Developing Technology of Fully Mechanized Mining with Sublevel Caving Posititvely and Reasonably

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有色金属行业绿色矿山采矿技术分析

有色金属行业发展催生了绿色矿山理念,要求以更多现代技术方法提升其工作水平,控制环境污染。研究以有色金属行业绿色矿山采矿技术类别作为切入点,结合X金矿崩落采矿技术应用态势,分析其技术方法、工艺流程等内容,并结合其工作成果对技术优势进行简述。最后就有色金属行业绿色矿山采矿技术发展做简单展望,服务相关技术的后续运用。

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。

不同支架在厚煤层开采过程中的实践与应用

提高煤炭资源采出率和原煤生产效率是衡量煤炭企业高质量发展的重要指标,对厚煤层采用综采放顶煤采煤工艺是当前的唯一选择。分别对两套放顶煤开采装备在地质条件、生产效率、安全管控和顶板管理方面以及支架倒架歪架的事故进行分析,提出了同煤层同地质条件下选择合适的放顶煤开采装备的方向。

81104工作面过构造区域开采方案优化分析

根据阳煤二矿81104综放工作面构造预测及钻探结果,判定工作面内褶曲构造发育;结合工作面煤层变化趋势、顶底板岩性及机组割岩能力等方面分析,该构造对工作面正常回采影响较大区域为1 050~1 250 m(进风侧0~100 mm范围内);拟定“硬过构造区域”、“构造区整体跳采”、“构造区绕巷跳采”三种过构造开采方案进行比较,即从矿井生产、技术、通风、经济效益等方面进行综合分析后,认为“绕巷跳采”方案准备时间最短、经济效益最好,为最优方案。

煤层综放初采高回收技术与顶煤促放效果验证

虎龙沟煤业采煤工作面初采中存在放顶煤块度大、回收率低等问题,造成煤炭资源浪费严重。根据矿井实际,设计了基于水力压裂技术回收方案,通过数值模拟分析促放后煤岩破断规律及顶煤运移情况,制定初采阶段水力压裂钻孔方案。结果表明:施工水力压裂钻孔后,煤岩界面形成水力裂隙,与原本存在的天然裂隙共同构成裂隙网格,改善了整体冒放性能;顶煤及基本顶裂隙发育良好,部分顶煤发育成网状裂隙结构;基本顶裂隙长度占裂隙总长的25%;与相邻的未压裂工作面进行对比,压裂促放后初采阶段顶煤平均回收率提高了42%,缩短了初次来压步距约30 m、周期来压步距约20 m,在一定程度上减小了支护工作阻力,降低了煤壁片帮与架间漏顶的概率。

老空老巷富集孤岛面末采及撤除防火技术

随现阶段国家矿山安全监察局对煤矿CO气体管控更加严格,对于自然发火矿井工作面撤除是易发火和难防火的关键阶段,为保证综放工作面在末采及撤除期间无自然发火隐患,打破以往“逢拆必着”的防火被动局面,通过对常村煤矿2012年以来8个撤除工作面的防火工作进行梳理和总结,因地制宜,采取完善防火措施,升级防火装备,强化人员组织,落实管控效果等手段,对末采及拆除防火技术进行优化创新并在21002撤除面得到检验,保证工作面安全顺利回撤,实现架间及回风流CO零管控,并减少防火费用投入,使得矿井撤除防火技术和经验在整个集团公司得到推广和应用。

双碳背景下铁矿崩落法低碳高效开采理论模型构建

崩落法广泛应用于地下铁矿山的开采,但随着开采深度的增大,多数矿山采场地压显现严重,普遍存在矿石贫化损失大、回采爆破悬顶推墙等问题。在双碳背景下,减少采矿业的碳排放是实现双碳目标的重要一环。为提高产能和降低碳排放,归纳了金属矿山碳排放计算方法,建立了崩落法碳排放核算模型,据此分析主要碳排放来源的影响程度及其控制方法,结果表明:充分利用“三律”(岩体冒落规律、散体移动规律、地压活动规律)降低采准系数与优化工艺参数是降低能源消耗和减少碳排放的有效方法;在此基础上,总结了低碳高效开采技术和崩落法地表塌陷区资源化利用方法,构建了崩落法低碳高效开采理论模型,该模型可定量分析工艺技术对碳排放源的控制关系,对于指导崩落法矿山低碳高效开采具有一定的参考价值。

煤矿井筒防冻瓦斯-空气掺混技术研究

为降低抽采瓦斯中甲烷浓度,需要将瓦斯与空气掺混。针对冬季抽采瓦斯与冷空气直接掺混,会析出大量冷凝水,造成管道冻堵的问题,通过分析井筒防冻瓦斯-空气掺混技术进展,进行了两级掺混技术设计。实际应用案例表明:两级掺混技术可有效脱除瓦斯气中的液态水,降低瓦斯气露点温度,提高后端瓦斯利用设备的效率及系统运行安全性。

现场混装乳化炸药在地下铁矿的爆破漏斗试验及应用

针对杏山铁矿在掘进作业中“自动化减人、机械化代人”的技术需求,研制了乳化炸药现场混装设备用于掘进爆破。由于混装炸药与传统卷药在装药结构与敏化方式上的显著区别,为获取有效的爆破参数,根据利文斯顿爆破漏斗理论,制作混装炸药药包,对爆后形成的爆破漏斗半径进行测量并利用3D建模获得漏斗体积。通过爆破漏斗试验,得到了该类炸药在杏山铁矿矿岩区的爆破漏斗最佳埋深比为0.584,应变能系数为1.20 m/kg^(1/3),当孔内装药量为4 kg时,炮孔间距不宜超过1.13 m等技术参数,并应用于指导掘进爆破作业的参数设计。研究表明,爆破漏斗试验为杏山铁矿的掘进作业提供了有效的技术支撑。

