近水平露天煤矿端帮靠帮开采方式与剥采比研究

运用露天采矿学的基本原理,提出了端帮靠帮开采的基本方法、实现形式、基本条件以及靠帮开采的意义,给出了靠帮开采剥采比的概念;在单一煤层和复合煤层情况下,推导出了2种端帮靠帮开采方式的靠帮开采剥采比计算公式,建立了不同煤层厚度和覆盖物厚度对靠帮开采剥采比影响趋势预测的数学模型和图示方法.结果表明:在近水平露天煤矿实施端帮靠帮开采,可以降低剥采比,提高煤炭资源回收率和经济效益,同时也丰富了露天开采方法与设计理论.

低位综放开采顶煤放出率与含矸率的关系

进行了考虑煤矸破碎块度沿厚度方向变化的散体模型放煤工艺试验研究,分析了低位综放开采的煤矸流动形态特征及过量放煤对煤矸分界线形态的影响,研究了混矸程度与顶煤放出率的关系,提出了顶煤拐点放出率的概念;研究了放煤过程中煤矸流中矸石比例的变化规律,分析了过量放煤对后续放煤的影响.在放煤过程中可以将放煤口煤矸流中矸石的比例为1/3作为终止放煤的依据,对应的顶煤放出率可达94%,含矸率为10%左右,增加一定的含矸率可大幅度提高顶煤放出率.放煤口煤矸流中矸石的比例最大不能超过1/2,否则,增加含矸率对提高顶煤整体放出率的作用降低,且不利于后续放煤.

超长孤岛综放工作面煤柱支承压力分布特征研究

为了确定超长孤岛综放工作面巷道煤柱的合理尺寸,采用FLAC3D软件模拟分析了不同长度孤岛综放工作面不同宽度煤柱的支承压力与变形破坏规律。初采期间,大煤柱(宽20m)倾向支承压力整体上随着至巷帮距离的增大而减小;随着工作面推进而增大。小煤柱(宽4～6m)初采期间走向支承压力峰值随工作面推进而增大,且峰值超前煤壁的距离也增大;正常推进期间,随顶板变形逐渐趋于稳定,支承压力峰值降低,但煤柱压力峰值至煤壁前方煤体支承压力影响范围内压力增高。煤柱支承压力峰值超前煤壁一定距离,且此距离随工作面长度加大而减小。加长孤岛综放工作面长度,护巷大煤柱和小煤柱的支承压力均减小,可以减小护巷煤柱宽度。

示踪气体测风方法有关理论问题的研究

基于对示踪气体在巷道中移流扩散过程的3阶段分析,借助于时间连续点源在无限空间中三维和一维扩散模型的解析解,利用像源法原理,获得了巷道周壁固体边界只有完全反射的三维扩散解析解,并确定了示踪气体在巷道中弥散的最短均匀混合距离和最短稳定时间.结果表明,在巷道水力半径和摩擦阻力系数一定的情况下,随着巷道风速的增大,最短均匀混合距离呈线性增加,最短稳定时间呈负幂函数衰减;在巷道水力半径和风速一定的情况下,随着巷道摩擦阻力系数的增大,最短均匀混合距离呈负幂函数减小,最短稳定时间呈多指数函数叠加变化.

利用顶板冒落规律抽放采空区瓦斯的研究

为了给采空区走向高位瓦斯抽放钻孔的设计提供依据,采用相似模拟试验方法分析了采空区顶板冒落规律、覆岩关键层的破断对采空区顶板冒落形态和采空区瓦斯的富集区域影响。依据瓦斯富集区域、顶板的垮落角和周期来压(垮落)步距给出了顶板瓦斯抽放钻孔的终孔层位、钻场间钻孔的压茬距离和抽放钻孔在倾向方向上控制范围的确定方法,并预测钻孔的抽放瓦斯效果。现场应用取得了良好的效果。

许厂煤矿松碎不稳定围岩巷道锚网索支护技术

针对许厂煤矿4302轨巷顶煤裂隙发育、松软破碎、不稳定层厚度大,掘进过程中极易冒落等特点,提出"减小空顶距离+减小空顶时间+提高临时支护初撑力+预应力锚索支护"的支护技术对策;并据此制定了减小循环进尺,强有力的临时支护,左旋高性能预应力螺纹钢锚杆,以及小孔径短锚索加强支护控制顶板的支护方案;采用数值模拟方法比较了新旧支护方案的围岩控制情况.数值模拟表明,随着支护强度的增加,巷道围岩应力状态改善,塑性区范围减小,巷道表面位移得到有效控制,据此确定了最优支护参数并应用于现场施工.实测表明,采用新支护方案后巷道成形较好,围岩变形得到有效控制.

白音华二号露天煤矿拉斗铲倒堆工艺应用研究

对白音华二号露天煤矿采用拉斗铲倒堆工艺的可行性、拉斗铲工作面开采参数、工艺系统采剥作业程序及运煤系统进行了分析研究。二号露天煤矿属近水平缓倾斜煤层,具备采用拉斗铲倒堆工艺的基本条件;主倒堆台阶的岩石采用拉斗铲配合抛掷爆破剥离,煤层间夹矸的剥离由推土机配合拉斗铲来完成;采剥程序采用双翼开采法,从中部将采区分成两部分,拉斗铲和采煤电铲以一定间隔从采区中部分别向两侧端帮推进;采用溜井—坑底下巷道带式输送机—斜井带式输送机运煤系统,可以减小对上部剥离物运距和内排土场容量的影响。

松软破碎厚煤层巷道合理支护参数的数值模拟研究

某矿4302轨道平巷原有的锚杆支护技术不能有效的发挥作用,导致部分巷道变形严重,维护条件差,维护费用高。针对该轨道平巷地质生产条件,提出了3种可行的支护方案,采用数值模拟方法模拟研究了不同方案的应力分布、塑性区范围以及巷道表面位移特征,通过比较分析,确定了合理的支护方案。现场实测表明,采用新支护方案后,围岩变形得到有效控制。