浅埋薄煤层综采工作面矿压规律及围岩控制研究

通过对浅埋薄煤层1601综采工作面的矿压实测研究,分析了其矿压显现特征及来压规律,评价了支架对工作面的适应性。结果表明:工作面周期来压动载系数平均为1.29,动压不明显;工作面中部支架平均工作阻力比上下两端头大,符合开口向下的抛物线关系;支架平时载荷和来压期间载荷均未超过支架的额定工作阻力,支架适应性良好。

浅埋薄煤层超高水充填开采地表移动规律

为了研究浅埋薄煤层超高水充填采空区后地表移动规律,根据某矿具体地质条件,采用FLAC3D数值模拟软件,建立了浅埋薄煤层超高水充填开采数值模型。在影响地表沉陷的诸多因素中,模拟主要给出了充填体强度一定,充填率不同时的地表下沉等值线图及下沉最大值,回归分析得出了相应函数关系式并分析出其原因。研究表明:在充分采动或超充分采动条件下,地表下沉最大值w随超高水充填率k的增大呈线性关系减小,表达式为w=-0.839 6 k+0.837 8。

浅埋极薄煤层无煤柱开采覆岩运移与地表损伤特征研究

为了探究浅埋极薄煤层切顶卸压无煤柱开采与常规留煤柱开采覆岩运移与地表损伤区别,以子长矿区浅埋极薄煤层为背景,基于关键层理论,得到了硬岩破断距及覆岩的垮落高度临界值的计算公式,结合3DEC数值模拟及现场试验,对比分析了无煤柱开采与留煤柱开采条件下浅埋极薄煤层覆岩运移破断及地表损伤特征,确定了极薄煤层覆岩两带高度。结果表明:当工作面回采达到60 m时,两带发育高度基本稳定,当大于60 m时,工作面后方覆岩裂隙由开裂逐渐闭合,裂隙区随工作面回采向前方移动,两带高度稳定在24.6~27.7 m;相较于常规留煤柱开采,切顶留巷无煤柱开采方式下覆岩呈连续移动变形,可有效修复煤层开采工作面两侧非连续移动变形导致的覆岩裂隙及地表损伤裂缝,消除了常规留煤柱开采方式下相邻工作面间区段煤柱两侧覆岩裂隙,现场观测较好地验证了该结果。

浅埋极薄煤层切顶留巷无煤柱开采技术应用研究

为提高极薄煤层煤炭资源回收,降低巷道掘进矸石产出,消除因煤层开采导致的地表生态破坏,采用理论分析、数值模拟和工程试验结合的方法,对浅埋极薄煤层切顶留巷无煤柱开采可行性进行了研究,对浅埋极薄煤层工作面切顶留巷参数进行了设计,并提出留巷围岩控制技术。沿空巷道实施切顶后,垮落顶板对上覆岩层形成有效支撑,同时留巷顶板形成短悬臂结构,降低覆岩活动对留巷围岩影响;与传统留煤柱开采相比,切顶留巷无煤柱开采技术能有效修复工作面两端覆岩裂隙发育及地表裂缝。现场实践表明:留巷形成后,工作面后方70~100 m两帮移近量在25~45 mm;切顶留巷无煤柱开采技术应用后,地表无明显裂缝产生,且提高了煤炭资源回收率,应用效果较好。

浅埋薄基岩厚煤层综放工作面采空区漏风数值模拟

分析了浅埋薄基岩厚煤层综放工作面采空区自燃危险性特征,结合内蒙古伊泰集团阳湾沟煤矿6202工作面各项实际参数,采用数值模拟方法对采取不同措施时采空区流场(压力、速度分布)、氧浓度分布等进行了模拟研究,并将模拟结果与现场观测结果进行了比较。结果表明:采用的数值模拟方法与参数等是合理可行的,可以反映真实情况下采空区流场与氧浓度等参数的变化情况。对工作面上、下隅角采区封堵措施可以减少采空区漏风,且封堵长度越长效果越明显,但碍于现场施工和实际操作的难易程度,封堵长度受到限制;注氮使得采空区氧浓度的分布范围变窄且浓度降低;注氮与封堵上、下隅角对控制采空区氧浓度的分布效果较明显。最后通过固定封堵长度(下隅角堵10 m、上隅角堵5 m)、改变注氮量,研究了最小注氮量的计算问题,得出了6202工作面最佳注氮量计算公式。结合煤层实际最短自然发火期和工作面正常推进速度计算出阳湾沟煤矿注氮量为260 m3/h。

