Support-surrounding rock relationship and top-coal movement laws in large dip angle fully-mechanized caving face

When mining the fully-mechanized longwall caving face along strike, the unstable equipment, the low top-coal recovery ratio and the difficulty in controlling surrounding rock may occur due to large dip angle. Considering the effects of strike angle on support stability, the ‘‘support-surrounding rock"mechanical models of support topple and support slip were established in this paper. On the basis, the influencing factors of support stability were analyzed and the technical measures of controlling support and surrounding rock stability were put forward. Then the loose particles simulation experiment was conducted to analyze the impacts of caving directions and methods on the top-coal recovery in large dip angle fully-mechanized caving face. Finally, the ‘‘upward sequence and double-openings doublerounds" caving technology was determined. The research results are of great scientific significance and practical values to improve large dip thick seam mining technology.

大倾角放顶煤回采工作面防灭火技术研究

本研究针对大倾角放顶煤回采工作面的特殊性,探讨了一系列防灭火技术。首先研究分析了大倾角工作面在放顶煤回采过程中易发火灾的原因,包括气体积聚、通风不畅等因素,并详细阐述了这些因素如何增加火灾风险。接着,本文提出了一套综合的防火技术措施,包括优化通风系统设计、实施严格的作业规程及采用先进的监测和预警系统。这些措施的有效性在模拟环境和部分实际矿井中得到验证。最后,研究展望了这些技术在未来大倾角放顶煤回采工作面的应用前景,并对实施过程中可能遇到的挑战进行了初步分析。研究结果表明,通过这些综合防灭火措施的实施,可以显著提高大倾角放顶煤回采工作面的安全性。

煤矿大倾角综放工作面采煤参数及采煤工艺优化分析

以A煤矿26514工作面为例,介绍了一种基于有限元分析的煤矿大倾角综放工作面采煤参数及采煤工艺优化方法。该方法根据煤矿大倾角综放工作面参数构建相应的有限元模型,通过有限元模型的分析寻找现有工作面采煤参数与采煤工艺的缺陷,进而以此为基础制定工作面采煤参数与采煤工艺优化方案。研究对大倾角综放工作面的开采具有重要意义。

“三软”煤层大倾角综放面生产难题及管控

靖煤公司王家山煤矿大倾角特厚煤层水平-圆弧过渡综放工作面,针对在生产管理中存在两道超前支护范围巷道变形快、工作面设备上窜下滑、增补液压支架困难、设备影响频繁等问题,采用工程实践方法,超前进行工作面顶底煤探测并绘制工作面旬测剖面图,及时验收调整工作面工程质量问题,控制液压支架及前后溜上窜下滑及断链预防,实施防飞矸措施,上下端头及隅角管理等一系列管控措施,有效管控了大倾角综放工作面生产过程中各种突出问题,实现了王家山煤矿大倾角综放面的安全高效回采。

唐山矿大倾角综放工作面支架失稳力学机理及控制技术

以唐山矿0291工作面初采时支架倒架事件,建立了大倾角工作面支架滑移力学方程和支架倾倒力矩方程,推导了支架滑移判断力、倾倒判断力矩以及发生滑移和倾倒的极限倾角计算公式。依据ZF7600/17/34D型液压支架的基本参数,计算了该型液压支架在漏顶情况下产生滑移的极限倾角为21.8°,发生倾倒的极限倾角为26.6°,从而判断该工作面支架上方一旦漏顶,倾角为38°的支架必将发生滑移和倾倒,得出了0291工作面发生倒架事件的原因,给出了防治支架滑移需增加抗滑力75.1 kN,防止支架倾倒的抗倾倒力矩83 kNm,从而提出了4项支架失稳防控措施:增加防倒防滑装置、调整支架形态等措施.

