采空区上覆残煤复采技术的研究与应用

本文主要论述随着生产技术,生产工艺、生产装备及支护材料、支护能力的不断提高,对煤矿前期残留的煤炭资源进行复采已经成为可能,采用比值判别法、围岩平衡法、三带判别法、探巷实见以及上下煤层开采的间隔时间分析等方法综合论证,论证了采空区上部残煤复采的安全可行性,并在实践中通过合理的回采设计、回采工艺,顺利完成回采,提高了老化矿井的煤炭资源回收率。

房柱式开采残煤复采顶底板应力分布规律的数值模拟研究

以山西晋城市西河煤矿残煤资源长壁法复采工程为背景，建立房柱式残煤长壁复采的三维有限元模型，采用有限元模拟了残煤复采过程并计算顶底板应力分布。结果表明：房柱式残煤复采过程中顶底板应力增高区较整装煤层综采增加5～10m，工作面通过空巷时顶底板应力突然增加1．5～2．5倍，对支护设备影响较大。采出面积比越小、煤柱面积越小则顶底板应力的变化率越大。揭示了房柱式残煤复采过程中的矿压显现规律，对相似条件下的残煤复采具有指导意义。

过空巷群残煤复采液压支架额定工作阻力确定

兰兴煤矿2201工作面是为了回收旧房式开采所遗留的煤柱,工作面前方存在多条空巷,条件比较复杂。通过实际观测,工作面老顶的初次来压步距为30 m,周期来压步距为12 m。用实测统计法,计算出液压支架的额定工作阻力为4 297 k N/架,并用有限元软件FLAC3D模拟计算,得出液压支架的额定工作阻力为4 166.67 k N/架。实测统计法与模拟计算法得出的结果差距不大。因此,结合这两种方法可以对过空巷群残煤复采时液压支架的额定工作阻力进行确定。

房柱式残煤复采顶板应力分析及顶板来压观测

为获得房柱式采煤法残留煤柱回采时的顶板变形、破坏特征和顶板应力分布规律,根据山西煤炭运销集团阳城西河煤业3#煤层残煤资源长壁式复采进行三维相似模拟试验。复采过程中对煤层的直接顶、基本顶的应力、位移进行观察、记录,模拟过程再现了顶板下沉、断裂、垮落以及对采煤工作面的影响全过程。通过试验观测与数据分析演化,研究残煤复采过程中顶板的应力变化对顶板初次来压与周期来压以及顶板垮落的影响。

残煤复采过冒落区时相似模拟

以晋煤集团圣华煤业3#煤层旧采区残煤开采工作为工程背景,在对圣华煤业旧采区开采技术资料和3101残采面前期揭露情况充分研究基础上,应用相似模拟对旧采区冒落区围岩变形与应力进行研究,得出了残采工作面采场规律。

综放残煤复采过空巷群时围岩应力相似模拟

在对晋煤集团圣华煤业3#煤旧采区开采技术资料和3101复采工作面前期揭露情况充分研究基础上,应用相似模拟技术对旧采区空巷群稳定性及回采过程中采场围岩变形与应力进行研究。

残煤复采工作面围岩稳定性研究

以某煤矿921复采工作面为研究对象,采用理论分析、数值模拟、现场实测等方法,探讨了复采工作面围岩破坏机理。结果表明:工作面与老巷间煤柱宽度为1.9 m时,煤柱失载,造成工作面悬顶距增大,工作面围岩破碎。利用平面离散元UDEC软件模拟不同采高下围岩破碎特征,分析得到了工作面合理采高,当采高为2 m时,相对于采高为2.4 m和3 m,工作面压力较小,煤柱破坏程度低,通过对工作面顶板和煤壁位移的分析,得出煤柱宽度大于16 m时,3种采高下工作面围岩位移相差不大且绝对值较小,煤柱小于16 m时,工作面围岩位移开始增大,2 m采高下工作面围岩位移相对较小。

残煤复采大采高液压支架阻力对煤壁片帮影响分析

以圣华煤矿复采工作面为工程背景,阐述了残煤复采工作面煤壁片帮机理,通过理论计算和运用计算机数值模拟方法分析了不同支架阻力下煤壁片帮情况,并比较了支架阻力在残煤和实体煤条件下对煤壁片帮的影响,得出了如下结论:1煤壁片帮的程度随着支架工作阻力的增大而减小,且煤壁片帮最大深度与支护强度基本呈线性关系;在同等工作阻力条件下,残煤的煤壁片帮程度要远大于实体煤的煤壁片帮程度;2在实体煤条件下,当工作阻力达到8 000kN时,煤壁片帮情况已经不严重,而在残煤条件下,工作阻力要达到9 000kN才能够控制顶板的下沉和煤壁的破坏深度。最后确定圣华煤矿复采工作面支架阻力为9 000kN。

残煤复采区域空巷内瓦斯分布规律研究

为研究残煤复采区域内空巷中瓦斯分布规律、计算一次采动后空巷内剩余瓦斯含量,通过理论计算得出了一次采动后瓦斯涌出量以及一次采动后空巷内剩余瓦斯含量的计算公式,得出了密闭空间瓦斯积聚规律。研究结果表明:一次采动后空巷密闭后煤壁向空巷内的瓦斯涌出量为关于瓦斯运移时间的函数,且根据瓦斯运移时间的不同,瓦斯涌出量的计算公式也不相同。通过对现场空巷内瓦斯涌出量以及瓦斯压力的测量,验证了所得计算公式的正确性。

