回采工作面过断层期间防灭火技术应用研究

针对山西A矿11809综放工作面过F1断层期间采空区遗煤存在的自燃氧化问题,分析遗煤发火机理,提出综合采用控风防火(封堵漏风裂隙、控制采面配风量)和采空区惰化(注氮、喷洒阻化剂、灌注三相泡沫)方式进行防灭火,并具体给出防灭火技术实施方案。技术应用后,回采工作面过断层期间采空区遗煤自然发火问题得以解决,采空区CO体积分数迅速降低且可实现采空区及时惰化,为回采工作面安全高效过断层创造了良好条件。

超大采高综放采场智能控制关键技术研究

大采高综放开采引起围岩的强扰动,造成矿压显现明显对支护设备和人员安全造成危害,金鸡滩煤矿通过在液压支架的相关位置上布置压力传感器和倾角传感器,将相关数据传输到监测系统平台,做到对液压支架的实时监测预警;非直线排布的运输机加大了齿轨的磨损,损伤支架与运输机连接部位造成安全隐患;结合井下实际情况对运输机、采煤机等设备进行惯性导航直线度控制,使工作人员可以随时掌握设备的位置、速度、姿态和方位等信息;为了更好地控制放顶煤冒落的过程中后部液压支架的开启和关闭时间,开发了基于电液控制的时序化放煤工艺及自动化放煤控制系统,实现了对放顶煤冒落的实时控制,建设了动态感知、自动分析、智能处理的高效、节能、安全、少人的智能化工作面。

综放工作面回采巷道锚杆支护解除机理与实践

为了防止顶板初次垮落步距加大和工作面端头较大范围悬顶,基于潞安矿业(集团)公司漳村矿2203工作面安全高效生产的重要性,采用理论分析、数值模拟和现场试验的方法,分析了锚杆支护解除前后回采巷道顶板状态、煤柱支承压力分布、煤柱屈服区宽度、邻近巷道围岩移动破坏等变化情况,研究了回采巷道锚杆、锚索支护解除机理、方法及工艺过程。结果表明:实施锚杆支护解除可以减小初次垮落步距,增加初采放煤量,减小煤柱压力,改变工作面邻近煤柱的受力状态,提高煤柱整体强度,可以回收锚杆、锚索及组合构件。2203工作面成功回收90%以上的可回收锚杆,不可回收锚杆(索)的托盘及钢带等基本回收,初采垮落步距减小了8 m,增加初采放煤量7 311 t。

露天煤矿采场复垦与再利用

针对我国各露天煤矿的具体情况,对露天煤矿采场进行了具体分类,论述了露天煤矿闭坑后,可能引起环境地质灾害、地下水污染、大气污染等一系列环境问题。借鉴国外露天煤矿采场复垦与再利用的经验,提出了不同类型的露天煤矿采场采取不同措施进行复垦与再利用。

井下毛煤煤质预测与回采断面素描图数字化绘制

煤田煤层工作面煤质预测预报是一件非常有意义的工作。矿区煤质与选煤计算机综合管理系统研究了井下毛煤预测预报系统,它可以根据煤层和采面的采样化验数据,预测采面中任意点或任意范围内的煤质数据,从而指导选煤生产。煤质预测主要包括采煤工作面图形管理、采样点图示定位、采样点煤质化验数据管理、圈选采样点预测煤质等子功能。此外,系统还研究了回采断面素描图自动绘制及灰分预测功能,可进行回采断面图示定位、回采断面数据管理、数字化素描图绘制、素描图形管理、回采断面灰分计算等。

旧采区复采采场围岩应力分布研究

通过对望田煤业旧采区赋存结构的调研,总结了3种不同的旧采区顶板力学模型,对力学模型进行理论分析,得到顶板最大应力出现在靠近煤柱处。采用PFPA软件对旧采区复采过空巷、过煤柱时复采采场顶板和煤柱进行数值模拟,初步给出了过空巷、过煤柱时应通过注浆、充填、提前支护空巷控制顶板的技术措施。

