特厚煤层8.8 m超大采高综采面切眼放顶技术

上湾煤矿特厚煤层8.8 m超大采高12403综采面顶板不易自然垮落,在工作面初采阶段,易导致顶板初次垮落步距较大,在顶板大面积瞬间垮落时会产生强烈的强矿压和飓风现象,从而导致人员伤亡及设备损坏等。为了保证工作面初采阶段的安全生产工作,上湾煤矿通过引进井下定向长钻孔水力压裂工艺技术对切眼顶板进行预裂,同时配合切眼三角区强放技术,对特厚煤层8.8 m超大采高综采面切眼进行了初采放顶工作。实践表明:通过在上湾煤矿12403工作面进行煤层顶板定向长钻孔分段水力压裂工程施工,有效降低了顶板强度,缩小了初次放顶步距,为矿井安全高效回采提供技术保障,同时为大采高工作面初次放顶提供了治理经验。

磁窑沟矿13102综放工作面安全高效回采研究

大采高综合机械化放顶煤工作面安全高效回采是保障矿井生产接续的必要条件。针对磁窑沟矿放顶煤工作面初采悬顶面积大、回采阶段放煤效果不佳、推采过程中上窜下移等问题,以磁窑沟矿13号煤层13102工作面为研究对象,通过对切眼顶板进行水力压裂、优化推采过程中放煤工艺、加强特殊区域上窜下移管控等措施,实现了放顶煤工作面悬顶、顶煤及时均匀垮落、头尾安全出口畅通,为后期接续工作面安全高效回采提供了重要参考依据。

厚松散层及超薄覆岩条件下放顶煤开采防砂煤柱

为解放厚松散层及超薄覆岩条件下防砂煤柱储量 ,在掌握三隔、四含水文工程地质条件基础上 ,通过井下疏放四含水、合理确定允许放采比以及控制工作面两端覆岩剪切破坏 ,有效实践了“破坏四含、保护三含”的思路。项目自实施以来 ,已成功回采了 4 0多万t煤炭 ,直接经济效益 4 0 0 0多万元。

富水覆岩特厚煤层综放开采相似材料模拟研究

为研究综放工作面在不同采高情况下富水覆岩破坏特征,以胡家河矿首采401101工作面为工程背景,采用物理相似模拟实验的方法,通过三次不同采高(10m、8m、6m)的实验,研究当工作面推进到180m时上覆岩层在不同采高下的破坏状况,导水裂隙带高度能否到达含水层。在此基础上,分析了采动岩体的周期破断和裂隙发展过程,以及支承压力分布的变化。结论可以为胡家河矿首采面提供可靠的采高参照,以避免发生大范围的顶板透水灾害。

大倾角大采高工作面煤矸互层顶板漏冒规律研究

为了保证大倾角大采高综采工作面在煤矸互层顶板下的安全高效开采,解决工作面频繁发生顶板漏冒的问题。采用物理相似模拟实验与理论分析等方法对大倾角大采高工作面煤矸互层顶板应力分布与演化规律、破坏与漏冒特征进行研究。结果表明:工作面回采时,煤矸互层顶板受压在支架顶梁上方断裂;移架过程中煤矸互层出现离层、台阶下沉等现象,支架支护阻力急剧增大,断裂煤矸层因支架反复支撑作用而挤压破碎;当支架支护作用削弱时,支承应力向工作面前方煤体转移,工作面前方支承压力逐渐增大、应力集中,导致煤矸互层顶板超前断裂、煤壁片帮,破碎煤岩体从支架前方沿煤壁片帮处漏冒。通过理论分析,发现煤矸互层漏冒前,工作面顶板剧烈下沉,提出以控制顶板下沉量的方式来预防煤矸互层架前漏冒,具体防治措施为:带压移架、提高支架支护初撑力、提高煤壁稳定性。

大采高综放工作面支架适应性评价

针对酸刺沟煤矿6上105-2大采高综放面初采期间顶板来压强烈、支架损坏严重等问题,采取了调高安全阀开启压力和采空区留条形间隔煤垛等措施。基于此,对工作面支架工作阻力和矿压显现进行实时观测,通过理论计算及实测分析,得到了工作面顶板结构模型和实测矿压规律;并从支架工作阻力、控顶效果、支护效果及支架工作位态等4个方面验证了支架具有良好适应性,能够满足顶板控制要求。

