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.

复杂条件下大倾角对放顶煤冒放规律的影响研究

根据申家庄煤矿2208工作面具体的工程地质条件,理论分析了大倾角对顶煤冒放性的影响,指出大倾角将使工作面上、中、下部产生三种性质不同的力学结构,并通过RFPA有限元软件分别对这三种结构的冒放特征进行了数值模拟,揭示了大倾角煤层顶煤的冒放规律,对该矿优化采煤工艺、提高煤炭采出率有重要指导意义。

高瓦斯厚煤层综放工作面初采期间瓦斯综合治理技术

为解决高瓦斯厚煤层综采放顶煤生产期间,特别是开采初期的瓦斯治理难题,在南山煤矿盆底区南翼18-2层二分段底板层综采放顶煤工作面实施综合瓦斯治理过程中,对初采期间高位巷抽采技术进行了研究与改进。结果表明,采取钻孔主动导通、封闭充填防漏、高位钻场接力等瓦斯综合治理技术,提高了瓦斯抽采效果,可以有效解决周期来压瓦斯大量涌出、旧区补给瓦斯、上隅角瓦斯超限等问题,保障了工作面安全回采。

浅埋“两硬”特厚综放工作面设备选型与配套研究

基于平朔井工二矿9号特厚、浅埋、"两硬"煤层地质赋存条件,以立足国产,实现集约化、安全高效的生产目标为原则,对综放工作面的采煤机、液压支架、前部刮板机、后部刮板机进行了选型和配套研究。现场实际应用表明,工作面设备选型合理,体现了自动化程度高、适应性强、安全性好等优点。

磁窑沟矿10号煤层综放开采的适应性研究

基于磁窑沟矿10号煤层的地质赋存条件,从顶煤冒放性、采场围岩安全控制、放煤工艺方式、技术经济效益、回收率等方面,论证了该矿综放开采的相关问题,得出了总体适合采用综放开采技术结论。

煤炭智能化综采技术创新实践与发展展望

为推动煤炭智能化开采发展、加快智慧煤矿建设,在简述国内外自动化、智能化综采技术发展过程基础上,提出了智能化综采的概念与内涵,介绍了近10a来在智能化综采技术和装备方面的创新实践,包括:黄陵一矿1.4~2.2m较薄煤层工作面有人巡视、无人操作的智能化开采;金鸡滩煤矿8.2m超大采高工作面智能化开采以及特厚煤层智能化综放开采技术.上述实践表明:在地质条件简单的煤层中基本能够实现人工远程干预的智能开采模式,复杂地质条件下仍存在技术瓶颈,有限无人化是智能化开采的切实发展目标.展望了综采智能化发展的重点方向,指出了智慧煤矿是智能化开采发展升级的趋势.

综放开采顶煤冒放性预测模型的构建与应用

为实现综放开采顶煤冒放性的定量分析,提高资源采出率,采用室内实验、理论分析、数值计算和现场实测等研究手段,测试单轴抗压条件下型煤和原煤中超声波速的全程动态演化特征,构建超声波速预测模型并将其应用于综放开采顶煤冒放性预测。煤体弹性变形阶段,超声波传播速度保持不变,后继屈服阶段,裂隙的萌生和扩展导致超声波速呈现单调降低趋势,残余变形阶段,超声波速降低至残余值并保持稳定;将工作面前方顶煤超声波速分布划分为单阶段(I)、双阶段(I–II)和三阶段(I–III)三种类型,对于I型分布采场,顶煤不具备冒放性,I–II型分布采场,顶煤冒放性差,采出率为50%～70%,I–III型分布采场,顶煤冒放性良好,采出率大于70%;采用累积塑性应变表征煤中裂隙发育程度,构建超声波速预测模型,将预测模型与本构模型耦合实现承载煤体变形破坏过程和超声波速演化特征的准确模拟,采用实验数据验证了模型的可靠性;将超声波速预测模型应用于新柳煤矿顶煤冒放性评价,预测结果表明,该矿综放工作面前方顶煤超声波速分布属于I,II,III三阶段类型,顶煤冒放性良好,实测顶煤采出率为83.3%,煤层垂直应力和顶煤超声波速实测数据与预测结果具有较好的一致性,表明所构建的超声波速预测模型可用于不同开采条件下顶煤冒放性评价。