寺河矿4301大采高超长工作面瓦斯治理实践

针对寺河矿东井4301工作面高瓦斯、大采高、大采长的特点,通过采用"三进两回"偏Y型通风方式、顺层区域预抽采及采空区抽采和监测监控3方面措施对该工作面进行了瓦斯综合治理,结果表明,在回采过程中,整个工作面区域风排瓦斯量基本稳定在42 m3/min左右,工作面风流和上隅角的瓦斯浓度在0.4%左右。

大采长高导深工作面回采巷道突水机理及防治技术

通过分析K2101工作面回采巷道内的水质和二2煤底板地质构造,得出了突水水源以及回采巷道底板扰动破坏机理。以"先探后掘、循环推进"的原则,在回采巷道掘进期间对浅部砂岩裂隙进行封堵,阻断与深部灰岩水的联系,防止裂隙导通发生突水。按照"二维立体布孔"原则,在工作面底板改造钻孔设计上对工艺进行优化,减少回采期间由于底板扰动浅部砂岩裂隙出水,同时阻断砂岩裂隙与深部灰岩间的水力联系。

基于覆岩损伤本构模型的高强度开采参数确定及减损效果评价

西部矿区属于生态本底脆弱的干旱半干旱地区,煤炭资源的高强度开采加剧了矿区生态环境破坏。通过选择合理的开采参数(采高、面长、推进速度)既能保证工作面回采效率,又能减弱煤层开采引起的覆岩变形破坏。为此,本文基于损伤力学构建采动岩体损伤的本构模型,定义了覆岩损伤度指标定量表征开采扰动覆岩三维空间损伤程度。以西部矿区上湾煤矿地质条件为背景,将损伤本构方程嵌入至FLAC3D数值模型,对比分析覆岩损伤度和导水裂隙带的面长和推进速度效应,建立覆岩损伤度与开采参数的定量关系并给出了12401工作面的合理开采参数:采高8.8 m,工作面长度为300 m,推进速度为13.47~20.58 m/d。同时,分析得出了推进速度对顶板损伤特征的影响机制:推进速度增加促使顶板抗拉强度升高,降低覆岩损伤程度。最后,利用不同推进速度情况下的相似模拟以及现场周期来压步距和地表裂隙发育特征实测结果验证了基于覆岩损伤度设计高强度开采参数的合理性。