大倾角综放面支架失稳机理及防控技术

针对大倾角综放面支架稳定性控制特点,以邹庄煤矿7401大倾角综放面工程地质条件为背景,开展了煤岩物理力学参数测试,构建了大倾角综放面“支架-围岩”力学模型,分析了支架失稳影响因素,确定了支架倾倒临界初撑力,提出了大倾角综放面输送机防滑、支架防倒防滑、工作面防飞矸伤人安全技术措施,并开展了支架运行状态现场实测。研究表明:大倾角综放面支架稳定性随着支架自重、煤层倾角的增大,支架宽度、顶煤与支架间的摩擦因数的减小而降低。7401工作面为了防止支架发生倾倒所需要的临界初撑力为102 kN,7401工作面选用ZF10000/18/36D放顶煤液压支架,初撑力为7 756 kN,能够满足支护设计要求。工作面支架运行状态良好,实现了大倾角综放面安全高效开采。

浅埋煤层综放工作面开采煤柱矿压显现规律研究

针对西坡矿5106工作面中部地质构造隆起,导致工作面走向和倾向方向上都存在不同程度的倾角,工作面在开采时易造成顶板的偏应力集中,低水平位置的回采巷道矿压显现会更加剧烈的问题,对大倾角综放开采放煤工艺进行针对性优化,以提高顶煤的采出率。

大倾角放顶煤上覆岩层结构失稳力学机理研究

为研究大倾角放顶煤上覆岩层活动规律,以唐山矿0291工作面为对象,通过分析大倾角工作面上覆岩层顶板结构失稳过程,得到上覆岩层产生压裂性失稳后向高位转移的判别条件。研究结果表明:在0291工作面的砂岩顶板中,上位岩层的挠曲下沉虽会伴随裂隙及离层发生,但在结构失稳前几乎保持层面水平运动;上覆岩层的岩性与挤压角是保持上覆岩层结构稳定的主要因素,且挠曲下沉量与挤压角的增大会使结构更易发生压裂性失稳;上覆岩层回转角与挤压角的正比关系是上覆岩层结构产生压裂性失稳后向高位转移的关键,当结构产生压裂性失稳垮落后采空区得到不断充填,高位岩层的回转角与挤压角变小,结构开始趋于稳定状态。

大倾角特厚煤层开采过程采放比优化分析

大倾角特厚煤层的开采难度较大,采用放顶煤综采的开采方式,采放比的参数对煤矿开采效率及质量具有重要影响。采用MATLAB仿真分析的形式对不同放煤高度下放顶煤综放开采的放出量、放出率及含矸率进行分析。结果表明,在17号大倾角特厚煤层进行开采的最佳放煤高度为5~6 m,最佳的采放比为1∶1.4~1∶2.4,在此范围内进行开采可以实现煤矿的高效高质开采。

基于矿压规律分析对采煤工艺及参数优化

针对大倾角煤层在实际回采期间所面临的采出率低、矿压规律复杂以及煤炭含矸率高的问题,以120210综采工作面为例,在对其地质条件、水文以及瓦斯涌出等基本情况分析的基础上;设计矿压和巷道围岩变形监测方案,并得出矿压现象规律和围岩变形规律;根据矿压规律重点对工作面长度、采高等参数和工艺进行优化,最后通过对比优化前后采出率和经济效益等指标。

汾源煤业大倾角煤层综放开采矿压规律研究

根据汾源煤业的地质及开采条件,通过损伤理论分析和现场监测的研究手段,分析了大倾角煤层煤体损伤、支承压力和支架阻力的变化规律,现场观测确定了来压参数和特征,根据煤体应力监测和支架载荷监测结果,提出了开采建议,为类似条件的煤层开采提供借鉴。

大同矿区特厚中硬煤层综放顶煤运移规律研究

针对塔山煤矿采高4.5 m、放煤高度10.5 m的特厚煤层,采用相似材料放煤试验和PFC3D软件对一刀一放开采时不同放煤方式(单轮顺序放煤、单轮间隔放煤、多轮间隔放煤、第一轮顺序第二轮间隔)的放煤过程进行了分析,获得特厚煤层大采高放顶煤开采的基本规律及最优的放煤方式,为大采高特厚中硬煤层放顶煤开采实践提供了指导。

赵各庄矿大倾角厚煤层综采放顶煤开采技术

论文介绍了开滦(集团)赵各庄矿业公司大倾角厚煤层采用综采放顶煤的采煤方法,总结了在千米深度大倾角厚煤层的条件下采用此项技术的成功运用经验,说明此项技术在经济上合理、技术上先进、安全上可靠,可为同类矿井借鉴。