大采高综放开采降低含矸率途径分析

柳塔矿12#煤层韧性高,厚度变化大,直接顶较破碎,在大采高综放条件下,面临顶煤回收率低和含矸率高的问题。通过数值模拟,研究了破碎顶板条件下坚硬顶煤的冒放特征,分析了矸石混入的两个路径,测试了不同放煤工艺下,工作面回收率和含矸率指标,认为顶煤、直接顶的冒放特征对含矸率有重要影响,提出了降低含矸率的技术途径。

浅埋深两硬条件下特厚煤层综放开采技术

针对平朔矿区4号煤层条件,采用理论分析方法研究了浅埋深两硬条件下4号煤层顶煤的冒放性及合理采煤方法。以提高顶煤冒放性为目标,采用数值模拟的方法进行了综放工作面参数及设备选型配套研究。实践表明,浅埋深两硬煤层条件下通过加大综放工作面长度与割煤高度,可以实现安全、高效、高回收率开采。

基于综合分析法的大采高综放采场来压特征研究

为了全面准确地分析大采高综放采场周期来压特征,提出了周期来压"综合分析法",直观分析法与数理判据分析法相结合,分析了酸刺沟矿大采高综放采场周期来压特征。结果表明,采场平均周期来压步距、来压持续长度、来压平均载荷、来压最大载荷、动载系数分别为18.4 m、4.1 m、15 666.5k N、17 712.8 k N、2.24;支架前后立柱载荷比平均为2.46,依据后立柱载荷表现可判断顶板处于何种来压状态,如周期来压、小来压、小局部来压。大采高综放采场周期来压期存在2种强度等级的来压,分别为周期来压与小来压、小局部来压;又存在2种大小步距的来压,分为大步距来压与小步距来压,来压步距大小与来压持续长度呈正相关关系。

特厚煤层大采高综放面组合悬臂梁运动特征及支架阻力研究

针对直接顶岩层结构对大采高综放采场矿压显现影响较大的特点,基于关键层理论与岩块铰接条件,分析直接顶岩层运动特征及液压支架工作阻力合理确定方法,以准格尔地区某矿大采高综放工作面为例计算分析。研究表明,特厚煤层综放采场直接顶关键层及其上位直接顶形成组合悬臂梁结构,随工作面推进破断回转,与其后方的已破断岩层接触、分离滑落,其重量由后方已破断岩层与液压支架共同承担,其悬臂破断回转、与已断岩层接触、分离滑落的过程直接影响着工作面矿压显现。正常回采阶段液压支架仅承受顶煤及下位直接顶的荷载;来压阶段应保证承受顶煤、下位直接顶及组合悬臂梁破断所施加的荷载,才能防止支架压死、活柱急剧下缩等现象;依据其力学特征确定了大采高综放工作面合理的液压支架工作阻力。

起伏煤层大采高工作面顶板垮落规律研究

针对某矿起伏煤层大采高工作面矿压显现剧烈的问题,通过理论分析、数值模拟等方式,研究了起伏煤层大采高工作面上覆岩层运移规律及垮落特征。结果表明,仰斜开采采场顶板不易形成结构,开采基本顶形成结构较大,工作面容易片帮冒顶,而俯斜开采有利于控制煤壁和端面的稳定。建议该工作面布置时采用俯斜推进,为类似条件下工作面的顺利回采提供理论和数据支持。

曹家滩煤矿大采高智能化综放面工艺优化

基于曹家滩煤矿122107大采高综放工作面工艺参数实测结果,分析了曹家滩煤矿综放工作面各个工序所用时间和工作面系统开机率,提出了曹家滩综放工作面工艺再优化提高的主要途径,即适度加大工作面长度至350m,提高采煤机截深至1.0m,提高采煤机割煤速度至6~8m/min;支架移架时间应为15.5~17.3s,推前刮板输送机时间应为8.2~9.6s,拉后刮板输送机时间应为8.1~10.2s,伸护帮板时间应为8.6~10.2s,收护帮板时间应为17.1~25.7s,放煤方式调整为“两轮顺序成组往返放煤”,这样工作面月产量可以达到162~217万t,年产量可以达到1784~2390万t,开采效率将是现阶段的1.8~2.4倍。