残煤复采综放工作面支架失稳机理研究

通过对圣华煤业1130工作面进行矿压观测,根据现场矿压数据,结合工作面实际地质情况,对支架发生受力不均匀,低头甚至后柱拉断等矿压显现现象和原因进行探究,分析了ZF3800/15/23型低位放顶煤液压支架失稳机理,在此基础上重新进行了支架选型,达到了良好支护效果。

峁底煤矿老窑破坏区残煤复采工艺研究

为实现复杂条件下特厚煤层老窑破坏区残煤的安全高效复采,通过对峁底煤矿老窑开采图纸、地质勘查、现场揭露等情况综合分析,确定了复采研究区域老巷分布、老窑开采层位和采空区分布。结合复采煤层赋存条件和工作面设备配套情况,确定了工作面的长度。基于弹性核理论对区段煤柱宽度进行了计算,得出了区段煤柱的最小宽度。在大采高综采和综采放顶煤两种采煤工艺优缺点对比的基础上,确定采用综采放顶煤工艺。提出分区支护、及时主动支护、支护结构强化、经济合理性的支护原则和以锚杆支护为主、架棚支护为辅的动态支护方案。

晶鑫煤业3218工作面残煤复采围岩应力分布及控制技术研究

为保障山西阳城阳泰集团晶鑫煤业股份有限公司3218工作面顺利通过空巷区域,根据工作面及空巷的具体条件,通过理论分析与数值模拟的方式,分析围岩应力及塑性区分布规律,得出空巷区域影响基本顶破断的主要因素为煤柱的让压变形和空巷宽度,煤柱内塑性屈服破坏的比例随煤柱宽度的增大而逐渐减小。结合数值模拟结果和工作面具体情况,确定工作面过空巷区域采用单体柱+木垛支护方式,过冒落区采用钢纤撞楔法。结果表明,工作面推进过空巷区域时,支架适应性良好,工作面顺利通过了空巷及冒落区域。

残煤复采区巷道围岩稳定性控制技术与应用

优质浅埋深的煤炭资源开采历史悠久,由于以往开采工艺和开采技术的限制,其回采率不足20%,所以目前我国有大量的残煤资源。残煤复采的关键技术在于其采区巷道围岩的稳定性,所以进行残煤复采区巷道围岩稳定性控制技术研究有一定的现实意义。本论文通过对复采区域煤层顶底板围岩岩石力学分析及复采区煤柱和空巷、空区以及局部冒落区共存的形态等的分析,确定了复采区域巷道基本的支护方式和特殊区域的支护方式。

莒山矿3#煤层残煤复采的实践

文章对复采工作面的巷道布置、采高以及刀柱煤柱与复采工作面的位置关系等技术问题进行了探讨。

残煤复采工作面矿压显现规律的研究

厚煤层受小窑"采顶丢底"方式破坏开采后,其下分层工作面矿压显现规律存在特殊性,通过对大同煤矿集团云冈矿8107复采工作面矿压显现实测结果分析可知:受上覆残留煤柱集中应力的影响,工作面周期来压明显的特征。工作面进出煤柱期间压力突然增大,且出煤柱压力峰值为进煤柱的1.5倍,进煤柱期间支架前柱工作阻力峰值是后柱的1.86倍,出煤柱期间支架前柱工作阻力峰值是后柱的0.45倍。本研究结果对类似条件下工作面矿压规律的研究具有一定的借鉴意义。

残煤复采工作面支架的选型及采煤方法的研究

对西曲矿10224号残煤复采区工作面地质特性及工况进行了介绍,对常用液压支架四柱支撑掩护式液压支架和两柱掩护式液压支架的优缺点展开分析,通过计算对液压支架型号进行确定。此研究保证了煤矿残煤开采工作的顺利进行,为后续该类残煤复采的采煤方式提供借鉴。

残煤复采技术在安泰煤矿中的应用

安泰煤业15号煤为厚煤层,上世纪九十年代以前全部是柱式体系开采,即房柱式或刀柱式,遗留煤柱较多,资源回收率不及50%。本文为回收遗留资源根据国家、省有关煤层复采提高资源回收率的政策法规,采用综采放顶煤的回采工艺对15号煤层复采,从技术可行和安全可靠方面进行了研究。认为技术上可行,安全有保障,项目对类似煤层的开采提高资源回收率研究具有重要借鉴意义。

晶鑫煤业3105残煤复采工作面围岩控制技术研究与应用

为保障3105残煤复采工作面回采作业的顺利进行,根据3#煤层旧式开采区的特征,结合3105复采工作面的布置特征,通过数值模拟分析破碎顶板应力分布规律,基于数值模拟结果确定工作面回采时应尽量减小工作面回采对冒落层的扰动,确定工作面采用“多进度、小循环”的作业原则,进一步结合复采工作面特征确定采用穿设钢钎+降低采高的方式进行围岩控制,并在围岩控制技术进行支架工作阻力分析。结果表明:3105复采工作面回采期间,支架工作阻力正常,无大范围煤壁片帮现象,围岩控制技术保障了工作面的安全回采。

残煤复采巷道穿越冒落型空区数值模拟的方法

针对关岭山煤矿在残煤复采时,巷道掘进的过程中如何穿越冒落型空区的问题,利用Flac3D软件进行数值模拟,给出了具体模拟方法,通过分析支护前后巷道围岩的塑形变形、应力应变变化,确定巷道合理支护方案。

残煤复采老塘中注氮防灭火技术研究

阐述了注氮防灭火机理,介绍了残煤复采老塘自燃发火规律,指出了注氮防灭火技术在实践中应用,为同类矿井提供借鉴。