综采放顶煤技术在“三软”大倾角厚煤层开采中的应用

介绍了秦源煤业公司综采放顶煤开采技术应用情况,对综采放顶煤工艺在"三软"大倾角厚煤层开采中现场应用情况进行了分析研究和总结,提出了工作面顶板控制及三机防滑措施,供类似地质条件下采用参考。

特厚煤层大采高综放开采关键技术

大采高综放是特厚煤层的主要开采方法,但随着割煤和放煤高度的增加,将带来矿压显现剧烈、工作面煤壁片帮严重、顶煤采出率低、瓦斯涌出量大等突出问题。笔者在分析我国煤炭综放开采技术发展历程的基础上,以塔山煤矿8105工作面为工程背景,研究了14~20 m特厚煤层大采高综放工作面顶煤顶板运移规律,成功研发了大采高综放工作面片帮综合防治技术、高效高采出率放煤技术和"低瓦斯赋存,高瓦斯涌出"条件下安全保障等关键技术。井下试验表明:塔山煤矿8105工作面采出率达88.9%,较8104工作面提高5.9%;工作面设备平均开机率达92.1%,2011年累计生产原煤1 084.9万t,首次实现了大采高综放开采全国产技术工作面年产1 000万t的目标。

煤炭安全高效开采技术与装备发展

基于我国煤炭工业＂黄金十年＂安全高效开采技术发展成就,阐述了液压支架与围岩刚度耦合、强度耦合、稳定性耦合关系理论的创立与应用;提出了大倾角煤层液压支架＂自撑—邻拉—底推—顶挤＂的稳定性控制策略及成套技术;解决了薄煤层超大伸缩比立柱、智能化开采技术难题,研发0.6~1.3m复杂薄煤层自动化综采成套技术与装备,实现工作面有人值守无人操作;开发了7m特大采高综采成套装备及大梯度过渡配套技术,实现大采高综采技术新突破;研发了特厚煤层大采高综放开采成套技术与装备,成功实现14~20m特厚煤层安全、高效、高回收率开采。基于煤炭市场发展趋势和技术发展要求,展望＂十三五＂煤炭安全、高效、集约、智能化开采技术与装备发展方向。

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。

分阶段放顶煤对采空区漏风控制作用

为预防采空区自然发火和摆脱工作面相邻破坏区火灾威胁,借助数值模拟手段,充分对比分析全断面放顶煤和分阶段放顶煤对采空区氧化带和漏风矢量的影响规律.研究结果表明:分阶段放顶煤技术能够显著降低采空区漏风速度,能够明显改变漏风方向,降低向采空区回风侧的漏风,可以使上端部自燃氧化带范围降低为原来的1/3左右.各项指标优势明显,充分论证说明分阶段放顶煤对采空区漏风的控制作用和工作面回采期间安全穿越巷道附近老火区具有重要作用和意义.

大倾角综放面支架三维力学分析及其稳定性控制

在充分分析大倾角综放支架受力特征的基础上,引入侧护板推力、支架因陷入底板而受到的阻力,以及煤矸滑动摩擦力等外力,建立了支架三维力学模型。通过支架的防下滑、防倾倒、以及防扭转力学分析,得到支架稳定性的主要影响因素,提出了提高支架稳定性的技术措施,并在义络煤业得到较好的应用。

大倾角综放面防倒防滑防滚矸技术

基于永登集团丰阳煤矿12101综放工作面实际生产条件,采用理论分析与工程实际相结合的方法研究了工作面液压支架倒架、咬架及刮板输送机下滑的原因,分析了大块矸石滚落对工作面设备造成的冲击、卡塞等危害.采用伪斜推进、及时调整支架状态、"上拉下顶"防倒防滑、支架操作阀闭锁、端头支架锚固、及时支护、自上向下单向割煤、自下而上带压擦顶移架、控制采高等技术解决了支架的倒架、咬架和刮板输送机下滑问题;采用防滚矸钢网、全断面防滚矸装置、挡矸帘、柔性挡矸装置、加高挡煤板等技术解决了滚矸的危害.现场实践表明,该套技术保证了工作面的整体稳定性,为大倾角工作面安全生产提供了保障.