近距离煤层下煤层巷道合理布置及分级支护技术研究

为解决近距离煤层下煤层巷道合理布置及支护难题,以高家庄煤矿4201工作面回采巷道为工程背景,综合采用现场调研、理论分析、数值计算和工业性试验的方法,分析了3#煤层开采后底板岩层损伤特征、底板应力演化规律,确定了4#煤层首采工作面巷道采用内错布置方式,水平错距6 m。根据层间距变化,提出了2.8 m层间距以下采用“全锚杆+架棚”、2.8~3.3 m采用“帮锚杆+顶板短锚索+架棚”、层间距3.3 m以上采用“帮锚杆+顶板长/短锚索”等分级支护方案。矿压监测结果表明:巷道最大变形为顶板下沉,无论哪种层间距条件下均不超过100 mm,围岩控制效果好,保证了近距离煤层采空区下巷道的稳定性。

高家庄煤矿大断面硬岩巷道智能化掘进系统研究与应用

针对高家庄煤矿东翼轨道大巷大断面硬岩掘进工作面智能化水平较低、生产效益差、存在安全隐患等问题,提出了高家庄煤矿大断面硬岩掘进工作面智能化高效生产模式,形成了大断面硬岩掘进工作面系统,建立了以快速掘进智能综合控制一体化平台为中心,自移机尾、带式输送机和除尘系统为基础,以掘锚一体机为主体,将人工智能、自动化装备与大断面硬岩快速掘进生产活动相融合,实现了大断面硬岩掘进工作面智能化掘进。智能化工作面掘进实现单班工作人员较传统工艺减少了50%,破岩速度提高了2倍,日掘进尺由1.6m提高到4.8m,故障率下降8%,智能化掘进最大限度提高了巷道掘进效率及人工效率。

巷道快速掘进中循环步距对顶板稳定性影响分析

为研究巷道在快速掘进中循环步距对顶板岩层的影响规律,以山西中阳荣欣焦化有限公司高家庄煤矿9号煤层工作面回风巷为研究对象,利用FLAC3D有限差分软件对该巷道在快速掘进中不同循环步距条件下的顶板应力分布特征及下沉量进行了模拟分析。研究结果表明:在巷道快速掘进时,增大循环步距对顶板内应力分布的影响较小,可忽略不计;而顶板下沉量则随循环步距的增加而变大;同时发现在空顶区内,顶板下沉量最大值将出现在掘进头后方1 m的位置。该研究成果对巷道快速掘进中循环步距的选取具有一定的参考价值。

快速掘进煤巷支护关键参数优化与应用

本文利用FLAC3D模拟高家庄煤矿3205轨道顺槽快速掘进工作面支护方案优化前后巷道围岩控制效果,通过调整相应支护参数对比分析了两种方案的巷道围岩塑性区分布及围岩变形特征。优化后的支护方案可使巷道两帮及底板最大变形量下降7.65%、5.73%和2.75%,在减小围岩变形的同时减小材料使用量并降低工人劳动强度,该研究成果可为相似工程领域提供一定的参考。

高家庄矿大断面硬岩巷道智能化快速掘进应用

针对高家庄煤矿东翼回风大巷断面大、围岩力学强度高、掘进效率低等问题,为提高掘进速度,拟引进适用于大断面硬岩巷道的智能化掘进系统及设备,以打造掘-支-运智能化快速作业平台;该系统经7个月试运行后,与普通机械化巷道掘进工作面相比,其月掘进进度达159.1 m,月进度提高了37.5%,且月掘进度稳定,受环境影响小;该智能化快速掘进系统有效缓解了工作面作业人员劳动强度、缩短了各工序作业及交接时间,实现了大断面硬岩巷道智能化快速掘进的目标。

高家庄煤矿定向长钻孔合理钻孔长度优化研究

为了保证定向长钻孔全区段的抽采效果,提高定向长钻孔的抽采效率,以高家庄煤矿3号煤层为研究对象,通过COMSOL Multiphysics模拟定向长钻孔孔内负压沿钻孔长度方向的衰减变化规律,进而分析钻孔抽采影响下煤层所呈现的区域性特征,为优化钻孔长度和确定合理抽采时间提供科学依据。研究表明,随着孔口负压的增加,孔内负压损失基本无太大变化,百米负压损失为0.93~1.037 k Pa;3号煤层定向抽采钻孔合理施工长度为300~400 m。抽采纯量、日累计纯量与抽采负压呈正比关系;且随着抽采时间的增加,负压损失较抽采前期大幅下降,抽采纯量和日累计纯量逐渐增加。