煤矿隐性节能技术途径探讨

简要地叙述了煤矿的用能特点以及节能意义,阐述了"隐性节能"的含义,从开采方式、开拓部署、巷道布置、采煤方法、回采工艺几个方面,探讨了"隐性节能"的技术途径。

大倾角煤层长壁伪俯斜采场围岩应力演化及顶板破断特征

以绿水洞煤矿3132俯伪斜工作面为工程背景,研究了大倾角伪俯斜采场围岩应力演化、顶板破断及采场空间尺度特征。结果表明,大倾角伪俯斜采场围岩存在应力拱特性,沿走向呈对称性应力拱,沿倾斜方向呈非对称性应力拱;在工作面推进过程中,基本顶应力演化形态依次为楔形→倒立桃形→倒立梯形等主要形态;基本顶岩层在中上部区域呈拉、压破坏,在下部区域呈压破坏;伪俯斜采场支承应力峰值较真倾斜采场支承应力峰值略大,随开挖次数的增加支承应力峰值逐渐叠加产生累积效应;伪俯斜采场受顶板断裂、垮落"时序性"以及矸石充填"负约束效应"的影响,易形成空间尺度上大、下小的非对称性采场空间。

露天矿端帮采场边坡变形失稳特征与支撑煤柱稳定性判别方法

针对端帮煤开采引起的端帮采场边坡变形失稳问题,以我国鄂尔多斯地区露天矿端帮煤开采工程实践为背景,建立近水平条件下端帮采场边坡岩体移动破坏三维数值分析模型,模拟再现了煤层采出-采硐群形成-巷间煤柱破坏-边坡变形破坏全过程,揭示了端帮采场支撑煤柱与边坡岩体的移动破坏特征,探明了边坡发生变形失稳的关键部位和触发条件;在特征规律研究的基础上构建了端帮采场支撑煤柱承载模型,提出了基于尖点突变理论与安全系数评价法的支撑煤柱稳定判别方法。工程应用结果表明:该方法可在保证边坡稳定的前提下进一步提高端帮压煤回采率至60%以上。

沙曲矿区地应力及采场地压的综合监测与分析

作为典型复合型顶板的矿山,沙曲矿区的工程地质条件受到多条构造带影响,采煤工作面顶底板均为不稳定性软岩,并含少量裂隙水。为了调查该矿区的地应力条件及地压规律,本文在沙曲矿区的主要开拓巷道中开展了6个地点的地应力测试,结果表明该矿区的地应力场比较均匀,属于准静水应力场。采用现场应力套孔解除和室内围压率测定的方法得到最大水平主应力数值在20.11～22.87(MPa)之间,侧压系数在2.25～2.85范围内,属较高应力;针对24101等工作面的大采高综采巷道进行了煤柱支承压力的现场监测,结果表明24101工作面的巷道煤柱应力分布特点可以分为塑性破坏区、峰值应力区和原岩应力区;同时,对南翼14204工作面顶板进行了离层监测和锚杆测力计载荷观测,结果进一步揭示了随着时间的推移,巷道顶板稳定性的衰减主要是由于离层数量的增加所造成的规律。该地应力及采场地压的综合监测及分析结果对沙曲矿区的支护设计和安全生产具有重要指导和实用价值。

煤炭储量管理中若干概念及计算公式的商榷

讨论分析了现行规程、教材、手册及设计、生产矿山等部门在可采储量与矿井设计可采储量、全矿井永久煤柱摊销、回采煤量与工作面回采率等概念及计算公式上的欠缺,提出了修改意见及改进公式,研究了储量发生增减时摊销方法、简便公式、性质及适用条件.以期有关概念与计算公式达到科学合理、标准统一、这是搞好煤炭储量管理的必要条件与前提.

大倾角综采工作面回采技术探讨

通过对8223大倾角综采工作面在回采过程中遇到的问题进行研究和分析,提出了合理的治理措施,确保了综采工作面的顺利回采。

浅析采空区塌陷爆破设计方案的选择

在露天煤矿的开采中,前期经过小煤窑开采破坏所形成的采空区给露天煤矿的正常开采带来了很大的危害,采用何种有效的爆破方式使其上部的覆盖层由地表塌陷填实采空区,将对露天煤矿的后续开采安全影响极大。本文通过铁长沟露天煤矿采空区塌陷爆破实例进行分析和解释。