山西霍尔辛赫煤矿3207大采高工作面顶板垮落规律研究

为了深入研究霍尔辛赫煤矿3207大采高工作面顶板垮落特征及其控制,理论计算了3207大采高工作面顶板各岩层载荷、初次垮落步距、周期垮落步距等参数,并利用FLAC^(3D)数值模拟分析了顶板各岩层垮落特征,从而得到了3207大采高工作面顶板的垮落规律。

Demonstration Project of Safe and Efficient Mining Operations in Extra-thick Coal Seam

Mineable coal reserves in thick and extra-thick seams account for 44% of the total deposit in China. Fullymechanized top-coal caving technology is a new mining method of safe and efficient underground operations in extra-thick seams in China. The development of fullymechanized top-coal caving technology in China, which was successfully applied in Face 8105 in Tashan Coal Mine, Datong, Shanxi, China, is analyzed in this paper.Studies on movement pattern of top-coal and roof from fully-mechanized top caving face in 14–20 m extra-thick seams have been carried out. A series of key technologies were successfully developed, including strata control technology, equipment for high-efficient and high-recovery top caving operations, and safety guarantee technology for low gas occurrence and high gas emission. As a result, the fully-mechanized top-coal caving Face 8105, with large mining height in Tashan Coal Mine, has achieved a recovery rate of 88.9% and an average equipment operation rate of 92.1%. With coal production of 10.84 Mt in 2011,the demonstration project is a technology and equipment breakthrough for fully-mechanized top-coal caving face in extra-thick coal seams with large mining height.

大采高作业面片帮冒顶机理及控制分析

以大采高作业面片帮冒顶机理及控制为对象开展探究,结合具体工程实际,在全面分析煤壁片帮和顶板冒漏原理的基础上,就注浆加固控制措施进行总结分析,并对其实际应用效果开展分析,希望能够为其他矿井相似工程的开展提供借鉴和参考。

大采高综放工作面顶板活动规律研究

以潞安王庄煤矿6203大采高综放工作面为工程背景，采用现场实测的方法对大采高综放工作面的顶板活动规律进行了研究。研究结果表明：6203工作面来压步距的变化范围（以中部计）8～28m，来压期间的动载系数在工作面上中下部分别为1．65、1．63和1．66。与同条件下的普通综放工作面（6205工作面）相比，工作面来压步距基本相同，采高增加后，对老顶的破断规律没有明显影响；大采高综放工作面来压期间动载系数提高了27．3％。为大采高综放支架设计和工作面顶板管理提供依据。

霍尔辛赫3605综放工作面过陷落柱采煤方法

基于霍尔辛赫矿井3605综放工作面JX26陷落柱的特征,本文结合生产实践,对直接过陷落柱的工艺进行了研究与实践。通过控制工作面的顶板与采高,完善排水系统能力,改变劳动组织,采用放振动炮后采煤机截割扫顶扫底的方法推进,同时根据陷落柱岩石段软硬程度改变炮眼布置,并利用废旧皮带加强对工作面设备的保护。结果表明:通过此工艺提高了煤炭资源的回收率,延缓了矿井采掘衔接的紧张,保证了工作面连续推进,并对其他相似工作面提供了借鉴。

大采高综放支架的承载特征与适应性研究

大采高综放工作面由于机采高度的加大,在给工作面生产带来便利的同时,也带来支架与围岩关系的变化。结合潞安王庄煤矿6203大采高综放工作面的具体条件,分析了大采高综放面支架的承载特性及其适应性。研究表明,支架承载的变化过程较复杂,支架总体位态良好,能够适应大采高综放工作面的围岩活动规律,保证了工作面的安全高效生产。

放顶煤工作面顶煤破碎机理及放煤高度的确定

主要阐述了放顶煤工作面顶煤破碎机理及放煤高度的合理确定;针对放顶煤工作面的顶煤厚度和煤质软硬程度,正确判定顶煤是否具有可放性,为工作面能否一次采全高提供科学依据。

大采高综放工作面辅助切眼巷道矿压显现规律研究

高瓦斯矿井回采工作面采用"两进两回"巷道布置方式,辅助切眼受到回采全程影响,巷道收敛变形严重,维护难度大。通过现场实测,总结了巷道收敛变形规律,为采取有效的维护方式提供了参数和依据。