域的划分可为矿井布置钻孔抽采采空区卸压瓦斯,从而消除安全隐患,实现瓦斯资源化利用提供技术参考和依据。

厚煤层开采覆岩导水裂隙带发育高度研究

针对水体下采煤时覆岩受扰动后可能导致顶板涌水问题,以掌石沟煤矿15102工作面为研究对象,采用数值模拟、分段封堵测漏与钻孔电视法得到该工作面15#煤层的导水裂隙带发育高度。对模拟和实测成果分析表明:模拟和现场观测的导水裂隙带高度分别为49、48.3 m,最终确定导水裂隙带高度为48.3 m,裂采比为11.78,上界面岩层类型为砂质泥岩,厚度为4.2 m,距煤层约48 m。

特厚煤层开采覆岩断裂带发育高度测试研究

宽沟煤矿为特厚、高瓦斯煤层开采,工作面回采期间经常发生上隅角瓦斯超限现象。在采动覆岩裂隙内布置水平定向长钻孔抽采卸压瓦斯是一种有效的治理措施,钻孔布置于断裂带内上部区域可取得较好的抽采效果。因此,亟需对矿井特厚煤层开采断裂带发育高度进行测试研究。以矿井B2特厚煤层I010206工作面开采为原型,利用经验公式对断裂带发育高度进行了计算,得到断裂带发育高度范围为104.3~125.1m。在此基础上,通过布置两个顶板仰孔,采用注水漏失量测试的方法对工作面开采断裂带发育高度进行了实测研究,得出断裂带上边界为距离煤层底板108.3~109.4 m;结合ZK401号钻孔柱状,判断I010206工作面特厚煤层开采断裂带发育至煤层上方13.5 m的细粒砂岩层位,发育高度106.2 m。研究成果可为矿井确定特厚煤层开采断裂带发育高度,进而设计布置钻孔抽采卸压瓦斯提供技术参考。

6~10 m厚煤层超大采高液压支架及其工作面系统自适应智能耦合控制

厚煤层储量及产量占我国原煤总储量及产量的一半,通过梳理厚煤层开采历史沿革,总结了我国厚煤层开采40年来的技术及装备研发实践,系统分析了以高端大采高液压支架及围岩智能耦合理论为代表的6~10 m大采高综采高效智能化综采技术及装备研究进展,提出了大采高支护理论及围岩智能耦合控制的突破是厚煤层一次开采高度突破的首要因素,完善的感知体系建立是液压支架自适应支护的前提,数字技术的应用为大采高工作面高效推进及装备智能协同控制提供了新的技术途径;阐明了大采高综放液压支架与围岩耦合关系,剖析了采高增加对硬煤层冒放性的有利影响,提出了基于煤矸识别、放煤机构控制的“纯煤段记忆放煤+煤岩分界模糊段人工反馈式干预放煤”的智能放煤控制策略;分析了大采高开采“采–运”协同智能耦合控制关键技术,构建了基于采煤机牵引速度与刮板输送机链速间联动调节的工作面装备间多机异构耦合自适应协同控制模型;研发了厚煤层开采中10 m超大采高液压支架,分析了厚煤层开采不断突破开采高度极限的新认识,从开采装备、控制系统等方面提出厚煤层一次开采高度的突破的研发方向。

煤矿井下厚煤层开采的工艺选择

厚煤层是中国矿井重点开采的煤层,因此选择合适的厚煤层开采工艺具有十分重要的意义。分析了几种常见的厚煤层开采工艺特点,主要包括普通综采工艺、分层开采工艺、一次采全高工艺、放顶煤开采工艺和充填开采工艺等;然后探讨了厚煤层开采工艺选择的原则,主要有安全性原则、回收率高原则和效率高原则,可以为煤矿井下厚煤层开采工艺的选择提供一定的技术参考。

煤矿综采技术在厚煤层开采中的应用研究

煤矿开采的效率和效益会受到地质水文条件、开采技术和工艺等多方面因素的影响,针对不同环境状态下的煤矿,开采的难度和技术选择不尽相同。厚煤层开采具有深度高、步骤复杂、开采难度大、技术要求高等特点,煤矿综采技术在厚煤层开采中的应用有明显的优势,但如果操作不规范、监督管理不到位,不仅影响开采效率,还可能导致出现安全事故和其他隐患。本文主要探讨厚煤层开采的特点及煤矿综采技术在厚煤层开采中应用存在的问题,就煤矿综采技术在厚煤层开采中的合理应用提出一些建议。

