近距离煤层煤柱及采空区下综采工作面矿压规律研究

为了研究近距离煤层上部区段煤柱和采空区对下煤层综采工作面开采的影响,运用FLAC3D数值模拟和工程实践相结合的方法,研究了三交河煤矿2-2-601综采工作面在上覆已采煤层留设煤柱和采空区下开采时的应力分布规律。结果表明:综采工作面在煤柱与采空区下的矿压显现呈现不同规律:煤柱下方液压支架的最大工作阻力大于采空区下支架载荷;在周期来压时,煤柱下方液压支架的循环末阻力比采空区下方增加了332.1 k N,平均来压步距增加1.07 m,而动载系数下降了8%;煤柱两侧边界下方载荷高于煤柱中部下方载荷,并在煤柱中心线处出现峰值,煤柱正下方及边缘两侧各10 m为影响区域。

极近距离煤层回采巷道外错布置方式的合理错距

针对山西煤炭运销集团芦子沟煤业有限公司10#和11#两层极近距离煤层联合开采中出现的问题。通过现场调研、实验室力学性能试验、理论分析及数值模拟相结合的方法,对煤柱稳定性、煤柱宽度的留设及其支撑压力的分布和煤柱支撑压力对底板的破坏范围进行研究,利用FLAC3D数值模拟软件,确定适合该矿合理回采巷道的外错布置方式的合理错距为9 m。

近距离煤层开采过煤柱矿压显现规律研究

当上方煤层采用留煤柱形式开采时,在采煤柱下方的工作面的矿压显现特征会明显不同于全部垮落法开采的矿压显现。为分析某矿过煤柱时的矿压显现特征,采用现场实测的方法进行研究。研究结果显示,下方工作面在过上方煤柱时应力最大值7.2 MPa,应力集中系数为1.18;工作面开采过程中受到上方煤柱影响出现应力集中的范围是14 m,进入煤柱前1m开始受到影响,出煤柱后1 m影响开始消失。

高瓦斯煤层群煤柱综采工作面立体抽采技术研究与实践

在平煤股份一矿开采高瓦斯、近距离自燃煤层群背景下,对戊10-31100综采工作面过煤柱期间瓦斯涌出量进行预测,探索出了综合运用预抽邻近层采空区瓦斯、工作面上隅角插管抽采瓦斯、高位迎面斜交钻孔抽采瓦斯、高位抽采巷抽采瓦斯和导入法抽采瓦斯等有效的立体抽采技术实施后,杜绝综采工作面瓦斯超限事故,实现煤层群煤柱综采工作面安全高产高效。

浅埋深近距离易自燃煤层群开采工作面防灭火技术

根据神东矿区浅埋深近距离易自燃煤层群开采的特点,以上湾煤矿12302综采工作面为例,综合分析了工作面回采过程中引发采空区遗煤自燃的原因。结合工作面生产中的实际参数,在坚持"预防为主,综合治理"的原则下,编写了工作面回采时的综合防灭火技术措施,为保证工作面的安全回采提供了技术指导,完善了神东矿区浅埋深近距离煤层群开采的防灭火技术方案。

近距离煤层综采工作面过大断面空巷开采技术

基于马脊梁煤矿近距离煤层14-3#煤层305盘区8505综采工作面过大断面空巷的实际难题,通过对8507面过大断面空巷期间出现问题的反思分析,采用对比法、细节推理法及实践反推法,得出了合理的过大断面空巷开采方案,并提出过空巷全程管控的施工技术。实践结果表明:采用掘进支护优化、加固支护优化、调斜开采、推进速度控制及全程管控措施5项综合技术,8505面过大断面空巷仅用37h,实现了安全高效过空巷,可为同类条件综采面过大断面空巷提供借鉴经验。

