浅埋深煤层采空区自燃危险区判定及防治技术

浅埋深煤层工作面在开采过程中受采动影响更易产生与地面连通的裂隙,从而导致采空区漏风供氧增加、遗煤自然发火隐患增大。为尝试解决这一问题,以李家塔煤矿2号煤层首采1201工作面为研究对象,现场实测了工作面通风参数、采空区内进、回风两侧氧气体积分数的变化规律;CFD仿真模拟了不同供风量下采空区内部自燃危险区域的分布特征;并在此基础上提出了氧化区惰化降温、漏风区域控风堵漏、覆盖遗煤阻隔煤氧化反应“三位一体”的采空区遗煤自燃综合防灭火技术措施。结果表明:1201工作面采空区自燃危险分布范围为:进风侧86~222m,回风侧54~156 m。

浅埋深煤层开采沉陷预测方法应用及研究

煤炭资源开采引起的地表沉陷问题一直是绿色开采亟待解决的关键技术问题之一。为了弄清近浅埋条件下工作面回采覆岩垮断及地表沉陷规律,以店坪煤矿5号煤层开采面临的实际问题为研究背景,采用理论计算、数值模拟与现场实测相结合的方法,对5-210工作面回采条件下地表沉陷规律及其对地表保护区内建筑物的影响进行研究。基于采空区岩体应力-碎胀系数关系和开采沉陷基本原理,建立了地表下沉移动轨迹模型,理论预测工作面开采后的地表下沉规律,其最大下沉量为2.604 m。利用FLAC^(3D)数值模拟软件,建立了工作面回采地表沉陷数值计算模型,并利用Tecplot软件进行模拟结果的后期处理,模拟得出的地表沉陷最大值为2.78 m,最大下沉位于工作面中心位置。依据地表沉陷控制基准,利用几何关系计算得出地表沉陷影响范围及工作面布置的合理边界,将5-210工作面布置在+830 m水平南翼,西与830南翼运输巷相通,东至井田边界。并对回采期间地表运移沉陷规律进行了现场实测,利用GPS接收机进行RTK实时动态观测收集数据,监测结果显示,地表最大下沉量2.69 m,采空区地表沉陷区域没有影响工业广场上的建筑物的安全。基于理论计算和数值模拟相结合的方法,设计了5-210工作面合理位置和空间布局,取得了良好的实践效果,为类似地质条件的采空区地表沉陷预测提供了可靠的依据。

不同覆岩浅埋深煤层旺采工作面矿压规律研究

为保证浅埋深煤层旺采工作面安全高效回采,通过现场观测及理论分析的方法,对不同覆岩旺采工作面的矿山压力显现规律进行观测分析,同时对大柳塔矿和哈拉沟矿旺采工作面采取煤柱优化后的矿山压力显现规律进行了研究。结果表明:平巷护巷煤柱留设10 m能够保证工作面安全回采;刀间煤柱留设0.5 m能够起到辅助连续采煤机割煤、装煤的作用,但不能达到支撑上覆岩层载荷的作用;支巷间留设2.0 m煤柱能起到支撑顶板的作用。薄松散层厚基岩旺采工作面采空区覆岩易形成大拱结构,其上覆岩层载荷重新分布并作用在开采区段四周的隔离或保护煤柱上,其下部小结构的岩层载荷作用在旺采工作面区域所留设的煤柱上,矿山压力显现特征不明显。

浅埋深煤层过采空区巷道锚固支护方法

在对惠阳煤业井底车场、集中辅助巷和集中胶带巷等巷道采空区进行实测,以及对采空区顶底板岩性实验分析的基础上,针对该采空区浅埋深的特点,提出了浅埋深煤层小导管临时支护和钢筋混凝土永久支护相结合的过采空区巷道锚固支护设计方法,并对其支护工艺和机理进行了描述,为过采空区巷道提供了一种新的锚固支护方法。

黄河流域浅埋深煤层开采冒落沉陷特征及治理复垦技术研究

为深入研究分析浅埋深煤层开采覆岩冒落破坏特征、顶板来压强度及其与后续地表移动和塌陷的内生机制,以黄河流域鄂尔多斯薛家湾宝通煤矿浅埋煤层工作面为研究背景,通过对现场顶板灾害来压特征实测分析、覆岩破坏与地表沉降发育机理相似模拟实验研究以及概率积分计算和物探补勘等方法,全面地揭示了浅埋煤层开采顶板来压显现强度高、顶板来压周期不明显,顶板冒落充分及采空区地表沉降滞后、塌陷范围显著的特征,同时建立了土地破坏分级指标,实现了不同等级土地破坏面积划分,并对特殊悬空区域提出了治理工程技术方案和开采沉陷影响区的工程复垦技术方案,对相似矿井的相关研究具有较好的借鉴意义。

