国内首个450m超长综采工作面安全开采技术研究

基于神东矿区哈拉沟煤矿12上101-2综采面实践分析,对国内首个450m超长综采面矿压规律、支架工作阻力、开采中遇到的问题及措施与开采技术经济效益进行了分析总结。结果表明:工作面老顶初次来压显现呈现分时分段特征,且老顶初次来压显现强烈。工作面存在大小周期来压现象,周期来压期间沿工作面倾向压力分布呈现"三峰值W型"特征。普通采高450m超长工作面开采,两巷超前影响范围和影响程度类似于一般长度工作面。通过计算得出12上101-2工作面支架合理工作阻力为10569kN,现所采用的支架能够满足支护要求。

450m综采工作面支架适应性分析

基于神东矿区哈拉沟煤矿12上101综采面实践分析,研究了450 m超长综采面支架工作阻力计算方法,并对该工作面支架适应性进行分析。结果表明:12上101工作面支架的适应性欠缺,其部分支架的工作阻力及工况质量还有待提高。研究结果对神东矿区类似条件下超长综采面支架选型具有重要的借鉴和指导意义。

基于微震监测的浅埋8 m超大采高综采面矿压规律现场监测研究

以陕北矿区某矿2203浅埋超大采高综采面为工程背景,采用微震监测技术,对浅埋超大采高综采面矿压规律进行了研究。结果表明:单日微震事件数达到峰值后,综采面继续回采8.25~11 m内,能量大于103J的事件增多,微震事件能量及支架压力达到峰值,随后顶板出现垮落现象。综采面初次来压前,微震总能量为6.40×10^(3)J,矿压显现期间为1.07×10^(4)J,总能量增长67%;由于综采面矿压显现与微震最大能量峰值出现一致,通过2次最大能量峰值时综采面位置可以确定综采面周期来压步距。2203综采面初次来压步距为24.75 m,周期来压步距为27~35.25 m,由此确定,顺槽超前支护距离为36 m,实践表明,2203综采面采用ZCZY10300/31/55D型超前液压支架满足巷道超前支护的要求。微震监测是矿压显现规律分析的有效手段,采用液压支架压力变化与微震能量协同分析的方法研究超大采高综采面的矿压规律是可行的。

综掘工作面气室降尘技术研究

针对掘进巷道中的粉尘控制问题,传统的长压短抽通风降尘技术存在粉尘扩散区域大、风幕降尘技术存在射流孔易堵塞等弊端。以巴拉素煤矿综掘工作面为工程研究背景,建立了掘进作业过程中的粉尘运动数学模型,得出降低综掘工作面粉尘浓度的关键因素是控制掘进巷道风流场扰动范围及减小粉尘颗粒运动时间。以上述关键因素为依据,在风幕降尘的基础上开发了气室降尘技术,通过在正压风筒末端加装风袖,与风幕共同作用将粉尘封闭在气室区域内,再由负压风机抽出,以提高降尘效率。采用Fluent软件对长压短抽通风降尘、风幕降尘和气室降尘进行模拟对比分析,并优化了气室降尘技术参数。模拟结果表明:采用气室降尘技术时,综掘工作面人体呼吸带位置的粉尘浓度为350 mg/m^(3),较采用长压短抽通风降尘时的600 mg/m^(3)和风幕降尘时的480 mg/m^(3)大幅降低;气室降尘最优技术参数为正压风筒出风口距综掘工作面14 m、负压风筒末端直径0.6 m。在巴拉素煤矿2号煤2号回风大巷综掘工作面进行现场试验,结果表明采用气室降尘时,掘进巷道最低粉尘浓度为118 mg/m^(3),低于采用长压短抽通风降尘时的184 mg/m^(3)和风幕降尘时的156 mg/m^(3),且降尘效率较长压短抽通风降尘平均提高54.8%。

大采高超长工作面调斜开采技术研究与应用

根据梁北煤矿11071综采工作面瓦斯地质情况和采煤工艺条件,通过对实中心调斜和虚中心调斜方案优缺点的分析比较结果,选择采取围绕虚中心旋转调斜开采的施工方案,并通过精确计算得出调斜开采的技术参数指标,同时确定了调斜开采的工艺流程和安全技术保障措施。实践证明,该调斜开采方案简化了机巷运煤系统,解决了调斜期间虚中心控制、支架姿态控制、运输机上窜下滑控制、转载机和运输机搭接控制和超前应力控制等难题,实现了工作面在调斜开采期间不间断推进,给矿井带来了巨大的技术进步和经济效益。