近距离煤层群开采下覆煤层回采巷道合理布置研究

分析了高家庄矿2#煤层工作面遗留煤柱两侧顶板破断规律,根据2#煤层工作面布置情况,考虑煤柱的影响,提出了4种3#煤层工作面巷道布置方案;对3#煤层工作面回采巷道合理外错位置进行了理论分析。结果表明:2#煤回采后,上覆岩层载荷通过遗留煤柱传递至2#煤层底板,在一定范围内的底板岩层产生了应力集中,影响了下覆3#煤层回采工作面巷道围岩稳定,确定了3#煤层巷道的合理布置方式。在保证巷道支护安全和服务年限的基础上降低支护费用投入,提高了矿井生产效率。

巷道快速掘进中两帮刚度对顶板变形影响规律研究

围绕巷道快速掘进过程中两帮刚度对顶板变形影响,以高家庄煤矿东翼回风大巷为研究对象,采用数值模拟方法分析研究了顶板变形特征随大巷两帮支护刚度增加时的变化特征。发现在巷道快速掘进时,增加两帮刚度可有效减小顶板下沉量;同时,两帮刚度增加会使高应力集中区域向掘进巷道后部迁移。该研究成果可为巷道快速掘进中围岩支护参数的选取提供一定依据。

煤矿立井井筒装备安装施工工艺

井筒装备安装是煤矿立井施工重要组成部分,是确保煤矿立井施工安全的重要条件。煤矿立井井筒装备的安装施工环境相对特殊,存在安全风险。本文从影响煤矿立井施工的因素谈起,提出解决策略。

大采高工作面瓦斯治理技术优化研究

为了解决冲刷带断层叠加地质构造瓦斯问题,探讨冲刷带断层叠加地质构造对回采影响,研究并制定精准地质预报,对大采高工作面瓦斯治理进行研究探索。在高位孔布置、本煤层孔优化、应用乳化液钻机对工作面构造精准探测、强化隅角治理、利用采空区通道改变流场等手段,解决大采高工作面过构造瓦斯治理的问题,实现安全高效开采。

古河床冲刷带现场探测研究与通过实践

高家庄煤矿掘进过程中,煤层的厚度变薄,并且出现无煤区,根据现场地质情况,初步判断为古河床冲刷带。针对这一问题,通过地质钻孔探测和地质素描相结合的方法,确定了冲刷带的空间位置分布,为巷道的顺利通过提供了可靠的地质依据,并实践验证了推断预测的准确性。通过对冲刷带的判断及探测研究,为揭露并处理冲刷带提供了成熟经验,也为矿井对于冲刷带的判断、探测及采取相应的处理措施提供一定的借鉴。

“双体系”建设在煤矿安全管理中的作用探究

煤矿安全一直是一个备受关注的问题,煤矿安全事故对人民生命财产的威胁始终存在。为了防止煤矿安全事故的发生,需要建立一套完整的安全管理体系。而“双体系”建设作为煤矿安全管理的一种重要方式,对于煤矿安全事故的防范和控制有着重要的作用。本文分析了煤矿安全管理的重要性,对“双体系”建设在煤矿安全管理中的作用展开了讨论,确定煤矿安全管理的目标,总结了“双体系”建设在煤矿安全管理中的具体应用策略。

复杂条件半煤岩巷道顶板控制技术研究

为解决极近距离煤层群回采巷道顶板及两帮破坏变形量大和顶板安全问题,采用理论分析、数值模拟和现场实测等方法,分析了高家庄矿中厚煤层工作面回采巷道围岩破坏特征,研究了顶板岩层破坏机制,并对顶板支护参数进行了优化。结果表明,软厚"夹层"的巷帮煤层、厚度范围变化大的基本顶岩层二者处于非平衡状态,使得锚杆(索)支护结构不能适应厚度变化较大的顶板岩层,是造成支护不协调的主要因素。为此采取了增加巷帮锚杆数量、随掘钻测基本顶厚度配合三种不等长锚索支护的支护优化方案。实践表明,巷道顶板岩层大变形破坏得到较好控制,巷帮弱"夹层"大变形降低,降低了巷道维护投入,达到了预期目标。