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。

现代化采矿工艺技术在采矿工程中的应用研究

为了解决采矿工程中存在的问题和难题,煤矿企业将现代化采矿工艺技术应用在实际的采矿环节,这样不仅可以提高采矿效率和质量,还可以提高采矿工程的安全性,降低对环境的污染,促使煤矿实现可持续发展。主要介绍了采矿工程中存在的问题,在此基础上提出应用现代化采矿工艺技术,并阐述了其基本特征和应用的必要性,详细分析了几种现代化采矿工艺技术,为采矿工程施工提供参考。

综放开采矸石注浆充填技术的研究与应用

阐述了鄂尔多斯市国源矿业开发有限责任公司龙王沟煤矿特厚煤层放顶煤开采条件下冒落带矸石注浆充填技术的研究及其工程应用。对大颗粒矸石浆体材料流变特性进行了试验测定和分析,选定低于3 mm的大颗粒矸石为主要原料,加水制成浓度为55%~60%的矸石浆体;研究了特厚煤层综放开采采空区的空间规律,运用高压泵送技术将浆体注入井下空间进行充填,具有系统独立、充采平行、安全高效等优势。工程应用表明,该充填技术工艺妥善解决了传统矸石回填处理能力低、影响生产的问题,可为特厚煤层综放开采工艺的矸石处置提供参考。

综放综采混合开采技术在煤矿开采中的应用探讨

根据煤层地质条件不同,煤矿开采工艺主要分为综放、综采、简放、普采等。煤矿分层开采存在着能源浪费多、开采成本高、开采效率低、开采质量差等问题。为了解决此类问题,结合现代科学技术,在分层开采的基础上,综放综采混合开采技术日益成为关注的焦点。本文引入模糊层次分析法定量分析综放综采混合开采技术的应用条件。

桦树沟矿区崩落法开采放顶方案选择

经分析,自然崩落放顶方法在桦树沟矿区I矿体西延10—12线矿石回采中不可行,需要采用人工强制放顶的方式。考虑生产成本、安全性、工作管理以及综合效益等因素,对先放顶再回采方式、集中放顶方式和边回采边放顶方式进行技术经济对比,从而探索最佳放顶方案。结果表明,先放顶后回采安全性高,回采和放顶管理简单,并可提前放出部分矿石,推荐采用此方案。此方案应用后,将产生1245.52万元的经济效益。

智能采矿技术在胡家河矿综放工作面的应用实践

进入新时代后,信息技术、人工智能技术高速化发展,为煤矿开采工作提供更多便利条件,开采技术逐渐向智能化、信息化方向发展。特别是河矿综放工作面趋于智能化,大幅度提高了河矿开采作业的安全性,作业效率不断提升,效益显著增加。文章围绕智能化开采展开深入探讨,介绍了综放工作面开展智能化开采的技术应用和系统设计等具体实践应用措施。

深部综放工作面巷道底鼓控制技术研究

深部综放工作面回采巷道面临围岩变形量大问题,特别是巷道底板为承载能力偏低的软岩时,在采动压力、地应力等多因素叠加作用下容易出现底鼓量大问题。以21303综放工作面回风巷底鼓控制为背景,在对底鼓原因分析基础上提出综合采用卸压孔+底板注浆+强化围岩支护方式控制底鼓,在实体煤帮布置2个孔深8 m的大直径卸压孔、在底板中部布置1个孔深4 m的大直径卸压孔;在巷帮、顶板分别增设锚杆、锚索补强加固,底板布置2个注浆孔注浆。现场应用后,21303综放工作面回风巷底鼓问题得以较好解决,底鼓量最大控制在106 mm mm以内,可满足巷道使用需要。

综放工作面开采现场工业性试验

为进一步提升厚及特厚煤层的生产效率和安全性,以4113工作面为例开展系列研究,在对其基本情况分析的基础上,从煤层硬度、地质条件以及含矸情况验证了综放开采工艺应用的可行性;结合4113工作面基于FLAC3D软件初步确定了综放开采工艺的开采厚度,并具体确定了采放比等参数;最后,对所确定开采工艺的开采效果进行工业性试验。

沿空掘巷煤柱合理宽度及薄喷密闭技术研究

针对综放开采煤柱护巷效果不佳、围岩变形量大、采空区侧瓦斯溢出等问题,以建新煤矿4209工作面回风巷为工程背景,根据极限平衡理论计算出煤柱的合理宽度为7.8~9.0 m,并利用FLAC3D软件探究不同煤柱宽度下的巷道围岩塑性区发育规律、应力分布特征、变形情况,综合分析得出煤柱最佳宽度为9 m。基于模拟结果及薄喷密闭原理,结合现场实际条件,设计了巷道支护及薄喷密闭方案。实践结果表明:采用9 m煤柱和薄喷密闭技术后,4209工作面回风巷整体围岩变形量较小,且瓦斯浓度明显降低,满足工作面安全高效生产的需求。

综放工作面煤层夹矸弱化技术研究

综放工作面回采时面临着资源回收率低的问题,这不利于煤炭资源的高效利用。其中,综放工作面顶煤中的夹矸对回收率影响较大。针对山西铺龙湾煤业有限公司5111综放工作面回采时顶煤夹矸厚度大且层数多的问题,采用了深孔爆破的方式对煤层夹矸进行弱化。对深孔爆破弱化煤层夹矸的一些施工参数进行了设计。现场实践可以发现,在进行弱化后,煤炭资源的回收率提高了12%~16%,采用的弱化技术应用效果显著。