近距离“三硬”煤层上行解放开采技术研究

近距离煤层群层间一般采用下行开采,在特定的地质条件、煤层赋存条件和开采技术条件下,只要采取合理的开采技术,开采下部煤层卸压解放上部三硬煤层,可以成功地进行上行开采,近距离煤层采用上行开采会更为有利。以协庄煤矿13和15煤层近距离三硬煤层解放层上行开采为研究对象,采用覆岩裂隙发育、围岩平衡法、采动影响倍数法和数理统计法分析进行理论计算,15煤层开采后对13煤层开采影响均能控制在安全范围内,并通过数值模拟分析加以验证,下部15煤层上行解放层开采减弱上部13煤层和顶底板坚硬岩层的完整性,实现三硬煤层的安全高效开采。

三下采煤膏体充填开采技术分析

以岱庄煤矿、许厂煤矿为例,分别论述三下采煤膏体充填开采技术在遗留条带煤柱置换开采、高层建筑物压煤开采、底板承压水上开采中的应用情况,为实现煤矿行业的可持续发展目标奠定基础。

高速公路及村庄群联合压煤开采可行性研究

针对张家口某矿高速公路及村庄群联合压煤的具体地质采矿条件,以及高速公路和村庄搬迁较难等实际情况,结合目前建(构)筑物下压煤开采技术途径,通过理论分析和开采沉陷预计,在经济最优、技术可行及采动损害最小的前提下,进行了高速公路及村庄群联合压煤开采的可行性研究,给出了压煤开采的优选方案。

高速公路保护煤柱开采方案可行性分析

针对高速公路保护煤柱的煤炭资源回收问题,结合高速公路行车的特点及路基沉降要求,分析了开采对高速公路的影响,给出了路基允许移动与变形范围。结合现场实际条件,提出按不同下沉量的六种条带开采方案回收保护煤柱,利用概率积分法进行地表移动与变形预计。选取最优方案的原则是开采后地表移动与变形符合允许范围,同时煤炭回收率最大,分析预计结果得出第二方案为最优方案。该成果对高速公路保护煤柱开采具有一定的参考价值和理论意义。

开采沉陷影响下高速公路变形破坏的试验研究

通过相似模型试验模拟,研究了煤矿开采沉陷影响下高速公路路基与路面的变形破坏规律,试验表明:路基随地表发生连续、渐变、有规律的变形,其内部发育的裂缝随工作面的推进逐渐闭合压实;路面破坏前与路基之间存在空区,路面内部有竖向裂缝发育。得出了路面与路基且与地表沉陷变形不一致的结论。并提出路面基层出现断裂是高速公路受开采沉陷影响发生破坏的标志,利用线弹性断裂力学理论推导出高速公路发生断裂破坏判据的力学计算式,解释了开采沉陷影响下高速公路变形破坏的机理。

高速公路保护煤柱留设及压煤开采评价

随着高速公路的快速发展,高速公路下压煤资源成为"三下开采"中重要的一部分。针对高速公路保护煤柱的压煤资源,结合高速公路的特点及相关规范中关于公路路基、路面容许变形值的要求,分析评价了条带开采和充填开采公路保护煤柱的可行性,并就具体工程实例预计了其地表变形值。结果显示,在公路容许变形范围内,充填开采和条带开采可以开采回收高速公路保护煤柱的部分资源,提高资源开采回收率,可为公路下压煤开采提供有益借鉴。

高速公路下压煤开采方法的选择

高速公路压覆煤炭资源量越来越多,如何在合理留设保安煤柱的情况下采出公路下压覆的部分煤炭资源是个非常有意义的课题。根据不同的地质、采矿条件,可以在高速公路下采用长壁垮落法即全采法、条带开采、充填开采、限厚开采等方法进行压煤开采,以减少压覆资源量。

高速公路压覆矿体协同开采设计

协调好资源节约与综合利用、安全之间的矛盾,是实现高速公路压覆矿体协同开采的重要途径。以湖南某大型铅锌矿为例,分析了矿山开采沉陷的影响因素,根据确定的开采移动角和安全保护带宽度等,圈定了高速公路压覆矿体范围,并开展高速公路压覆矿体协同开采设计。结果表明:在采用机械化上向水平分层充填采矿法和自下而上开采顺序的前提下,根据"三带"基础理论确定最高回采标高,留设合理安全隔离矿柱,既能保证井下开采的安全,又大大减少了压覆资源量,推动了企业可持续发展。

