极近距离煤层采空区下回采巷道位置及围岩控制研究

为解决准南煤矿极近距离煤层采空区下1501工作面安全回采问题,运用理论计算、数值模拟及现场实测等手段,研究了1501工作面巷道位置及支护方式。结果表明:为有效避开上部采空区残留煤柱影响,1501回采巷道与上部残留煤柱的合理水平错距应为9m;针对极近距离煤层采空区底板应力分布规律、岩层厚度和力学性质等,提出了巷道支护对策及支护方案;1501工作面回采过程,巷道顶底板相对移近量最大为222. 5mm,两帮相对移近量最大为151mm,巷道未出现棚腿压折、冒顶、片帮现象,工作面实现了安全回采。

大倾角厚煤层沿空掘巷窄煤柱留设尺寸研究

针对新疆矿区煤炭开采普遍留设大区段煤柱,造成煤炭资源大量浪费的问题,以准南煤矿大倾角厚煤层综放工作面为工程背景,采用理论计算、数值模拟、现场实测的方法,研究了工作面侧向支承压力分布规律,提出了窄煤柱沿空掘巷的巷道位置范围,并对不同宽度窄煤柱的支承压力、塑性区及巷道变形量做了数值模拟分析,结果表明合理的窄煤柱尺寸为5~6m,研究结果为该矿实施窄煤柱沿空掘巷提供一定的参考依据。

大断面煤巷快速掘进空顶距及支护方案研究

为了提高小甘沟煤矿1102综放面大断面煤巷掘进效率,综合运用理论分析、数值模拟及现场试验手段,研究了大断面煤巷空顶距、支护方案。通过研究得出以下结论:基于大断面煤巷顶板岩层岩性、厚度、力学性质特征,利用薄板理论建立空顶区顶板力学模型,得到最大安全空顶距为3.2 m;将巷道原支护方案改进为“一次让压+二次补强”支护,并确定了二次补强滞后一次让压支护的合理距离为12.8 m;现场试验表明,在改进后的空顶距及支护方案下,巷道顶底板最大相对移近量为68 mm,两帮最大相对移近量为42 mm,巷道掘进效率比原来提高了60%,巷道实现了安全快速掘进。

岱庄煤矿双向防水闸门硐室及自动控制系统设计

岱庄煤矿1160采区、2160采区开采下组煤受奥灰水威胁,2160采区煤炭需经1160带式运输机送至-580带式运输系统,根据《煤矿安全规程》需在带式运输机巷建防水闸门。为能有针对性隔离突水灾害采区,决定建立双向防水闸门硐室。考虑提高矿井自动化水平,降低工人劳动强度,决定结合可编程控制技术设计建立防水闸门自动控制系统,完成防水闸门的现场自动控制和远程控制。建成后,进行注浆耐压试验和快速关闭试验,验证其能在50 s内快速关闭防水闸门且不出现漏水情况,可用于煤矿井下实际生产。

富水特厚砂砾岩下采煤覆岩破断特征及采高确定

为确定干沟煤矿2601工作面受富水特厚砂砾岩影响下的安全采高,综合运用现场实测、理论分析、数值模拟及相似模拟实验的方法,对工作面导水裂隙带高度进行了研究。研究结果表明,干沟煤矿工作面覆岩裂采比实测值为7.5,以裂采比7.5计算了2601工作面在不同采高条件下覆岩的导水裂隙高度,确定了工作面安全采高上限为5.0 m;在设定采高5.0 m条件下,采用数值模拟及相似模拟实验进一步验证得出覆岩破坏高度分别为40.0、37.0 m,与利用裂采比7.5预计的结果相近,说明2601工作面采煤高度确定为5.0 m是可行的。

基于顶板周期来压规律的高位抽采钻孔参数确定研究

通过相似模拟实验、现场实测及理论计算等手段,对塔河煤矿11B801综放工作面高位瓦斯抽采钻孔参数展开研究。结果表明:11B801综放工作面回采过程中存在"大、小周期"来压现象,小周期平均来压步距约15. 5m,大周期平均来压步距约65. 0m,"大、小周期"与瓦斯运移通道及聚集场所的发育密切相关;基于"大、小周期"来压步距确定了高位钻孔有效抽采长度,并反推计算出钻孔孔深、仰角、压茬距等参数;通过对工作面回采过程中顶板来压及钻孔抽采浓度监测数据分析,验证了利用"大、小周期"来压步距反推计算钻孔参数的合理性,11B801综放工作面上隅角瓦斯浓度控制在0. 47%以下,保证了11B801综放工作面安全高效生产。

顶板来压规律对高位钻孔瓦斯抽采浓度的影响及抽采钻孔参数优化

通过现场实测、理论分析及Fluent数值模拟等方法,研究了新疆某矿12B801综放工作面支架工作阻力及高位钻孔瓦斯抽采浓度变化。结果表明:顶板来压呈现大、小周期变化规律,大周期平均来压步距约60.0m,小周期平均来压步距约15.5m,大、小周期来压直接影响着高位钻孔瓦斯抽采浓度;利用大、小周期来压规律,对原设计抽采钻孔参数进行了优化,Fluent模拟表明钻孔优化后可将工作面上隅角瓦斯浓度比原始钻孔降低45%以上。现场实测优化后钻孔瓦斯抽采浓度比原方案提高近1倍,工作面上隅角瓦斯最大浓度降低了60%,证明了抽采钻孔优化的合理性。

特厚承压含水砂砾岩下综放开采安全采高确定

以伊犁伊宁矿区富水特厚砂砾岩下煤层综放开采为工程背景,利用现场实测得出煤层回采后覆岩裂采比为7.5,并以此预测了2601工作面在不同采高条件下导水断裂高度,认为安全采高为5.0 m。采用固液耦合相似模拟验证结果表明:在采高8.5 m条件下工作面推进90 m工作面发生突水,突水前含水层水压呈现缓慢下降、上升、震荡、急剧下降的变化趋势;在采高5.0 m条件下,工作面没有出现涌水,覆岩裂隙高度仅为37 m,与裂采比7.5的预测结果相近,2601工作面综放高度5.0 m是可行的。