薄基岩浅埋煤层综采工作面矿压规律及围岩控制研究

通过对大柳塔22614薄基岩浅埋深综采工作面的矿压实测研究,对其矿压显现特征及来压规律进行了详细的分析,并对支架对工作面的适应性做了评价。得出如下结论:周期来压步距随基岩厚度增大而增大,来压强度随基岩厚度增大而减小,基岩变厚区比基岩变薄区来压步距大、来压强度大,9000kN支架基本符合该工作面开采要求等。

薄基岩浅埋煤层覆岩破坏移动演化规律研究

以榆阳煤矿为研究基地,进行了地下水动力学参数、覆岩力学组合结构特征与基岩风化带的阻隔水特性试验。结果表明,风积沙层底部为强含水层;主采煤层上覆覆岩泥岩强度高于砂岩;砂岩孔隙率高,含水率大,抗压、抗拉强度比值高;泥岩和砂岩的黏土矿物含量低、具有典型的脆性易裂、抗扰动能力差和再生隔水能力弱等新的破坏移动特性,并通过多因素拟合,确立了薄基岩浅埋煤层覆岩采动破坏"两带"高度的动态变化特征,提出了长壁工作面开采防止突水溃砂的调控技术,成功应用于榆阳煤矿并实现绿色保水开采,为陕北榆神大煤田薄基岩浅埋煤层进一步推广高效开采技术和保护生态环境实现绿色保水开采奠定了基础。

浅埋薄基岩厚煤层采空区自燃“三带”的划分

通过在采空区取样观测,获得了采空区内进、回风侧不同测点的氧浓度分布、漏风强度等参数,依据"三带"划分方法对浅埋薄基岩厚煤层采空区自燃"三带"进行了划分,确定了极限推进速度。结果表明:采空区内随着距工作面距离的加大,氧浓度呈递减趋势,在距离工作面相同距离的位置,进风侧的氧浓度一般大于回风侧的氧浓度。漏风强度随着距工作面距离的增加而呈递减趋势,在工作面附近漏风强度很大,最大值达319.75×10-3cm3/(cm2.s),在距工作面相同距离的位置,进风侧漏风强度要大于回风侧漏风强度。采空区氧化升温带主要分布在进风侧距离工作面10～132 m以及回风侧距离工作面6～58 m的范围。

浅埋深薄基岩煤层大采高综采工作面切眼支护优化研究

针对红柳林矿5-2煤切眼现有支护结构和支护技术设计的锚杆、锚索支护密度偏高,部分复杂生产条件下的支护效果难以达到设计要求,支护体实际受力常常远低于杆体强度的现状,采用联合支护的思想,结合现场测量,数值模拟,工程实践的方法对浅埋深薄基岩煤层大采高综采工作面的切眼支护进行了优化设计,确定了初步支护方案,将初步设计方案应用于现场,并对围岩支护效果进行监测分析。通过对浅埋深薄基岩大采高工作面切眼支护优化研究,形成了一套完善的支护设计体系,在保证安全的前提下有效的提高了切眼的掘进速度及支护效益,有效的降低了巷道工程的综合成本,经济和社会效益显著。

浅埋深、薄基岩、厚松散含水层下煤层综合机械化开采防治水技术应用

神东煤炭公司大柳塔矿12404工作面煤层埋深浅,上覆基岩薄、松散含水层厚,且地表有河流横过(工作面长度240m,推进度3900m,其中薄基岩富水段150m),为了减少工作面搬家次数提高生产效益,采取了地面抽排水、井下泄放水及地面注浆固沙等有效的防治水措施,工作面安全通过了母河沟,该防治水方法的应用改变了以往类似情况进行留煤柱跳采的方法,取得了浅埋深薄基岩厚含水层下煤层综合机械化安全开采经验,比停产跳采节省搬家费用2400万元,获得了显著的经济效益。

薄基岩浅埋煤层覆岩破坏移动规律研究

系统地进行了地下水动力学参数、覆岩力学组合结构特征与基岩风化带的阻隔水特性试验。结果表明:风积沙层底部含水层为强含水层;主采煤层上覆覆岩泥岩强度高于砂岩;砂岩孔隙率高、含水量大,抗压抗拉强度比值高;泥岩和砂岩的粘土矿物含量均低。具有典型的脆性易裂、抗扰动能力差和再生隔水能力弱等新的破坏移动特性。并通过多因素拟合确立了薄基岩浅埋煤层覆岩采动破坏"两带"高度的动态变化特征,提出了长壁工作面开采防止突水溃砂的调控技术,成功应用于榆阳煤矿并实现绿色保水开采。为陕北榆神大煤田薄基岩浅埋煤层进一步推广高效开采技术和保护生态环境实现绿色保水开采奠定了基础。