8.8 m超大采高工作面巷道超前应力研究与实践

8 m以上特厚煤层超大采高综采工作面回采巷道高度超高、宽度超宽,顶板上覆岩层运移剧烈,两顺槽出口巷道顶板压力大,巷道超前支护难度比以往大采高工作面更加复杂,支护难度进一步增大。为解决超前支护难题,以国家能源集团神东上湾煤矿首个8.8 m特大采高工作面回采巷道为工程背景,对两顺槽出口顶板超前应力进行分析研究,确定超前支护长度及主要参数,并进行了工程实践,为类似地质条件特厚煤层两顺槽超前支护参数的确定提供借鉴。

长壁综采工作面采煤机定位定姿技术研究

分析了现有的采煤机支架传感定位技术、轨道里程计定位技术、自主定位技术的研究现状及其存在的问题;提出了以采区绝对坐标为参考坐标,采煤机在开采煤层内绝对定位的研究内容;探讨了采煤机定位技术在长壁综采工作面自动化中的作用。

深部大采高超长工作面开采技术研究及展望

基于浅部大采高超长工作面应用的成功经验,在深部大采高超长工作面回采实践的基础上,分析了深部大采高超长工作面回采可能遇到的矿压显现、煤壁片帮、巷道变形和超前支护问题。分析表明,液压支架支护技术能够满足深部大采高超长工作面回采要求,煤壁片帮、巷道大变形与超前支护的适应性仍需加强研究。

双尾巷治理超长综放工作面瓦斯的试验研究

阳泉三矿K8206综放面瓦斯超限严重,以相似理论为基础,设计制作了试验模型。在该模型上相对于工作面回风巷不同水平距离位置布置了4条内错尾巷,研究在高抽巷位置相对现场不变的条件下,不同位置组合的双尾巷治理工作面瓦斯的效果。试验结果表明,双尾巷能够显著地降低回风巷瓦斯的浓度,当双尾巷相对回风巷的水平距离分别为65 m和130 m时,治理工作面瓦斯效果最佳。

综放工作面巷道漏风状况分析

通过对综放工作面巷道煤层所处环境、松散煤体漏风流态、漏风动力等关键因素的分析 ,研究了巷道煤体漏风状况 .结果表明 ,综放工作面巷道煤体中的漏风流态为层流 ,并在此基础上推导出巷道松散煤体渗透系数的表达式、漏风强度、风压梯度与空隙率之间的关系式及总体漏风强度表达式 ,从而为进一步完善巷道煤体自燃理论及防治技术研究提供了一定的理论基础 ,具有一定的现实意义 .

综放全厚开采20m特厚中硬煤层数值模拟研究

针对酸刺沟煤矿6-1号煤层的具体条件,基于矿山压力对顶煤的压裂作用,运用数值模拟方法系统研究了综放全厚开采20 m特厚中硬煤层的合理工作面长度和工艺参数。主要结论有:工作面前支承压力峰值随工作面推进距离增大而变化;工作面前支承压力峰值随工作面长度的增加而增大;顶煤破坏系数随工作面推进距离和工作面长度的增加而变化。考虑矿山压力对顶煤的压裂作用,20m特厚中硬煤层综放工作面的长度应大于300 m;建议综放全厚开采20 m特厚中硬煤层的底层工作面应采用4.5 m的大采高;支架合力作用点位置和支架阻力对顶煤压裂和支护系统的稳定性起着十分重要的作用;给出了合理的开采工艺参数及其匹配。

超长工作面综放开采矿压显现规律研究

文章应用FLAC3D模拟计算超长工作面的矿压显现规律。工作面加长以后,来压步距缩短,周期来压缓和,工作面中部的压力大于两端的压力。随着工作面的推进,上方压力拱逐渐变大,超前压力越来越大。工作面后方40m左右,老顶以上岩层垮落下沉。矿压对顺槽保护煤柱的影响也减小。