近距离煤层连续采煤机短壁开采技术应用研究

基于中煤平朔井工二矿29208边角煤主采的下部11#煤层与9煤采空区平均层间距3.2m近距离煤层条件,从巷道布置、顶板支护及控制、回采工艺等方面介绍了短壁开采工艺技术在近距离煤层条件下回采中的应用。现场实践表明,结合行走支架护顶房柱式短壁开采技术,通过留设局部隔离煤柱及爆破强制放顶的方法,实现了顶板的安全有效控制、短壁近距离煤层一次回采,提高回采率的同时,也保证工作面的作业安全。

近距离煤层复杂采空区下工作面安全开采影响因素分析

根据近距离煤层开采的特点,以石圪台煤矿31202-1工作面为例,结合工作面井上下位置关系及周边采掘部署情况,对多层采空区以及小煤窑复杂采空区多重影响下,工作面安全开采的影响因素进行了科学分析,从本工作面“两道两线”和联络巷重点防控区域、上覆22煤和12上煤采空区、小煤窑采空区3个方面分析了31202-1工作面开采受复杂采空区影响的程度。

近距离煤层回采巷道布置方式数值模拟研究

以西曲矿8#煤和9#煤近距离煤层地质条件为工程背景,综合采用现场实测与数值模拟相结合的研究方法,对布置于北二盘区下部9#煤中的29205综采工作面回采巷道合理布置方式进行了研究。通过分析不同布置方案条件下29205综采工作面正巷所受垂直应力大小以及围岩塑性破坏范围,得出了该矿8#煤和9#煤近距离煤层地质条件下回采巷道的合理布置方式,数值模拟结果对于该矿8#煤和9#煤近距离煤层开采具有指导作用。

浅埋煤层群开采工作面合理布置方式研究

根据神府矿区主采煤层开采实际情况,采用物理相似模拟和数值模拟实验,分析了浅埋煤层群开采煤柱下方的覆岩垮落规律、支架受力分析、应力传递特征及煤柱合理错距对地表的影响。综合得出了2-2煤与3-1煤区段煤柱的最小错距为50 m,并运用理论计算,确定了同采工作面初采阶段的合理错距应大于131.4 m,正常回采期间大于79.1 m。依据研究结论,建立2-2煤与3-1煤联合开采的工作面布置方式模型。

构造复杂厚煤层断层煤柱综放开采配套技术研究

系统分析矿井与断层区域构内造水文地质条件,结合物探所得断层情况,开发了以厚煤层断层煤柱综放工作面的巷道布置方案、综放采煤工艺为主的断层煤柱综放开采技术,并设计了采面防治水设备设施配置;分别对YF8断层下盘保护煤柱和YF20-3断层上盘保护煤柱进行了成功试采,可为类似条件下断层煤柱综放开采提供借鉴经验。

新强煤矿急倾斜煤层综采工作面采煤工艺研究

在分析优化工作面作业方式和回采工序的基础上,提出了适合新强煤矿急倾斜煤层综采工作面的合理开采工艺并进行了实践应用。结果表明:使用该开采工艺,新强煤矿五采区取得了显著的经济效益,工作面煤炭采出率由原来的78%提高到91%,同时大大改善了开采的安全条件并降低了工人的劳动强度。

极近距离煤层不同采煤工艺联合开采合理错距的确定

山西灵石某矿9#和10#煤层间距只有2.3 m,故采取9#煤高档普采、10#煤综采的联合开采方式。开始回采时根据其他矿的经验错距控制在15 m左右,但是2个工作面的压力始终很大,9#煤工作面单体支柱出现几次压爆现象,10#煤工作面煤壁整体片帮严重。为了减小工作面的压力,通过对其进行理论分析和现场矿压观测,确定出极近距离煤层不同采煤工艺联合开采时的合理错距,从而实现了安全高效的联合回采。