浅埋深煤层房采区下综采工作面动压控制技术

为解决浅埋深煤层房采区下综采工作面受动载矿压影响的问题,以石圪台煤矿31201工作面为研究对象,在现场观测、微震监测及预测预报、矿压预测预报的基础上分析动载矿压事故发生的机理。结果表明:采场上覆采空区及集中煤柱受采动影响导致应力集中是动载矿压事故发生的基本原因,在矿压观测及微震监测的基础上采用钻探的方法探测集中煤柱分布范围,通过采取集中爆破的措施,从而达到上覆岩层阶段释放能量、动压分次化解的目的,该措施的实施确保工作面顺利通过上覆集中煤柱区域,避免综采工作面发生动载矿压事故。

浅埋深煤层矿区生态环境影响预测方法研究

煤矿区生态环境恶化,严重影响着人们的生存环境。对矿区生态环境的质量和发展变化进行预测,及时采取防治和保护措施,对生态环境的修复及建设具有重要意义。本文通过对当前生态环境影响预测方法进行研究,分析各预测方法的优缺点,并希望找出一种适合浅埋深煤层煤矿开采的预测方法-灰色系统理论模型,从而为今后的研究提供科学依据。

浅埋深煤层开采的地表生态环境影响预测研究

矿产资源的开发利用为我国国民经济建设做出巨大贡献,但同时也对矿区生态环境造成严重的破坏。本文在总结前人研究的基础上,针对现阶段存在的对浅埋深煤层矿区开采地表生态环境影响研究不够全面等问题,建立了浅埋深煤层开采对地表生态环境影响预测的指标体系,并对指标的合理性进行分析,最后提出一种综合的预测方法,为下一步的实证及仿真研究提供基础,也为相关研究提供参考和借鉴。

大漏风火区下浅埋深煤层工作面防灭火技术研究

针对龙华煤矿3-1煤层30106及30107工作面埋深浅,工作面上方存在2-2煤层大漏风火区,火区范围广等难题,结合2-2煤层火区的特点,采取了注浆封堵技术、注氮防灭火、30106及30107工作面均压通风等综合治理措施,使30106工作面上方钻孔内的CO体积分数由12 000×10-6降至300×10-6以下,上隅角CO体积分数基本维持在24×10-6以下,确保了工作面的安全回采。

浅埋深煤层煤矿开采对地表植被影响研究

为研究浅埋深煤层煤矿开采对地表植被覆盖度及其多样性的影响,结合遥感影像资料与现场实地调研,对陕西省神东矿区采煤塌陷区不同塌陷年限区域和未受塌陷影响区域(对照区)植被进行了抽样调查与分析。结果表明:采煤塌陷对植被种类组成、物种分布等较对照区有较大变化,优势种由多年生草本植物演变为一二年生草本植物;降雨量是影响植被未恶化的关键因素,地下水位下降限制着乔木的生长。从矿区整体生态系统现状来看,整体覆盖率趋势有所改善,但若遇到干旱气候,势必引发生态环境的恶化,应采取一系列工程措施引导矿区生态环境向可持续方向发展。

浅埋深煤层开采过程中“一通三防”技术的应用

该文介绍了浅埋深煤层"一通三防"技术在采掘过程中的应用,由于煤层埋藏浅的特殊性,通过不断创新、实践,建立了多巷道、大断面、低风压、大风量、高效通风系统;优化矿井通风系统、加强通风设施管理、加强采空区管理,提高煤炭资源回采率,减少采空区遗煤,有效的防治了浅埋深煤层因漏风多而造成的采空区自然发火;形成了一套浅埋煤层开采过程中"一通三防"的创新性技术,为"高产、高效、"矿井的规模化生产打下了基础。

庙哈孤矿区浅埋深煤层过沟开采技术研究

煤炭为人类提供了发展能源。在对浅埋深煤层进行过沟采时,要认真分析可能发生的安全事故。该文以涌鑫矿业公司安山煤矿为研究对象,对521001工作面的薄基岩浅埋深煤层进行过沟采时做了事故预测以及技术应对措施的分析。经实际生产证明,安全的过沟采成效明显,为类似地质条件与埋深煤炭采提供理论借鉴。

工作面液压支架在浅埋深煤层应用中的选型

液压支架的选型需要考虑的因素比较多,其选型设计是煤矿工作面综采设备选型的核心。因此,做好液压支架的选型设计对煤矿工作来说具有重大意义。本文就以某煤矿工程为例,采用基于顶板结构分析的估算法来确定支架支护强度,并且根据煤层结构来确定液压支架的选型参数。

贵州山区浅埋深煤层开采地表变形相似模拟试验研究

本试验以盛远煤矿40803工作面现场地质条件为原型,运用相似模拟试验的方法,研究采场矿压显现规律与围岩活动机理,及地表变形情况,为确定合理的地表变形控制技术提供科学依据。

