近距离薄煤层群首采层卸压瓦斯协同抽采技术研究

为有效解决近距离薄煤层群开采首采层上、下邻近层大量卸压瓦斯涌入的治理问题,以某煤矿为研究对象,采用理论分析和数值模拟的方法,研究近距离薄煤层群开采条件下卸压瓦斯运移规律,并根据富集特征确定卸压瓦斯抽采钻孔的空间位置。研究结果表明:首采层开采覆岩导气裂隙带最大发育高为10.3~23.2 m。设计超大直径顺层预抽钻孔高0.8 m,宽2.08 m;顶板定向长钻孔终孔最优抽采位置为垂直距离开采层顶板15.0~23.0 m,水平距离回风侧20.5~27.5 m;2条埋管抽采最佳错距为距底板高1.1,1.7 m,深入采空区11.3,20.8 m。优化后的布置参数应用于现场实践,试验工作面回采期间上隅角瓦斯体积分数保持在0.7%以下。研究结果能够实现近距离薄煤层群开采条件下卸压瓦斯高效抽采,保证矿井安全高效生产。

煤炭安全高效综采理论、技术与装备的创新和实践

2030年之前我国以煤为主的能源格局难以改变,煤炭资源安全高效开采仍然面临一系列技术挑战。基于不同层位围岩破断的应力路径效应研究成果,研究了液压支架与围岩的强度、刚度、稳定性耦合作用原理,提出了液压支架适应围岩失稳的"三耦合"动态优化设计方法;针对厚煤层超大采高综采,建立了顶板岩层断裂失稳的"悬臂梁+砌体梁"力学模型,分析了"悬臂梁"破坏失稳的空间条件与力学条件。通过数值模拟方法分析了煤壁破坏的主要影响因素,得出了各影响因素对煤壁破坏的敏感度排序。研发了增容缓冲抗冲击立柱、液压支架群组协同控制系统及"大梯度+小台阶"配套方式,实现了金鸡滩煤矿8.0 m超大采高工作面安全高效开采;针对特厚煤层大采高放顶煤开采,研发了三级强扰动高效放煤机构与尾梁冲击破碎装置;针对薄煤层研发了调高范围为0.5~1.4 m的超大伸缩比液压支架,在黄陵一号煤矿实现了常态化远程监控、工作面无人操作的智能化开采。对未来需要突破的安全高效开采关键技术进行了展望,提出了稳定割煤与连续推进、高可靠性设计、综采设备机器人化及透明开采4个技术方向。

极薄煤层开采三机配套结构连接部位仿真分析

针对极薄煤层开采设计的采煤机、刮板输送机、液压支架的三机配套结构,建立采煤机与刮板输送机连接部位力学模型。利用ANSYS有限元分析软件,对结构连接处进行2种极限状况下力学仿真分析,得到切应力及应变分布情况。结果表明:2种极限状况下,采煤机与刮板输送机连接处切应力安全系数在1.6以上;应变值远小于1%;采煤机底部滚筒侧变形较小。研究结果对加强三机配套结构强度、降低失效的发生,具有理论指导意义。

极薄煤层和薄煤层的采煤工艺

薄煤层开采的特殊性造成薄煤层长壁机械化开采发展缓慢,目前主要以炮采和机采为主。国内外薄煤层机械化开采较成熟的工艺主要有长壁式开采、螺旋钻机开采、连续采煤机房柱式开采及急倾斜煤层钢丝锯开采。

薄煤层超长面安全高效开采配套设备及工艺实践

通过对薄煤层超长面科学优化设计,以降成低耗、降低矿井掘进率、提高单面回采储量、安全高效为原则,选择合理的配套设备,改进回采工艺,加强安全技术措施管理,创出了薄煤层超长工作面开采经验和技术数据,107采煤队月产达到3.75万t新水平,实现了薄煤层超长高档工作面安全高效。

薄煤层超长作业面综采分析

针对薄煤层超长作业面综采作业开展分析探究,结合具体工程实际,从作业面设备安装、设备管理和矿压观测三个方面对薄煤层超长作业面综采技术进行分析探讨,并介绍其实际应用效果,希望能够为其他矿井相似工程的有效开展提供一定的借鉴与参考。

薄基岩特厚煤层端头围岩变形机理

随着我国煤炭主产区西移,西部薄基岩、特厚煤层等复杂地质采矿条件导致工作面端头围岩变形严重、巷道超前支承压力增大、资源回收率低等一系列问题,西部资源开采端头围岩变形机理研究已成为行业的重大需求之一。基于不连沟煤田地质条件,建立相似模拟试验模型,结合摄影量测方法,对西部特殊地质条件下端头围岩变形和区段煤柱稳定性进行深入研究,分析端头放煤距离对端头围岩和区段煤柱变形破坏及应力分布特征的影响规律。研究表明:当端头有3架以上宽度顶煤未放出时,基本顶形成悬顶结构,其中顶煤剩7架、5架、3架未放时,基本顶回转角度分别为9°,22°和12°;端头顶煤全部放出时,基本顶破碎,端头上方顶板结构向采空区发生逆向回转,较大程度改善区段煤柱的应力状态;3架宽度顶煤不放出时,端头围岩应力较大,端部顶煤全放出时,端头围岩应力较小。相关研究成果在F6203综放工作面成功实施,效果显著。

极薄煤层普采工艺在延安地区应用的研究

介绍了极薄煤层普通机械化采煤工艺的设备配套及工艺流程。对延安地区极薄煤层的储量及开采技术条件进行了分析研究，论证了极薄煤层普采工艺在延安地区应用的可行性与重要性。说明采用先进的极薄煤层采煤工艺，能够不断提高煤炭生产能力，取得了预期的经济效果。