冲沟地貌近距下位煤层综放面进出煤柱期间顶板结构稳定性研究

针对冲沟地貌条件下近距离煤层群下位煤层综放面进出煤柱期间矿压显现剧烈问题,以上榆泉煤矿9^(#)、10^(#)煤层为工程背景,采用数值模拟方法分析了上位9^(#)煤层遗留煤柱集中应力的分布规律,探究了下位10^(#)煤层综放工作面进出煤柱期间采动应力与煤柱集中应力的叠加效应,结合工作面进出煤柱顶板结构模型,明确了顶板结构失稳方式为回转失稳与滑落失稳,回转角度与岩层断裂度为失稳的关键影响因素,针对顶板块体破坏方式提出煤柱下掘进工艺巷和减小采厚两种的进出煤柱期间压架灾害防治措施。可为冲沟地貌近距离煤层开采顶板控制与灾害防治提供借鉴。

煤矸石覆土填沟关键工艺参数确定与应用

煤矸石大规模堆积排放造成的环境问题一直是行业关注的热点和难点。针对某煤矿地表冲沟发育、煤矸石产量大的特征,因地制宜、因企制宜提出采用覆土填沟的处理方法,并建立煤矸石分层覆土填沟模型,通过排矸场地内部温度-渗流场的变化,研究“煤矸石+黄土”不同层厚比例下煤矸石阻燃的效果。研究结果表明:该矿煤矸石中铬、镍、铜、锌等重金属含量符合农用土壤标准,可以用作填沟的材料;随着覆土层厚的增加,煤矸石内部的温度传递速度和空气的渗流速度逐渐降低,结合灰色关联模型,综合考虑阻燃效果和黄土含水率确定最优覆土厚度为50 cm;确定并实施了“300 cm煤矸石+50 cm黄土”的覆土填沟参数及工艺,该工艺参数应用后,煤矸石层温度与表层黄土温度和地表的外界温度相近,煤矸石自燃的防治效果良好,研究成果可为矸石地表规模无害处置方式提供借鉴。