近距离煤层综采工作面侧向压力分布规律

为确定木瓜煤矿近距离煤层综采工作面区段煤柱的合理宽度,基于矿山压力与岩层控制理论,建立了侧向岩层断裂的三角块结构力学模型,确定基本顶沿工作面推进方向断裂长度和沿侧向断裂跨度为11.9 m,三角块在煤体中的断裂位置为11.5 m;同时应用数值模拟的方法,建立采场三维力学模型,得出随采场推进巷道侧向支承压力峰值为20 MPa、应力集中系数最高2.55和塑性区范围10 m左右,最终确定区段煤柱的合理宽度为18 m,经现场检验回采巷道受综采工作面采动影响小。

近距离下煤层综采工作面侧向支承压力分布研究

为确定木瓜煤矿近距离下煤层综采工作面区段煤柱的合理宽度,基于矿山压力与岩层控制理论,建立了侧向岩层断裂的三角块结构力学模型,计算出基本顶沿工作面推进方向断裂长度和沿侧向断裂跨度均为11.9 m,三角块结构在煤体中的断裂位置为11.5 m;同时应用数值模拟的方法,建立采场三维力学模型,得出随采场推进巷道侧向支承压力峰值为20 MPa、应力集中系数最大为2.55、塑性区范围为10 m左右。经现场检验,区段煤柱的合理宽度为16～18 m时,回采巷道受综采工作面采动影响较小。

切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术在综采工作面的应用

西山煤电集团官地煤矿12605工作面东北侧为12603工作面,与本工作面相距23 m,西南侧为未采区,切眼东南侧存在2#煤层小窑破坏区。为确保井下安全掘进开采,该矿探索应用切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术,使恒阻锚索在留巷的过程中发挥了较好的悬吊作用,同时有效保护了锚固端;在切缝设计上,采用双向聚能爆破预裂技术,达到被爆破体按设定方向张拉断裂成型的目标。切缝孔布置在巷帮与顶板夹角处。实践表明:切缝孔间距为500 mm时,现场的爆破成缝效果最好。再辅以科学的临时支护方案,确保了采区顶板稳定和巷道支护稳定。

浅埋深近距离煤层群综采工作面低氧原因分析与防治对策

基于神东矿区厚松散层薄基岩浅埋深近距离煤层群的开采特点,分析了工作面低氧气体的来源及涌出原因,给出了工作面低氧的防治对策。认为:神东矿区煤层处于N2-CO2带,加之采空区遗煤低温氧化产生大量低氧气体,在通风负压和大气压力的作用下,通过漏风通道由采空区向回风隅角涌出,造成工作面低氧。低氧的防治是多种技术手段的综合应用,在开拓开采方面,尽量少留或不留联巷,减少采空区遗煤,采空区达5个以上时,相邻工作面留设足够距离的隔离煤柱;在安全监测方面,设置氧气传感器、警示标牌,建立低氧预警机制;在通风系统方面,根据实际条件采用"U+L"型、"Y"型或均压通风系统;在通风技术及管理方面,采取封堵漏风通道,对采空区进行泄压等措施。

四台矿近距煤层综采工作面过断层群开采技术

针对综采工作面过断层时遇到的各类情况,分析了过断层时应该采取的方法,分别探讨了直接过小落差断层所采取的具体方法和挑顶或卧底量等具体参数的确定,以及过大落差断层采取的深孔爆破和浅孔爆破相结合方法,对综采过断层方法进行了较全面的总结。

综采工作面智能化关键技术研究现状与发展方向

为实现综采工作面的智能化,解决目前我国矿井普遍存在的开采装备技术落后、资源采出率低等突出问题,通过分析国内外综采工作面智能化开采技术应用现状,构建了综采工作面智能开采系统的主干模型,并就其中涉及到的采煤机位置监测、工作面自动取直及水平控制、煤岩界面识别、溜坡控制等关键技术进行了分析与总结,指出应用惯性导航技术是实现工作面取直的有效方法,应用热红外线技术进行煤层特征追踪技术是解决煤岩界面识别问题的有效途径;最后对综采工作面智能化的发展方向进行了展望。