煤矿通风系统自动化技术的研究

煤矿通风系统的运行极为必要,直接关系到煤矿开采的安全性,要求确保相应煤矿通风系统能够得以稳定运行。自动化技术在煤矿通风系统中的应用往往可以发挥出较强的作用,成为未来煤矿通风系统创新优化的重要方向。本文以煤矿通风系统中自动化技术的应用作为研究对象,结合高家庄煤矿通风系统布置的相关经验,首先指出了自动化技术在煤矿通风系统中的应用价值,然后分析了煤矿通风自动化系统的构成要素,最后探讨了该系统的应用方式,以供参考。

矿山机电控制中PLC技术的应用研究

随着社会经济与国民经济的快速发展,矿山开采开始广泛应用各式各样的机电设备,机电设备能有效提高矿山开采的质量与效率,并同时为煤矿企业的生产管理提供便利。PLC技术在我国相关领域并不罕见,且PLC技术是促进我国控制系统自动化的关键要素,因此在矿山机电控制中采用PLC技术对系统进行管理能有效提高机电控制的智能化水平。

煤矿开采中综合防治水技术的应用研究

做好煤矿开采过程中的综合防治水工作,能有效保障开采工作的顺利进行,同时提高煤矿生产的安全系数。对煤矿开采工作中综合防治水技术的应用进行了研究。

煤矿井下巷道掘进支护技术研究

巷道掘进支护是确保煤矿安全生产的重要条件。分析了煤矿井下巷道掘进支护的类型及其影响因素,探讨了煤矿井下巷道掘进中支护技术的应用,旨在为后续巷道掘进与支护施工提供相应的借鉴。

沿空留巷巷内支护技术研究与应用

新形势下,中国煤炭经济发展迅速,行业实力逐步提升,在整个国民经济体系中占据重要位置。现下,能源节约已经成为现代社会发展的主题,要求各个行业均要遵循节能环保的基本原则,这是打造节约型社会的必然要求。在煤矿开采中,开采方需建设沿空留巷,主要为煤矿开采提供辅助性服务。为了保证沿空留巷的结构质量,应重视对巷内支护技术的应用。简要分析了巷内支护技术的实施原理、技术要领及其具体应用情况,以期为沿空留巷巷内支护技术的应用提供借鉴。

极近距离煤层群巷道瓦斯综合治理技术

为了解决极近距离煤层群存在的巷道底板巷穿层钻孔消突困难、巷道联合消突困难、瓦斯治理钻孔工程量大、薄煤层普通钻机钻孔施工困难、巷道石门揭煤多、巷道掘进受邻近层瓦斯涌出影响大、单一煤层治理难以控制瓦斯浓度等问题,对高家庄煤矿采用定向钻进和普通钻进相结合的方法,实现钻孔控制范围全覆盖,消除瓦斯治理空白带;利用定向钻机的造斜功能和轨迹测量功能,实现定向长钻孔"一孔多用"和"层位控制"等;设计了全密封防喷系统,同时采用分源抽采和分单元计量,提高了通风设施和通风装备可靠性,确保了瓦斯不超限,不突出。

矿井地质勘探中煤矿井下定向钻进技术的应用研究

矿井地质勘探在实际施工过程中本身具有一定的勘探环境复杂、难度大、成本高等特点。在实际勘探过程中,不同地质层面的构造及特点不同,传统技术主要以三维地震、电法、探地雷达等物探方法为主,针对断层间距小于5m的部分,实际勘探的精准度降低,影响到后续的开采作业。因此,在施工技术的选择上有着非常严格的要求。将煤矿井下定向钻进技术应用于矿井地质勘探,不仅能够减少传统施工中人力、物力的投入,还能提升勘探效率以及安全等级,是安全施工背景下多数企业重点关注的技术。基于此,为更好地分析矿井地质勘探中煤矿井下定向钻进技术的应用,本文从煤矿井下定向钻进技术出发,分析其应用策略,为我国矿井地质勘探工作的开展提供策略,推动勘探工作安全稳定发展。