煤炭开采对临近高速公路隧道结构安全性影响研究

高速公路隧道受煤矿开采扰动下结构安全性研究对公路隧道安全运营以及煤矿资源合理开采意义重大。结合长梁山2号隧道出现的结构裂损问题,开展了结构裂缝与拱顶沉降现场实测,分析隧道结构病害发展与临近南沟煤矿工作面开采之间的内在联系;对南沟煤矿50501工作面停采与采毕两种工况下的隧道结构变形量与塑性区进行三维数值仿真,对比分析隧道结构的安全状态。相关研究成果可为类似隧道工程的灾害防治提供参考。

建筑物下特厚煤层镁渣基全固废连采连充开采技术与实践

我国建筑物下压煤量巨大,同时煤矸石、粉煤灰等煤基工业固体废弃物排放量日益增加,严重制约地方经济社会发展。以榆林麻黄梁煤矿为试验矿井,针对其特厚煤层、建筑物下压煤、充填成本高等问题,提出了特厚煤层全固废连采连充开采技术。采用四阶段工序并将特厚煤层分为上、下2部分二次回采压覆煤炭,最大程度控制地面沉降。为降低充填原材料成本,采用化学优化剂对镁渣进行源头改性,抑制镁渣冷却粉化,稳定水化活性,协同粉煤灰、脱硫石膏等煤基固废,研发了改性镁−煤渣基胶凝材料。采用改性镁−煤渣基胶凝材料胶结煤矸石、粉煤灰制备了全固废充填材料。针对麻黄梁煤矿四阶段强、弱充填强度要求,设计不同配比的改性镁渣基充填材料试验,优选配比并应用于井下充填。论述了膏体充填系统与充填接顶方法。麻黄梁煤矿全固废胶结充填工艺试验显示,井下28 d龄期充填体钻芯平均单轴抗压强度超设计强度27%,钻芯浸出毒性满足相关国家标准要求,成功回收了建筑物下压覆煤炭资源,社会经济效益显著。麻黄梁煤矿特厚煤层全固废胶结充填开采实践为国内类似矿井提供了有益借鉴,同时为我国大型煤炭基地的“煤−电−化−冶”固废大规模资源化利用提供了新的思路。

地下开采对高速公路隧道的影响研究

为掌握地下煤层开采对西南某高速公路隧道的影响程度,保护高速公路隧道的安全,通过地表移动和变形预计,结合高速公路隧道特点,分析了地下开采对高速公路隧道的影响。研究结果表明:隧道采动损坏等级为一般建筑物的Ⅰ级损害标准,属于轻微损坏;隧道内的2处Ⅴ级围岩,应采取适当的抗变形措施来减小采动影响。研究结果指导了高速公路隧道的建设,对相似工程具有一定的参考价值和理论意义。

煤矿开采对高速公路影响的评价

从煤矿井田中部穿过的高速公路在建设和运营过程中,必须及时掌握煤矿地下开采对其采动影响情况.根据煤矿地质采矿条件,对煤矿地下开采在高速公路沿线所引起的地表移动和变形进行预计,给出高速公路沿线地表移动变形值.由预计结果评价了煤矿开采对高速公路的损害程度.结果表明,煤矿开采后引起的地表变形值超过了高速公路的允许变形值,它对高速公路的采动损害程度明显.

高速公路下厚煤层条带充填开采技术研究

为了保证玉溪煤矿矿井正常生产和接续,结合高速公路压煤情况,借鉴以往“三下”采煤案例,充分汲取“连采连充”工艺的施工经验,根据库伦?纳维尔破坏准则,计算出了条带先期开采宽度和留宽,利用跳跃式开采顺序,在煤层顶板周期来压前及时充填和注浆凝固,有效控制了煤层顶板上覆岩层变形和破坏,从而减低了开采区域地表路基和附近建筑物的变形下沉量,大幅提高高速公路下压煤采出率,缓解接续紧张的现状,延长矿井服务年限近8 a,取得了显著的社会和经济效益。

多断层复杂地质条件下条带充填开采工艺研究

为优化沙梁煤矿多断层复杂地质条件下的开采布局,提高煤层采出率,提出在矿井一水平多断层切割区域布置短壁或异形条带充填开采工作面,通过多轮循环充填开采置换煤柱。研究表明:试验C135206工作面基载比J_(Z)<0.8、基采比J_(C)<9,条带采宽处于直接顶板破断判据确定的极限跨距范围,工作面采用基于连采机掘采的“采6.6 m、留19.8 m”四轮顺序采充的三倍基准参数是适宜的;工作面条带巷道顶部敷设多通道导气管与注浆管的接顶方式可保证充填体充分接顶,砌块档墙有助于条带巷道两端墙体稳定性。研究为煤矿优化开采布局、提升矿井采出率提供了一条崭新思路。

