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。

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。

超长超高薄壁水处理构筑物混凝土施工技术及质量控制措施

污水处理厂水处理构筑物通常采取超长超高薄壁钢筋混凝土结构,施工过程中易出现冷缝、蜂窝、麻面、裂缝、烂根、漏筋、孔洞等质量问题,进而影响水处理构筑物的抗渗性及耐久性,需采取一定的技术方法和管理措施加以避免。文章通过隆昌市污水综合治理项目-甲子湾污水处理厂工程改良生化池施工案例,分析了超长超高薄壁水处理构筑物混凝土施工技术及质量控制方法,旨在为今后类似工程提供借鉴。

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。

远距离极薄煤层下保护层开采防突效果研究

为保证远距离极薄下保护层与其围岩一起开采的防突效果,降低过量开采煤层围岩产生的防突费用,以中泰公司为例,通过分析开采远距离极薄下保护层一8煤层对二1煤层保护效果的影响因素,计算出一8煤层不同采高下二1煤层在"上三带"的位置;运用RFPA2D模拟下保护层采高为0.5、1.0、1.5 m时二1煤层的变形情况。综合理论分析和模拟结果,确定保护层开采高度为1 m时,二1煤层透气性系数增大106倍,最大膨胀变形量达0.613%。现场试验表明,一8煤层工作面采高为1 m时,二1煤层被保护范围内本煤层瓦斯抽采量达到14 m^3/min,煤层最大残存瓦斯含量仅为1.83 m^3/t,被保护层取得了良好的区域防突效果。

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。

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。

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。

超薄不锈钢激光精密缝焊工艺

以304超薄不锈钢片作为试验材料,使用YAG激光器进行精密缝焊试验,详细研究了脉冲能量、脉冲宽度、脉冲频率及离焦量的变化对焊缝成形的影响。此外,对激光脉冲宽度及脉冲频率对焊缝宽度的影响作了深入研究。试验结果表明:焊接电流为78A,频率为10Hz,脉冲宽度1ms,正离焦量2mm时,可对0.15mm超薄304不锈钢实现精密缝焊,得到光滑美观的焊缝;随着电流及脉宽的增加,焊缝宽度增大,并出现飞溅,最后试样被氧化烧穿;随着脉冲频率升高,焊点重叠率增加,焊缝宽度增大,并且越来越光滑,但试样的下表面逐渐出现氧化;对于薄板材料的焊接,正离焦比负离焦易得到光滑美观的焊缝。

煤矿瓦斯高效抽采及分布式利用关键技术

以平煤十二矿为例,针对深部矿井开采过程中瓦斯灾害严重这一问题,提出了基于薄保护层开采的瓦斯高效抽采及分布式利用关键技术体系。技术实施后,累计抽采瓦斯纯量553.44万m3,瓦斯抽采率平均为65.94%,实现了采煤工作面煤与瓦斯安全高效共采;同时,基于瓦斯抽采效果及十二矿的实际情况,提出了矿区分布式资源利用模式,瓦斯利用率达到50%以上,实现煤矿资源的高效综合利用。

四川煤矿须家河组极薄煤层瓦斯抽采方法

针对四川煤矿煤层薄、构造复杂、渗透性差的特点,考察研究了须家河组极薄煤层的汪洋、杨村铺、胜利等高瓦斯煤矿瓦斯抽采的方法及其效果。研究结果证明,开采须家河组极薄煤层的高瓦斯煤矿,顺煤层钻孔预先抽采瓦斯只在地质构造区条件下才有较好的效果,而穿层钻孔抽采卸压瓦斯效果更好,因此,穿层钻孔抽采卸压瓦斯是四川煤矿极薄煤层瓦斯的主要抽采方法。

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。

俯伪斜走向分段采煤法在急倾极薄煤层中应用

针对坚硬顶板的急倾斜极薄煤层安全开采技术问题,在对铁山南煤矿过去采煤方法应用的分析和总结基础上,把俯伪斜走向长壁采煤法的走向拦矸密集柱的挡矸防窜矸功能同俯伪斜柔性掩护支架采煤法的支架上垫层的作用与开切眼布置作用等有利因素有机地组合起来,形成了该矿的俯伪斜走向长壁分段采煤法。试验结果表明,该方法借助回风巷上方采空区矸石对工作面第1个走向拦矸密集柱进行充填,在回采推进过程中,利用对走向拦矸密集柱充填后,能使工作面作业空间与采空区完全隔离开来,达到防窜矸和对设备防滑底的作用;实现了多段平行落煤安全生产。

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。

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。