浅埋深薄基岩厚煤层充填开采方案比选浅析

随着采矿技术的发展,采用膏体充填开采技术解放建筑物下压煤得到煤炭企业的广泛关注,并在山东、河南、河北、两淮等矿区均得到成功应用。基于三元煤业浅埋深薄基岩厚煤层地质条件,选择不同的充填开采方案,得出了适合该区域的充填开采技术方案,为类似地质条件充填开采方案比选提供了参考。

复杂地形区薄基岩浅埋煤层防治砂层水技术研究

新良友煤业公司主采的3#煤层属于复杂地形区薄基岩浅埋煤层,在开采过程中面临的防治水问题比较突出。文章通过对该公司首采工作面3101工作面上覆岩层结构分析,采用地表裂隙充填以及其他综合防治水措施,确保了首采工作面的安全生产,为该公司3#煤层其他工作面开采的防治砂层水工作提供了理论依据。

神府矿区浅埋薄基岩煤层沿空留巷技术的应用研究

沿空留巷无煤柱开采技术是一项先进的采煤技术,该技术具有一系列优点,得到了越来越广泛的应用。由于沿空留巷技术还是一项正在逐步发展的技术,在实际工程应用与研究过程中仍存在诸多需要解决的问题。陕西省神府矿区新民开采区的埋藏浅、基岩薄,具有厚松散层,对沿空留巷研究尚不够深入,制约了沿空留巷技术的发展与应用。本文针对神府矿区新民开采区浅埋薄基岩煤层的沿空留巷技术开展研究,为沿空留巷技术大范围推广奠定基础。

波阻抗反演技术在陕北浅埋薄互煤层煤厚预测中的应用

随着地震勘探在预测煤厚领域的技术发展,本文通过井约束的波阻抗反演技术在陕西陕北某煤矿浅埋薄互煤层中的实际应用,提出了该技术在煤层厚度预测中具有较好的应用效果,为地震勘探解决煤厚问题提供了较为有效的解决方法。

浅埋深薄煤层综采工作面顶板矿压控制技术研究

随着我国经济的发展,对能源的需求越来越多,对开采技术也要求进步,浅埋深薄煤层的开发开采成为煤矿企业提高生产效益的重要手段之一。由于浅埋深煤层采场的压力步距较小,关键层的破断距和破断形式综合作用导致顶板压强度呈现突发和分布不均匀的规律,薄煤层又进一步加大了顶板架设难度,巷道通过性差、顶板矿压控制要求技术高。工作面回采施工将对顶板矿压产生较大的影响,垮落、坍塌现象严重,因此必须将顶板矿压处理好,为安全生产保驾护航。本文通过研究浅埋深薄煤层的顶板矿压显示规律,改善支护系统来提高安全性,以期找到最符合实际生产需要的技术路径。

探讨神东浅埋薄基岩煤层合理采高的选择

浅埋薄基岩煤层的合理采高工作需要通过严密的理论计算和数值模拟的方法,因此,为了确定神东矿区浅埋薄基岩煤层工作面的合理采高,特对浅埋深、煤厚为3.5米的试验工作面进行不同采高的工作分析。结果表明,对浅埋基岩煤层采高较小时,顶板容易发生滑落失稳问题;对浅埋薄基岩煤层采高越大,顶板失稳的回转角也就越大。随着采高的增加,冒落带和裂隙带也随之向上扩张,当基岩破断后,就容易使上覆松散砂土层的稳定度下降,从而引发压架事故。以下是对浅埋薄基岩煤层合理采高选择的详细分析。

石圪台煤矿浅埋深薄煤层工作面矿压显现规律研究

以石圪台煤矿12402浅埋深薄煤层综采工作面为背景,通过矿山压力监测,得出12402工作面基本顶初次来压步距为27.7m,来压期间矿压显现现象不强烈,未见明显片帮、漏矸现象。通过支架适应性分析,得出8824kN工作阻力的支架在实际开采过程中完全能够满足生产需求。

浅埋煤层工作面顶板活动及其控制

本文分析了薄基岩浅埋煤层长壁采面顶板基岩单一关键层的破断参数,分析提出初次来压过程的三个组成阶段,构建“承压砌块”模型,阐述了周期来压机理,论述了工作面支护设计原理及支架工作阻力计算方法。

薄基岩浅埋大断面煤巷锚杆支护技术

榆阳煤矿1307面构造简单,属典型的薄基岩浅埋煤层。风机巷围岩,具有“煤层强度高,承载能力强;顶底岩层孔隙率大、含水量高、强度较低、粘性矿物含量少”等显著特点,根据组合梁拱和松动圈理论,优化确定采用高强预应力长锚杆、大间排距的支护设计理念,既保证了巷道的稳定,减少维护工程量,又取得了降低支护成本、减少汽车运输事故等技术经济效果,为该矿全面推广煤巷锚杆支护技术奠定了基础。