采留一体无掘进留巷恒阻锚体梁顶板支护研究

针对传统留煤柱采煤系统存在的留煤柱、巷道掘进量大、采掘矛盾等问题,提出了采留一体无巷道掘进切顶留巷开采方法、工艺、关键装备。通过分析采留一体沿空巷道覆岩运动规律,得出了采留一体无巷道掘进沿空巷道围岩结构,并建立恒阻锚体梁结构模型,推导了恒阻锚体梁锚固区内和锚固区外离层计算方法,在此基础上,提出通过对顶板提供合理的顶板支护荷载控制顶板离层,实现沿空巷道顶板稳定的控制原理,得出了沿空巷道顶板恒阻锚体梁离层的临界支护荷载及其支护力学机制。提出聚能爆破切缝卸压、动压辅助切顶支护、采后缓慢下沉抗变支护、切落矸石墙侧向挡杆支护等采留一体沿空巷道顶板控制关键技术原理,并在南梁矿30104工作面了成功应用。试验结果显示,采留一体无巷道掘进切顶留巷开采方法是一种无煤柱、无巷道掘进、连续开采的开采方法,该技术能够有效切落沿空巷道侧向顶板并形成完整巷道,各项指标均满足下个工作面回采安全要求。

无煤柱自成巷N00工法采留一体化装备与围岩控制关键设计

无煤柱自成巷N00工法是我国自主创新的采煤新工法,其在提高资源采出率、降低巷道掘进量、消减煤柱引起的应力集中等方面具有一定优势。为进一步推进该工法发展,以陕煤柠条塔煤矿N00工法工业性试验为工程依托,从采掘布局、围岩控制、装备系统3个方面梳理了N00工法核心设计思路。针对N00工法成巷围岩结构特征,考虑围岩空间结构整体稳定和运动全过程稳定性,提出了“碎胀平衡降压+动静耦合支护”围岩控制设计思路,明确了3个控制对象、4种控制技术、8项设计标准及相关设计内容。基于N00工法“采留一体化”采掘布局设计理念,形成了N00工法采煤装备系统和成巷装备系统布局新设计,明确了N00装备系统关键结构和功能设计内容。工程试验结果表明,采用N00工法设计,采煤装备系统可实现工作面前无巷采煤,成巷装备系统可实现工作面采后同步成巷,突破了传统采掘分离式装备布局模式,实现了采煤过程中无提前掘巷和无留设煤柱。柠条塔煤矿试验工作面留巷长度2 344 m内,巷道顶底板移近量最大145 mm,巷道围岩控制效果良好,完全满足安全生产要求。无煤柱自成巷N00的成功应用,验证了N00工法采留一体化装备和围岩控制关键设计的可行性,为提高矿井采出率、节约煤炭资源,减少巷道掘进、降低开采成本以及缓解采掘接续问题提供了新途径。

恒昇煤业采留一体无掘巷开采技术可行性分析

通过对恒昇煤业三、四采区采煤工作面的传统设计和采留一体无掘巷开采设计的对比分析,积极探索矿井采留一体无掘巷开采技术可行性及高产高效矿井建设优化方案,既提高了采掘比,减少巷道的掘进量和成本,又解决了矿井接替、通风等诸多困难。

南梁煤矿采留一体无掘巷开采技术研究

为解决现阶段煤矿开采中留设区段保护煤柱资源浪费严重,因煤柱上方应力集中引起的巷道围岩变形严重,冲击地压、煤(岩)爆以及煤与瓦斯突出等地质灾害,提出采留一体无掘巷开采技术,论述了其技术原理和理论基础,研究了采割一体机成巷技术、切顶卸压成巷技术、切顶卸压锚体梁支护理论,并研发了适应于新技术的成套自动化设备。根据南梁煤矿的地质条件,给出了采留一体生产布置系统,包括巷道布置系统和辅助生产系统。通过数值模拟实验,得出了南梁煤矿切顶卸压留巷切缝高度,切缝角度等关键参数,通过理论分析与现场实验结合得到切缝钻孔布置、留巷支护等关键参数。现场工业性实验结果表明,采割一体机成巷效果良好,切顶卸压留巷保持稳定,与传统开采方式经济比较降本增效明显,为解决我国长壁工作面提供一种经济有效无煤柱、无掘巷开采新理论与技术。

采充留一体化绿色开采技术研究

针对长城煤矿开采所产生的环境污染、生态破坏、浪费资源、成本高等问题,提出了采充留一体化绿色开采技术。分析了充填矸石不同颗粒级配下矸石压缩率与应力关系,对沿空留巷技术机理及钢管混凝土支护技术进行研究,得出采充留一体化绿色开采技术是可行的。充填矸石颗粒级配以矸石中粒径小于2.5mm粉末含量占5%,粒径小于45mm的矸石占15%,大于45mm的矸石块占80%为最佳颗粒级配。沿空留巷使用锚索梁做超前支护,钢管混凝土墩柱配合矸石袋墙做巷旁支护对维护巷道稳定、控制围岩变形具有重要作用。该技术对煤矿绿色开采具有重要的借鉴指导意义,具有重要的推广和研究价值。

煤矿固体充填采煤技术发展回顾与展望

介绍了我国煤矿充填开采现状。分析了充填开采上覆岩层运移规律和连续曲形梁形成的基本条件,得出了连续曲形梁和充填密实度与关键层的量化关系;描述了充填材料的制备及运输、固体充填装备、巷道固体充填及工作面固体充填技术的特点及其工艺。分析了固体充填开采采充平行作业、充填自动控制和煤矿井下"采选充留"一体化的技术装备体系。提出了保证充填长期效果的散装固体改性充填技术方法。认为充填开采要向精准充填开采,建设全过程生态矿山努力。

柠条塔煤矿切顶卸压自成巷技术研究及应用

基于"切顶短臂梁"理论,以柠条塔煤矿S1201-Ⅱ工作面为工程背景,成功试验了不掘顺槽巷道、不留煤柱的切顶卸压自成巷新技术。该技术通过从根本上改变传统长壁开采技术的工艺体系和装备体系,利用其关键工艺和配套的装备系统在工作面回采过程中一边采煤一边自动形成顺槽,最终对全盘区所有工作面实现无巷道掘进和无煤柱开采。并根据现场生产和工程地质条件,确立了试验工作面的关键技术参数。结合现场生产和应用效果,验证了其技术的可行性和优越性。在提高资源回收率、缓解采掘接替紧张、降低应力集中等方面优势显著,具有广阔的应用前景。