改进的模糊层次分析法在缓倾斜厚大矿体开采方案优选中的应用

确定合适的开采方案是矿山企业必须考虑的重要问题,影响因素较多。针对山东某金矿矿体地质赋存特征及开采技术条件,在制定初步开采方案的基础上,采用改进的层次分析法和模糊数学理论优选开采方案。综合考虑影响开采方案选择的主要因素,建立了影响因素层次结构模型,基于改进的层次分析法即三标度法计算出开采方案各评价指标的权重,采用线性函数法和二元比较排序法实现决策指标的标准化及确定隶属度矩阵,进而构建了模糊数学综合评价模型;最后针对缓倾斜厚大矿体,利用模糊数学理论,得出待选开采方案的综合优越度分别为69.5%、67.6%和65.4%,从而确定上向分层胶结充填采矿法为最优开采方案。

G3012线墨玉～和田段高速公路玉石开采坑处理浅析

对拟建的G3012 线墨玉～和田段高速公路实地勘察,沿线玉石开采坑分布广、面积大、开挖深,开挖废弃土方堆积杂乱无序,部分回填开采坑比较松散.结合现有路基处理措施,分类比选,确定采用强夯方法处理玉石开采坑,给出设计措施,编制施工工艺.

宽煤柱窄条带点柱式充填开采技术与实践

针对某煤矿地下水保护的需要,提出一种宽煤柱窄条带点柱式充填开采技术。为成功实现条带式保水煤层开采,首先,分析条带开采时煤柱的留设;其次,分析了充填方法后,结合煤矿的充填材料来源,提出膏体充填工艺及流程;最后,对充填效果评价指标接顶率分析,提出点柱式充填加强支护效果。开采块段采用单翼长壁法布置充采双工作面,并形成全风压通风系统,在工作面内平行于切眼方向划分数量不等的宽煤柱,每个宽煤柱安排不同轮次的窄条带进行回采。条带开采后实施沿空留巷,采空区(回采后的窄条带)实行点柱式充填法与完全充填法相间的方法处理,第一轮与第二轮采用点柱式充填法、第三轮与第四轮采用全部充填法管理顶板。采用数值模拟分析,对充填后地表最大下沉量进行了预判与分析,地表最大下沉量发生在采区中部,为106mm,现场地表沉降监测数据和理论计算结果相吻合。研究成果在煤矿现场得到了应用,实现了地下水资源保护性采煤,提高资源回收率,降低充填成本,减少地表沉降。

煤层群开采覆岩运移规律及“三带”高度确定

为研究煤层群开采条件下覆岩移动规律及“三带”分布范围,基于神东布尔台煤矿42106工作面概况,采用相似模型物理实验方法模拟了2-2煤及4-2煤2层煤先后开采的覆岩移动变化特征,分别就覆岩垮落特征、应力变化、岩层下沉量3个方面进行了对比分析。结果表明:上煤层工作面开采结束后,覆岩破坏程度整体较低,应力峰值主要存在工作面超前影响区域,存在块体铰接等现象;下层煤开采后裂隙带与上层煤采空区沟通,导致复合煤层采空区的断裂带远大于上煤采后的断裂带,应力相比上煤层整体较大,且顶板下沉量显著增大,覆岩历经离层、离层增大,最终闭合3个阶段。通过观测点数据测量确定了42106工作面“三带”高度,并在现场进行钻孔监测,验证了相似物理模拟结果的合理性。

近距离三软煤层(17#煤层)开采关键技术研究

一直以来,三软煤层开采都是制约煤矿安全生产和高质量发展的重大难题。贵州盘江精煤股份有限公司火烧铺矿结合17#主采煤层这一典型的三软煤层实际,组织技术骨干进行开采关键技术攻关,并将形成的井巷施工工艺及支护技术、“三机”配套及安全高效回采工艺、工作面及两巷围岩控制技术等成果应用于综采工作面,真正实现了17#煤层安全、高效、经济开采,为我国三软煤层开采工艺技术革新提供了“贵州精煤”方案。

厚煤层分层开采下膏体充填置换开采技术可行性研究

充填开采是解放“三下”压煤,防止地表沉陷,实现矿井煤炭资源可持续开发的有效途径。以山东东山古城煤矿为背景,对建筑物下压煤采取膏体充填置换开采的可行性进行了分析,并提出优化措施。研究结果表明:膏体置换开采充填项目的实施,可以有效解决古城煤矿建筑物下压煤的开采问题,缓解煤炭资源紧张,降低地表沉降影响,提高煤矿经济效益;所提出的优化措施为类似矿井提供技术参考。