浅埋极薄煤层切顶留巷无煤柱开采技术应用研究

为提高极薄煤层煤炭资源回收,降低巷道掘进矸石产出,消除因煤层开采导致的地表生态破坏,采用理论分析、数值模拟和工程试验结合的方法,对浅埋极薄煤层切顶留巷无煤柱开采可行性进行了研究,对浅埋极薄煤层工作面切顶留巷参数进行了设计,并提出留巷围岩控制技术。沿空巷道实施切顶后,垮落顶板对上覆岩层形成有效支撑,同时留巷顶板形成短悬臂结构,降低覆岩活动对留巷围岩影响;与传统留煤柱开采相比,切顶留巷无煤柱开采技术能有效修复工作面两端覆岩裂隙发育及地表裂缝。现场实践表明:留巷形成后,工作面后方70~100 m两帮移近量在25~45 mm;切顶留巷无煤柱开采技术应用后,地表无明显裂缝产生,且提高了煤炭资源回收率,应用效果较好。

综采工作面薄煤层开采矿压显现规律研究

针对超长综采工作面回采时矿压显现比较剧烈,易发生煤壁片帮、冒顶压架等事故,以补连塔煤矿454 m超长综采工作面薄煤层开采为研究对象,根据现场实际观测和对支架压力数据分析,对454 m超长综采工作面回采过程中矿压显现规律进行了研究,总结了工作面直接顶初次来压时的压力显现情况以及基本顶初次来压和周期来压时的压力显现情况和来压步距,为类似条件的工作面开采提供一定的借鉴。

极近距离薄煤层群联合开采常规错距理论与物理模拟

伴随着中、厚煤层资源的枯竭,潞安集团下属十几个矿井都将进入下组煤开采。下组煤15–1#和15–3#煤层是以薄煤层群赋存在一起,平均间距为4.4 m,因此提出极近距离薄煤层群联合开采常规错距开采模型,并进行理论和物理模拟试验研究。从理论上给出近距离薄煤层群联合开采下的工作面常规错距计算公式,并进行理论求解。为避免15–1#煤层顶板的周期垮落与15–3#煤层工作面回采时的超前效应相互影响,从安全角度考虑,将错距定为1.3～1.5倍的周期垮落步距,结合试验结果将常规错距定为17.5 m。物理模拟试验结果表明,常规错距下联合开采技术上是可行的。另外分析了工作面上方附近几个测点总是被抬高的原因,并总结了在工作面推进过程中,顶板下沉主要经过两次大的变化,即上、下两煤层工作面回采过程中发生垮落时,尤其是下层煤顶板垮落造成影响较大。

极薄煤层综采技术的研究与应用

介绍了我国极薄煤层采煤技术的现状,指出现有的综采设备不适用于极薄煤层开采;介绍了适合极薄煤层综采的新型采煤机、液压支架、刮板运输机的结构、性能特点,提出了极薄煤层综采工艺。实践表明,该新型极薄煤层综采装备与综采工艺有效提高了采煤效率,创造了很好的经济效益,但还需进一步研究爬底式采煤机滚筒可调高技术、如何减少端头开缺口的工作量以及极薄煤层工作面的自动化技术。

极薄煤层群顶板穿层钻孔瓦斯抽采技术研究

为解决四川盆地杨村铺煤矿采煤工作面瓦斯超限严重问题,运用岩层移动理论和顶板穿层瓦斯抽采方法现场试验,分析了卸压瓦斯的运移路径和富集区域,并优化了抽采参数。结果表明:由于上覆关键层对瓦斯运移具有明显的阻碍作用,最佳抽采位置在关键层下方,现场试验结果与理论分析基本吻合;试验确定了合理的瓦斯抽采参数,有效提高了瓦斯抽采率;消除了工作面瓦斯集聚不安全因素,并实现了瓦斯利用。

极薄煤层综采自动化应用研究

为解决0.55 m厚的极薄煤层受空间限制难以实现综合机械化开采的问题,研发适应极薄煤层的新型综采液压支架及其采煤、运输设备,简化综采工艺,借助不同于较厚煤层的电液自动控制功能,实现行人空间与采煤机的合理变换,保证极薄煤层无人综采过程和设备维护合理空间布置,实现极薄煤层综合自动化采煤。

巨厚冲积层薄基岩综放开采覆岩移动规律

巨厚冲积层薄基岩条件下,综放开采工作面经常出现异常来压,给顶板控制提出了较大的挑战。通过数值计算的方法,分析了600m厚冲积层、不同基岩厚度条件下的顶板变形破坏特征,得出基岩厚度小于120m时,覆岩可能出现全厚切落现象;揭示出巨厚冲积层在运动变形过程中具有整体性且难以形成稳定的强承载结构;现场实测出了工作面异常来压规律,证明了巨厚冲积层和薄基岩结构间的关系。该研究成果为类似条件下的综放面安全高效开采提供了借鉴。