火区隔离技术在浅埋深煤层矿井中的应用

为防止邻近矿井火区影响板定梁塔煤矿井下安全生产,利用采空区三维激光扫描技术、地面钻孔和灌注塑性水玻璃凝胶及天固充填材料,在板定梁塔煤矿井田边界成功构筑了1道防火隔离墙。通过分析钻孔内气体温度和CO浓度变化趋势,考察了火区的隔离效果,结果表明:隔离区域内的检测钻孔内气体温度由66℃下降至36℃,CO体积分数由593×10^(-6)降至34×10^(-6)以下,有效阻止了朱家沟煤矿露天剥离开挖火区向板定梁塔煤矿井田蔓延。

浅埋深煤层水体下开采安全性评价与防治水研究

浅埋深煤层水体下安全开采研究至关重要。针对榆横矿区魏墙煤矿浅埋深煤层地表水体下安全开采问题,运用理论计算,分析两带发育高度,并对工作面突水可能性进行分析,提出了工作面井上下防治水措施。结果表明,魏墙煤矿1313工作面垮落带高度在6.5~11.8 m范围内,导水裂隙带发育高度为29.1~42.8 m。该裂隙带发育将穿入侏罗系直罗组含水层内,有可能形成顶板水害问题。1313工作面涌水量推测总体不超过80 m^(3)/h,由此布设的工作面排水设施能够满足防治水安全生产。并实施以有效排水系统为重点、结合水文监测系统建设,以自然疏放为主的防治水对策,开展“两带”高度探查的井下防治水措施。同时开展地表水库水体的提前疏放、加固地表水库坝体、合理布置开采规划等井上防治水措施,共同保证工作面的安全回采。该研究结果为魏墙煤矿水体下安全生产及水资源的保护提供了科学依据。

浅埋深煤层工作面回风隅角低氧防治技术研究

针对串草圪旦煤矿6102综采工作面在回采过程中发生的低氧现象,通过研究工作面上的低氧特点和规律,分析浅埋深易自燃煤层工作面回风隅角出现低氧现象的具体原因,即采空区遗煤氧化、采空区漏风以及大气压力变化等造成的工作面回风隅角的氧气浓度较低。通过均压通风和监控监测的方法对回风隅角氧气浓度低的问题进行优化处理,保证含氧量处在正常水平,从而使得采煤过程的安全性和高效性得到保障。

浅埋深近距离煤层群上覆采空区积水排放技术

为解决传统积水采空区排水技术存在的排水时间长、准备工程量大、排水系统复杂等问题,对大柳塔煤矿22301综采工作面上覆采空区积水排放技术进行研究,采用了群孔对泵直排新技术,在深入分析上覆采空区底板起伏情况的基础上,确定主要的积水区域,然后对上覆采空区各主要积水区域分别施工多个排水孔,再将各排水孔与大功率离心泵直接对接,排放的水不再经水仓中转直接排出,而是经离心泵直接泵排至地面,简化了排水系统。结果表明:22301工作面排水所需时间比传统方法缩短了3个月,并节省大量工程及设备费用,工作面回采期间顶板基本无淋水,实现了绿色高效排放上覆采空区积水。

浅埋深薄基岩巷道锚注加固技术研究

针对红柳林煤矿浅埋深薄基岩巷道顶板锚固力低的难题,分析了风化基岩分布特征以及矿物成分,开展了薄基岩注浆加固试验,分析了薄基岩巷道注浆加固机理,提出了巷道锚注加固技术方案,并开展了井下工程实践,分析了工程应用效果。结果表明:风化薄基岩黏土矿物成分含量高,增大了顶板岩体软化和膨胀变形,影响巷道围岩稳定性;井下注浆充填了风化基岩裂隙,封堵了顶板水渗流通道,提高了顶板完整性,增大了薄基岩层的抵抗破坏的能力;通过锚索注浆达到了较好的注浆固结效果,锚杆(索)初期受力缓慢增大,随后基本保持稳定,锚杆受力55~67 kN,锚索受力92 kN左右,顶板离层量3 mm左右,巷道围岩变形明显减小,达到了较好的巷道支护效果,表明锚注加固技术可有效解决浅埋深薄基岩巷道变形控制难题。

浅埋深煤层煤矿循环经济发展初探

发展循环经济日益成为煤炭行业资源节约、环境保护、可持续发展的必然选择。在深入分析西部地区浅埋深煤层赋存特点的基础上,结合浅埋深煤层所处地区的气候特征、水质特征、地质特征,指出浅埋深煤层煤矿发展循环经济有着不同于其他煤矿的特殊困境。最后,针对浅埋深煤层开采的特殊性给出浅埋深煤层煤矿发展循环经济的具体建议。