“超长”“孤岛”综放面巷道围岩应力实测分析

论文针对兖矿集团兴隆庄煤矿4324“超长”“孤岛”综放开采工作面条件,使用KSE-Ⅱ-1型钻孔应力计对巷道围岩应力进行了实测,通过对实测数据的分析,初步得出了该条件下巷道围岩应力分布特征,为巷道的支护提供了科学依据。

深部大采高超长工作面矿压显现特征研究

基于深部大采高超长工作面回采实际情况,采用理论分析、数值模拟和现场实测相结合的方法,对谢桥煤矿362.9 m超长工作面矿压显现特征进行分析。结果表明:工作面初次来压步距39.56 m,周期来压步距12.48 m,与理论分析接近;来压期间,工作面倾向压力分布呈现"两片"、"三段三峰值"特征,并分析了其产生的原因。研究对类似条件下工作面回采具有借鉴意义。

松软厚煤层超长综放工作面开采关键技术研究

为实现松软厚煤层超长综放工作面安全高效回采,对三元煤业松软厚煤层1312超长综放工作面开采关键技术进行了研究。通过理论研究、现场数据分析,对三元煤业松软厚煤层362m超长综放工作面开采设备运输、支护强度、矿压显现及煤壁稳定性进行了研究。结果表明:目前装备配套方案能够满足三元煤业松软厚煤层超长综放工作面支护及运输的要求;超长综放工作面回采期间,相对于200m以下长度工作面,顶板活动更加频繁,倾向方向周期来压呈现不同特性,且矿压显现程度较为强烈,顶板管理难度加大;为改善工作面端面顶板及煤壁的稳定性,需保障足够支护强度,采用双回路供液系统保障足够的支架初撑力,同时应适当加快工作面推进速度,并在煤壁及顶板破碎时采用注浆加固技术。

基于气幕屏蔽的掘进工作面通风除尘参数优化研究

为了改善掘进工作面产尘量大,通风排尘污染其他巷道的问题,在现有长压短抽式通风基础上,提出气幕阻尘结合长压短抽联合除尘方案,并采用数值模拟软件以及现场实验的方式对除尘参数进行分析。研究结果表明:当压风量为330 m^(3)/min、压抽比为0.75时,抽出式除尘风机距离工作面距离为3~4 m时控尘效果较好;但掘进机操控区域距尘源较近,为了尽可能减少粉尘流经掘进机操控区总量,在掘进机操控区前方0.5 m处设置气幕,空气幕发生器出口风速为15 m/s时控尘效果最好,降尘率可以达到90%以上。

煤矿采区远距离供电方案的设计

为提高煤矿工作面单产效率,实现自动化采煤,降低工人劳动强度,神华乌海能源公司对综采工作面远距离供电系统进行了研究。首先,对该公司各矿井实施远距离供电技术的可行性进行理论分析和验证;其次,结合综合装备水平和经济成本,对远距离供电方案进行设计;最后,设计远距离供电方案的安装示意图。该方案已在四个井下工作面成功实施,能满足井下的生产需求。

薄煤综采工作面远距离供电系统设计校验

邢台矿受薄煤综采工作面的特殊构造的限制,传统的就近供电无法满足其要求。针对这一问题,根据邢台矿薄煤综采工作面设备的布置,结合供电线路负荷大,输送距离远的实际情况,通过理论计算,检验远距离供电技术指标,对其进行整定校验。计算和实践表明,该矿远距离供电系统可以满足薄煤综采工作面生产要求。

长度变化对综采工作面矿压显现规律影响研究

以神东矿区哈拉沟煤矿12上101综采面为研究对象,研究了长度变化对综采工作面矿压显现规律的影响。结果表明工作面初次来压时,工作面长度因素基本对矿压显现无影响,因此,只考虑覆岩结构特征变化对工作面来压显现强度的影响。周期来压期间,450m超长工作面来压强度大于168m长工作面,覆岩结构特征和工作面长度因素都会影响来压显现强度,且长度变化因素对周期来压步距影响明显大于覆岩结构特征的影响。

高瓦斯超长综放工作面开采应用与实践

为指导高河煤矿W1309高瓦斯超长综采工作面安全高效开采,工作面布置双尾巷回采巷道,有效降低瓦斯浓度,防止瓦斯积聚并采用UDEC、PFC^(2D)数值模拟的方法对超长综采工作面顶板破断特征以及不同放煤步距下顶煤的采出率进行了研究。