极薄煤层采煤方法分类与适用条件分析

在对国内极薄煤层开采技术的现状和发展趋势调查分析的基础上,从采场布置形式、采空区处理方式、回采工艺、回采工作面有无作业人员4个维度对现有的极薄煤层的采煤方法进行了分类,并从煤层赋存条件、设备性能、生产规模、管理水平等8个方面分析选择极薄煤层采煤方法的影响因素,总结各种落煤方法、顶板管理方式、运输方法的适用条件,提出煤厚在0.5~0.8 m及0.5 m以下选择极薄采煤方法的建议。

巨厚松散层下煤层开采薄基岩变形及矿压显现研究

以赵固一矿12051综采工作面为研究对象,采用UDEC数值模拟软件对巨厚松散层条件下煤层开采薄基岩变形及矿压显现进行了研究。结果表明:(1)工作面初次来压步距为55 m,周期来压步距为15m;开采后上覆薄基岩出现垮落带和裂隙带,垮落带高度为12.4 m,垮采比为3.54,裂隙带高度为36.7m,裂采比为10.48。(2)随着工作面推进距离的不断增加,工作面前方支承压力影响区范围、支承压力峰值和塑性区范围均增加;当基本顶初次来压后,工作面前方支承压力处于稳定状态,主要表现为最大应力集中系数和塑性区范围基本保持不变。研究结果可为类似地质条件下综采工作面围岩控制提供依据。

电牵引爬底式采煤机在大倾角极薄煤层工作面的应用

介绍了MG110/130-TPD型电牵引爬底式采煤机的适用范围、机械部分、电控部分、主要功能及其在某煤矿大倾角极薄煤层工作面的具体应用情况。应用结果表明,该采煤机性能稳定,出煤效果较好,提高了工作面的安全生产水平及效率,但仍需进一步研究其容易窜矸及因采用链牵引而导致的运行轨迹不规则问题。

极薄煤层跨采下伏大巷变形破坏规律研究

针对极薄煤层跨采下伏大巷变形破坏问题,采用地质雷达测定巷道松动圈和三维激光扫描仪监测巷道变形的研究方法,研究了大巷跨采条件下的松动圈大小及巷道变形规律。监测结果表明:大巷的剧烈变形并未发生在相应的工作面周围,而是落后工作面数十米的位置,其变形形式为巷道底板整体上鼓,最高达到287.4 mm;巷道两肩及巷顶未发生明显下沉破坏。大巷破坏原因为:受采动影响,大巷上覆岩层破坏导致大巷上部工作面采空区积水沿裂隙流入大巷周围,大巷围岩受水浸泡变软膨胀,同时,上部工作面的开挖使得巷道垂直方向应力获得释放,导致大巷底板向上抬升。鉴于跨采影响下导致巷道变形较大,对于类似情况建议将U型钢可伸缩支架的排距从1 m减小为0.8 m。

千米深井煤与瓦斯协调安全高效开采技术

以平煤股份千米深井十二矿己15-31010工作面的煤与瓦斯协调安全高效开采为例,提出并实施了极薄煤层上保护层开采技术,分别进行了上覆极薄煤层己14煤层卸压瓦斯、采空区瓦斯及己15煤层本煤层瓦斯抽采。实践结果表明:将己14、己15煤层合并计算,抽采瓦斯平均纯量8.5 m3/min,风排瓦斯平均纯量4.03 m3/min,累计风排瓦斯纯量269.5万m3,累计抽采瓦斯纯量553.44万m3,瓦斯涌出量822.94万m3,瓦斯抽采率平均达到65.94%,己15-31010工作面回风流平均瓦斯体积分数0.167%。实现了千米深井突出煤层煤与瓦斯协调安全高效开采。研究成果对类似条件矿井的瓦斯治理和煤与瓦斯协调安全高效开采有借鉴意义。

极近距离煤层采空区下巷道支护技术研究

针对极近距离(薄夹矸)煤层开采,下煤层巷道顶板破碎难支护的问题,以南屯煤矿93下12工作面地质条件为背景,通过理论分析,研究了采空区薄夹矸下巷道桁架锚杆支护方式,得到了满足巷道支护要求的桁架锚杆支护系统参数;运用FLAC3D数值模拟,建立不同预应力桁架锚杆及普通锚杆支护模型,对比分析了桁架锚杆支护系统预应力的合理值及其支护效果。研究结果表明,当桁架锚杆支护系统预应力增至4t后,薄夹矸破碎巷道顶板下沉量趋于稳定,最大下沉量仅32mm,明显小于普通的锚杆、锚索支护方式。因此,高预应力桁架锚杆支护可有效控制破碎薄夹矸巷道顶板的失稳变形,提高顶板岩层的稳定性。