厚煤层协调全采沉陷控制技术及在村庄下采煤中的应用

我国煤矿“三下”压煤严重,滞压资源的回采与受护对象的保护存在矛盾,寻求解决资源高采出率与受护体安全问题的办法,是我国矿山开采沉陷研究长期以来的一个技术难题。针对条带开采资源采出率较低、充填开采成本较高、同步协调开采实施难度较大的问题,考虑煤矿主要地质采矿因素,基于开采沉陷基本规律、上下煤层重复开采影响规律和采区内多工作面的相邻开采影响规律,提出了村庄下厚煤层横向采宽控制、纵向分层采厚控制、开采顺序优化控制的联合协调控制技术思路和采区内工作面跳采、全采、分层开采3个阶段沉陷控制方法。为了提高技术应用效果,提出了开拓系统单翼布置和大采区、长工作面的优化设计方法。通过实测和理论分析,揭示了协调式跳采全采方法精准控制地表变形、改善村庄地表变形过程和分布状况的机理,得出了开采各阶段工作面优化设计参数。经过不同煤厚、不同采深条件的多个矿井20 a的应用研究,解放了大量滞压资源,实现了多个村庄下滞压资源的安全高效全采,采厚3.5~5.7 m、跳采宽度达305 m、年度出煤量达128万t/a,村庄煤柱采出率达到93.5%,避免了上千户村民的搬迁和异地耕作,创造了良好的经济和社会效益。

我国厚煤层开采方法的选择原则与发展现状

针对目前厚煤层开采方法的发展和应用现状,分析了大采高和放顶煤开采2种方法在技术和经济上的优越性及适用条件,对大采高存在的工作面煤壁片帮与设备下滑问题,以及放顶煤存在采出率低、瓦斯与煤自燃防治、坚硬顶煤的弱化等问题,提出了在开采技术上应该采取的有效措施。探讨了将来厚煤层开采技术的研究重点与采煤方法选择原则。重点从开采技术与工艺以及安全生产现状方面对厚煤层开采的三种方法进行了分析,指出了目前我国厚煤层开采现状及国家的技术政策,确定了厚煤层开采技术研究的重点和发展方向。

煤矿厚煤层高强度开采技术特征及指标研究

在分析煤矿高强度开采现状与定义的基础上,从地质采矿条件、工作面尺寸、技术装备、推进速度、产量效率高、深厚比、覆岩与地表破坏等方面系统研究了厚煤层高强度开采的主要技术特征。基于绿色开采理念,从地质采矿技术和采动影响破坏方面研究建立了高强度开采的主要技术指标和评价体系,并采用层次分析法对采动影响破坏指标进行了分析研究。研究表明,地质采矿技术因素和采动影响破坏因素均是描述厚煤层高强度开采的重要组成部分,采动影响破坏因素是厚煤层高强度开采不可忽略的特征。研究成果可为煤矿安全高效绿色生产、采动损害与保护等提供借鉴。

急倾斜多厚煤层开采地表移动和变形规律相似模拟

为减少传统沉陷计算方法对急倾斜煤层开采沉陷变形进行分析结果的失真,以具体的急倾斜多厚煤层开采为背景,建立了相似材料模型,分析了急倾斜煤层开采沉陷对应的地表移动和变形规律,覆岩的移动和变形规律.结果表明:在失去煤层支撑后,覆岩呈悬臂梁结构因重力持续增长而出现断裂。

印度浅埋坚硬顶板厚煤层开采方法探讨

本文根据印度浅埋厚煤层、坚硬顶板的条件 ,提出了恒底综采与二次综放联合开采的技术方案 ,并对其优点和可行性进行了论证 ,还提出了坚硬顶板断裂线位置的监测方法 ,该开采方法对防止坚硬顶板来压时的动压冲击 ,保证生产安全 。

急倾斜特厚煤层开采的动力灾害防治技术研究

乌东矿南采区两组急倾斜煤层同时开采,矿压显现强烈,建立了急倾斜煤层顶板垮落力学模型,利用FLAC3D软件对煤层开采过程围岩应力进行数值模拟。研究结果表明南采区由于煤层倾角近乎直立,两侧采空后的顶板岩柱长时间处于悬预状态,悬顶过长以至造成能量大量积聚。针对悬顶岩柱采用了预裂爆破和高压注水联合处理方法,降低了顶板岩柱的应力集中。