优化开采设计工艺 提高资源回收率

兖矿集团有限公司本部矿井根据采场条件,积极优化工作面开采设计及回采工艺,大大提高了煤炭回收率,创造了显著的经济和社会效益。

冬季露天煤矿采场雾气分布及除雾效果分析

冬季露天煤矿采场不同程度地产生雾气,降低了采场空间能见度,既影响铲装效率又产生安全隐患。为此,测定采场煤壁及铲装空间的温度、湿度和风速,并分析雾气产生原因;基于不可压缩流体连续性方程、动量方程、湍流模型及离散相模型,建立露天煤矿采场流场及雾气分布模型,模拟分析采场空间雾气分布规律及不同风机组合下采场流场分布和除雾效果。结果表明:采场空间内以煤尘作为凝结核依托,通过降温增湿、混合增湿的方式产雾;电铲与煤壁间10 m区域为雾气形成的主要区域,雾气最大浓度为17.7 g/m^(3);增设风机可有效改变采场空间流场,不同风机组合除雾效果不同,一台风机作用后雾气最大浓度为15.2 g/m^(3);水平和垂直两台风机作用后雾气最大浓度分别为4.53、9.94 g/m^(3),3台风机作用效果最佳。

极近距离煤层采空区下覆工作面采场围岩控制技术研究

为提高煤炭资源回采率,解决新集二矿生产接替问题,通过分析极近距离采空区下覆工作面矿山压力显现规律,发现周期来压期间220115工作面存在顶板破碎、片帮问题,影响了工作面的安全回采。为此,提出了常规区域“高强度聚酯纤维网+短孔注水”控顶,构造等特殊区域高分子材料注浆控顶控帮强化技术,保障了工作面的正常回采,为类似条件下的综采工作面围岩控制提供了参考。

近距离煤层群上行开采裂断拱演化规律及数值模拟

采用FLAC3D的模拟方法,对单一采场的裂断拱发展演化规律和复合采场的裂断拱发展演化规律进行了模拟分析,得出了近距离煤层群上行采场结构空间在单一采场与复合采场两种不同的情况下采场上部裂断拱的演化规律及变化形态。

近距离煤层重复采动下深部采场稳定性分析

针对近距离煤层重复采动下深部采场失稳这一难题,采用理论分析、相似模拟与数值模拟相结合的方法,研究了重复采动下深部采场稳定性。研究得到:在深部高地应力场、高地温场和重复开采扰动的三者共同作用影响下,采场硬岩会表现出流变特征,软岩破坏也会出现较大的塑性变形,导致岩体强度变得更低,在相同顶板压力作用下采场更容易失稳;5#煤层开采时,采场上方顶板将形成“拱式”结构和“砌体梁”结构,并会出现2种不同程度的顶板来压现象,频繁来压易造成采场顶板冒顶与煤壁片帮,导致采场失稳;在近距离煤层重复采动下,下位煤层采场围岩稳定性遭到破坏,下工作面周期来压呈不规律现象,失稳的主控因素是采场顶板厚度与煤层厚度比和顶板岩体强度,在深部开采复杂条件下保障采场稳定性的措施是对顶板与煤壁进行超前加固。

红神线红柳林至柠条塔段小煤窑采空注浆处理

简要说明了陕北小煤窑采空的形态及特征,分析了小煤窑采空对铁路路基稳定性的影响,介绍了采用注浆方案对小煤窑采空整治的方法和经验,实践证明,采用钻孔注浆是预防和根治铁路塌陷以及边坡失稳的最有效方法。

回采工作面推进过程中的瓦斯涌出预测分析

针对现有回采工作面瓦斯涌出预测方法的数据大都是基于回采工作面单一传感器的瓦斯浓度序列,存在无法将工作面持续推进过程中空间位置变化的监测点位置进行记录的问题,提出了以回采工作面传感器各监测点瓦斯浓度序列数据为基础,结合工作面实际推进距离,运用BP神经网络模型综合预测工作面瓦斯涌出量的方法。该方法利用回采工作面瓦斯分源辨识方法,分别分析采空区瓦斯涌出和煤壁瓦斯涌出的变化规律;利用BP神经网络预测法,结合表征采空区瓦斯涌出和巷道煤壁瓦斯涌出规律的特征值对工作面日均瓦斯涌出进行预测。实例应用验证了该方法的正确性。