超薄基岩浅埋煤层过沟谷开采设计探讨

为了解决超薄基岩浅埋煤层过沟谷开采问题,以神府矿区杨伙盘煤矿30108、30110工作面过沟谷开采方案设计为例,论述过沟谷开采的必要性和可行性,结合周边类似矿井的开采情况,提出了三个可行的过沟谷开采方案。并从安全、技术、经济方面进行比选,得出"沟内覆土+井下铺设柔性网+均压通风"是符合杨伙盘煤矿的有效方案,为同类矿井开采提供了新的解决途径。

袁大滩煤矿超长巷道补强支护技术实践

为优化超长距离薄煤层工作面巷道支护的实际应用方法,以袁大滩煤矿11203工作面为研究对象,通过地质调查、理论分析、现场实践等手段,分析巷道围岩自稳特征,得出极限自稳隐形拱和自稳隐形拱的高度,设计出相关补强支护参数,并进行现场验证。研究结果表明,根据极限自稳隐形拱和自稳隐形拱的最大高度,可确定出用锚杆锚索最低长度分别为2.5 m、8.3 m,并根据采动影响提出了补强支护的3种要素。通过现场实施情况可知,超长距离薄煤层工作面巷道补强支护加固了围岩的自稳性,巷道的围岩变形被控制在45 mm,取得了良好的支护效果。

四川小煤矿极薄煤层瓦斯抽采技术研究与应用

本文根据对四川多对开采极薄煤层的典型小煤矿的瓦斯基础参数考察,综合研究了小煤矿极薄煤层瓦斯抽采方法的选择问题。研究表明,绝对瓦斯涌出量在10～14m3/min左右的小煤矿,对极薄煤层采用顺煤层钻孔抽采瓦斯,效果会不理想;而采用顶(底)板钻孔抽采煤系地层的卸压瓦斯,效果非常理想。本文对小煤矿极薄煤层瓦斯参数考察、抽采方法的选择和瓦斯抽采系统的建设具有使用价值,同时也为研究须家河组煤层的瓦斯特点提供了基础。

侨生煤矿抽采极薄煤层瓦斯与发电工程实践

侨生煤矿开采煤层为极薄煤层,采煤工作面隅角瓦斯经常超限,矿井建立了地面固定抽采瓦斯系统,采用顺层钻孔抽采煤层瓦斯、高位顶板孔抽采工作面隅角区卸压瓦斯,有效地防治了瓦斯灾害。瓦斯抽采系统运行稳定后,将瓦斯进行发电利用,实现了矿井生产和生活零电费,取得了很好的安全与经济效益。

极近距离薄煤层同采工作面覆岩移动规律研究

应用FLAC3D建立数值力学模型,通过研究极近距离薄煤层同采时,在上、下层工作面不同错距时,工作面覆岩位移场、塑性区及应力场的变化,并揭示其应力传递规律,并结合现场工业试验,得出合理的同采工作面错距公式.利用这一规律进行现场工程实践,取得了较好的技术经济效果.结果表明:运用建立数值力学模型及现场工业试验相结合的方法来解决极近距离薄煤层同采问题,较传统方法更可靠、更有效.数值模拟分析及工业试验相结合的方法在处理极近距离煤层开采时,值得进一步探讨和应用.

四川省自贡市极薄煤层煤矿煤工尘肺流行病学及影像学特点

目的探讨四川省自贡市极薄煤层煤矿煤工尘肺流行病学及影像学特点,为极薄煤层煤矿煤工尘肺防治提供基础性依据。方法对自贡市2004-2011年诊断资料完整的672例煤工尘肺采取回顾性调查研究;采用分层抽样,对15家煤矿企业的总粉尘浓度和游离二氧化硅含量进行现场检测;并用Spss20.0进行统计分析。结果 672例煤工尘肺来源于荣县和富顺县。发病工种主要为采煤工,占总数的69.05%。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ期煤工尘肺平均发病工龄分别为16.43年、16.98年和18.37年。606例煤工尘肺胸片影像表现以圆形小阴影为主,其中q影431例,占总数的71.12%。15家企业106个岗位的8 h时间加权平均浓度均超过国家职业卫生限值,88.89%的粉尘的游离二氧化硅含量大于10%。结论自贡市煤工尘肺的防治重点为荣县和富顺县的采煤工,其胸片影像以小阴影q影为主。

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.