近距离“三硬”煤层上行解放开采技术研究

近距离煤层群层间一般采用下行开采,在特定的地质条件、煤层赋存条件和开采技术条件下,只要采取合理的开采技术,开采下部煤层卸压解放上部三硬煤层,可以成功地进行上行开采,近距离煤层采用上行开采会更为有利。以协庄煤矿13和15煤层近距离三硬煤层解放层上行开采为研究对象,采用覆岩裂隙发育、围岩平衡法、采动影响倍数法和数理统计法分析进行理论计算,15煤层开采后对13煤层开采影响均能控制在安全范围内,并通过数值模拟分析加以验证,下部15煤层上行解放层开采减弱上部13煤层和顶底板坚硬岩层的完整性,实现三硬煤层的安全高效开采。

大同矿区“三硬”煤层巷道煤壁整体推出型冲击地压发生机理的研究

建立了大同矿区"三硬"煤层巷道煤壁整体推出型冲击地压的数学力学模型,研究了整体推出型冲击地压发生的力学机理。认为在煤层与顶板已经离层的条件下,发生煤体整体移动所需的垂直应力的值很小,易发生煤体被挤出、整体向外移动的现象。

“三硬”薄煤层采煤机截齿失效分析及优化

针对王河煤矿10902工作面生产过程中遇到的采煤机截齿消耗量大的问题,采用理论分析、现场实测和工程类比的方法,对"三硬"薄煤层综采工作面采煤机截齿失效原因进行分析,得出截割底板泥岩时截齿所能提供的截割力不足是造成截齿消耗量大的主要原因,并提出了优化参数,其应用效果良好。

链臂锯切顶卸压小煤柱留巷开采围岩稳定性分析

在大同矿区"三硬"煤层条件下,随着浅部煤炭资源的日益枯竭,采矿活动不断走向深地,地应力逐渐增大,塔山煤矿8311工作面和8312工作面间仅留设6m小煤柱,2312巷会遭受两工作面的重复采动,为保证两工作面重复采动影响下巷道的围岩稳定性,同时保证煤炭采出率,采用同煤集团自行研发的链臂锯进行机械切顶,以达到顶板弱化效果。为研究该技术使用条件下留巷在两工作面回采期间受重复应力扰动下围岩稳定性,运用数值模拟、力学分析等手段对切顶及未切顶后的巷道围岩应力及变形分布规律等进行研究。研究结果表明:链臂锯切顶卸压能有效切断基本顶间的应力传递,使留巷内顶底板应力峰值下降,应力分布均匀,小煤柱内应力集中峰值大幅降低,提高了留巷围岩稳定性;同时针对小煤柱留巷实体煤侧仍会受超前应力和侧向应力影响形成叠加应力集中区域及小煤柱产生的塑形变形等问题,本文相应提出了改进意见。

水压裂技术在某“三硬”结构煤层顶板治理中的应用

针对煤矿坚硬顶板断裂引起的顶板动力灾害越来越多的现象,在巴彦高勒煤矿1103工作面的顶板中应用了水压裂技术,并利用现场观测、钻孔窥视和微震监测等手段,对水压裂的效果进行了检验,同时与爆破断顶效果进行了对比。结果表明:当注水压力超过30 MPa,压裂时间大于30 min时,有效压裂范围超过15 m;工作面在水压裂区推采时,微震事件的总能量、平均能量大幅下降,发生大能量微震事件的危险性显著降低,并且下降幅度高于工作面在断顶爆破区域推采时。

大倾角坚硬特厚煤层顶煤弱化技术研究及应用

葫芦堂煤矿主采4煤,平均煤厚10.56 m,属"三硬"煤层,已采4301工作面顶煤回收率仅为78%,远低于国标规定特厚煤层不少于97%的回收率要求。对此,经顶煤弱化方案比选,采用煤层注水方案,提高顶煤回收率。通过注水孔设计、参数计算、封孔方式选择等,对即将回采的大倾角4303工作面提前注水软化,回采过程中回收率提高至98%,社会经济效益显著。

“三硬”特厚煤层综放工作面三机配套选型研究

针对马道头煤矿8106“三硬”特厚煤层综放工作面强度高、冒落块度大、生产效率低下等问题,对综放工作面三机配套选型展开研究。研究结果表明:三机配套应用效果良好,工作面回收率达到89.5%。

碎软煤层坚硬顶板综采工作面自燃“三带”分布与注氮参数研究

为了解决碎软突出煤层坚硬顶板条件下,综采工作面采空区自燃"三带"划分及注氮参数设计与优化的问题,在进、回风巷布置埋管实测进、回风侧自燃"三带"并采用数值模拟、图像处理相结合的方法确定采空区中部自燃"三带"分布,并给出了注氮参数。研究表明:在碎软煤层坚硬顶板条件下,采空区散热带和氧化带宽度都明显变宽,最佳注氮口在散热带和氧化带交界处,但该位置埋深较深,拖管注氮存在困难,可通过增加注氮量减小注氮深度在注氮管埋深30 m处注氮,最佳注氮量为600~800 m^(3)/h,采空区CO分布与自燃"三带"分布呈对应关系,24311工作面最小安全推进速度为1.89 m/d,工作面安全通风量为119 m^(3)/min。