孟加拉国Barapukuria矿厚煤层分层协调减灾开采模式

针对孟加拉国Barapukuria矿井开采中的顶板水害、冲击地压、煤层自然发火等危害矿井安全的灾害问题,在分析矿井“三厚二硬一强”地质特征及UDT强含水砂层水害、厚硬顶板断裂强冲击灾害和厚煤层多分层开采采空区遗煤的易自然发火灾害的致灾条件,LDT隔水层隔水性能和覆岩结构关键层稳定性的控灾条件的基础上,提出了厚煤层分层协调减灾开采理论。应用协调减灾开采理论、原理,构建了孟巴矿厚煤层分层协调减灾开采模式和顶板水害上保下疏,冲击地压动静转移和自燃火灾时空适配的多灾源防控技术体系,实现了孟巴矿厚煤层多分层安全开采。通过在孟巴矿的应用与实践表明,厚煤层分层限厚开采能够充分利用覆岩结构控灾机制,避免厚硬顶板整体断裂冲击灾害发生;厚煤层分层协调错距布置方法开采,能够分散转移厚煤层边界高应力、避免覆岩拉伸区叠加破坏,有效保护隔水层的完整与隔水性;厚煤层分层整体错距协调开采方式,能够有效释放上分层采空区煤柱应力,实现覆岩整体快速沉降,密实覆岩垮裂带空隙,降低采空区自然发火危险性。在多灾害叠加的矿井开采条件下,应用协调减灾开采方法能够从源头控制开采致灾强度,与常规灾害防治方法相结合,能够起到更明显的灾害防治效果。

巨厚松散层下煤层开采薄基岩变形及矿压显现研究

以赵固一矿12051综采工作面为研究对象,采用UDEC数值模拟软件对巨厚松散层条件下煤层开采薄基岩变形及矿压显现进行了研究。结果表明:(1)工作面初次来压步距为55 m,周期来压步距为15m;开采后上覆薄基岩出现垮落带和裂隙带,垮落带高度为12.4 m,垮采比为3.54,裂隙带高度为36.7m,裂采比为10.48。(2)随着工作面推进距离的不断增加,工作面前方支承压力影响区范围、支承压力峰值和塑性区范围均增加;当基本顶初次来压后,工作面前方支承压力处于稳定状态,主要表现为最大应力集中系数和塑性区范围基本保持不变。研究结果可为类似地质条件下综采工作面围岩控制提供依据。

厚煤层分层开采综放工作面瓦斯涌出量预测

综放工作面与单一回采工艺工作面不同,采用AQ 1018-2006《矿井瓦斯涌出量预测方法》预测综放工作面瓦斯涌出量时存在较大误差,且目前缺少厚煤层分层开采综放工作面瓦斯涌出量预测方面的研究,导致瓦斯治理技术依据性不强。针对上述问题,提出了厚煤层分层开采综放工作面瓦斯涌出量预测方法。通过分析厚煤层分层开采综放工作面瓦斯涌出特点,确定了综放工作面瓦斯涌出来源,包括割煤、放煤、采空区、邻近层涌出瓦斯;针对不同瓦斯涌出来源,得出了相应的瓦斯涌出量计算公式,由此得到厚煤层分层开采综放工作面瓦斯涌出量计算公式。采用该方法对乌东煤矿及碱沟煤矿综放工作面瓦斯涌出量进行预测,预测值与实测值的误差均小于5%,满足实际生产需求。

王庄煤业3~#厚煤层大采高开采可行性探索与研究

结合王庄煤业3#煤层及顶板岩石力学特性,论述了该矿厚煤层采用大采高开采的可行性,提出了大采高综采工作面液压支架强度及稳定性的设计要求,给出了3043大采高综采工作面设备配套选型方案及主要生产系统的升级改造内容与实施计划。

厚煤层现代开采体系的发展趋势

厚煤层现代开采体系是用当代科技的最新成果武装和改造矿井“开采体系”的开拓方式、生产布局、设备配置、采煤、掘进、提升、运输、通风、供水、供电等各个要素 ,达到设备与系统、布局与管理、人与物之间的匹配协调 ,使传统产业跟上现代科技发展的步伐。兖州矿区厚煤层现代开采体系的研究重点是 :年产 6 0 0万t综放装备与工艺体系研究、厚煤层矿井高效辅助运输系统研究、复杂条件下厚煤层开采技术研究和高性能、高可靠性设备的国产化研究。

超化煤矿铁路下厚煤层综采放顶煤开采研究

对“三软”厚煤层综采放顶煤开采地表移动和变形进行了预计 ,介绍了铁路及立交桥的维护方案和实施过程 ,对“三软”厚煤层综采放顶煤开采地表移动和变形规律进行了分析研究。