矿区专用铁路开采沉陷预计及治理系统研究

在矿区铁路下进行放顶煤开采所引起的地表及铁路的变形量大，变形速度快，从而导致矿区铁路维护困难。如果在开采前及开采过程中对地表及铁路的变形预计不准确，维修措施不当，将无法保证矿区铁路的正常运输，甚至出现安全行车事故。为此，研究开发了综采放顶煤条件下铁路开采沉陷预计及其治理系统，该系统通过对地表及铁路的变形进行较为准确的预计，可提出铁路线路及道岔的维修治理措施。     

采动条件下矿区铁路及站场变形预计系统研究

针对铁路下的煤层被采出后,采空区上方的岩层和地表移动导致的铁道线路及其他建筑物移位的问题,提出了厚煤层条件下放顶煤开采区的矿区铁道线路及站场道岔群的沉陷预计系统,掌握铁道移动与变形特点及动态变化规律,从而提出合理的线路维护措施尤其是铁路站场道岔群变形的治理技术,可保障铁路运输生产的正常进行及行车安全.     

超长综放面开采地表移动变形规律的实测研究

为研究超长综放工作面开采条件下地表移动变形规律,指导矿井生产,在兴隆庄煤矿4326超长综放工作面上方设立了地表移动观测站。通过对观测资料的分析研究,获得了该区条件下超长综放工作面开采时的地表移动变形规律和有关参数,给出了煤柱上方的概率积分法预计结果修正公式,并与普通综放面岩移参数进行了对比分析。     

复合水体下特厚煤层综放开采安全性研究

为解决采空区和地表塌陷积水组成的复合水体下综放开采安全性问题,以灵露煤矿一采区Ⅱ3特厚煤层所面临的由Ⅱ2-1煤层采空积水和地面塌陷积水组成的复合水体下开采为例,采用工程类比和理论分析相结合的方法,计算得出了综放开采覆岩破坏高度以及防水、防砂和防塌安全煤岩柱高度|基于采空区积水区和开采煤层之间的距离与安全煤岩柱高度的差值,采用克里格差值法分别绘制了采空区积水对开采煤层充水、溃砂和防塌的影响图,综合分析了一采区Ⅱ3受顶板复合水体威胁情况,最终评价了复合水体下综放开采的安全性。研究结果表明：一采区开采能满足对地表塌陷积水留设防水安全煤岩柱的要求,地表塌陷水体下特厚煤层综放开采是安全的|对复合水体采取留设安全煤岩柱,物探和钻探疏放水相结合等综合防治水技术措施后,复合水体下综放开采是安全可行的。     

"U"型采煤工作面上隅角瓦斯超限处理方法分析

西曲矿9#煤层19104综采工作面采用“U”型通风系统,由于工作面的推进,上覆采空区不断垮落,采空区瓦斯大量涌入,加上本煤层瓦斯的涌入,其上隅角瓦斯常处于超限状态,不仅影响工作面的正常生产,也威胁着矿井安全。在实践中,通过对处理上隅角瓦斯隐患的各种措施进行分析比较,得出在不同瓦斯涌出量条件下,行之有效的技术措施。     

活鸡兔井1^-2煤复合区采煤方法论证

适宜的采煤方法是建设高产高效矿井的关键。为满足活鸡兔井1^-2煤复合区的开采需求,结合采煤方法的选择原则,选择综采放顶煤采煤法对复合区煤层进行开采。从复合区煤层的倾角、厚度、围岩性质及地质构造和含水性等多方面因素分析该煤层选择综放开采的原因及必要性,并对管理水平以及员工综合素质、综放开采冒放性(自动垮落性)等有利因素进行论述。后续的工作面回采实践结果表明,综采放顶煤采煤方法采放比适中,开采有序,安全性强,为其他类似煤层的开采提供了一定借鉴。     

特厚煤层实现综放开采的可行性研究

以山西焦煤汾西矿业集团公司新阳矿9-10-11#合并层,即下组煤南采区S1103综放工作面为例,系统地分析研究了特厚煤层综放开采的适应性、采煤工艺及回收率等关键技术问题,该技术的推广应用,对提高单产产量,加快高产高效矿井建设,以更低成本实施综合机械化放顶煤开采技术具有重要的借鉴意义.     

大同矿区“三硬”条件地表沉陷数值模拟

针对大同矿区“三硬”条件马脊梁矿2号402盘区刀柱开采引发的井下工作面顶板大面积突然垮落和地表整体塌陷，采用三维有限差分法FLAC^3D软件进行采场力学行为模拟分析.从煤层的开挖到地表的塌陷，全面分析了开采历史过程的应力场、位移场和破坏场的分布与变化，以及采场内煤柱的稳定性.提出了采场内煤柱失稳破坏引起采场应力重新分布，出现煤柱群连续失稳破坏的多米诺效应，从而导致采空区顶板大面积突然垮落和地表整体塌陷.     

特厚煤层综放沿空掘巷小煤柱合理宽度综合确定方法

为解决特厚煤层综放开采大煤柱尺寸下煤炭资源损失量大、沿空掘巷小煤柱合理宽度确定方法单一、研究结果与工程实际存在较大差距的问题,本文以扎赉诺尔矿区灵东煤矿为工程背景,提出了基于JW-6型地下高频电磁波CT系统、钻孔应力监测系统、数值模拟等多手段下特厚煤层综放沿空掘巷小煤柱合理宽度的综合确定方法,并依据此方法分析了灵东煤矿特厚煤层综放开采侧向支承压力分布规律及演化规律、煤柱承载及变形特征,以此确定了灵东煤矿特厚煤层综放沿空掘巷小煤柱合理宽度为6.0～9.0m。工程实践结果表明,该综合分析方法确定的特厚煤层综放开采小煤柱宽度合理,回采期间巷道围岩变形量绝大部分控制在300mm以内,变形量小,满足工作面安全生产需要,提高了煤炭资源回收率。该研究成果对特厚煤层综放沿空掘巷小煤柱合理宽度的确定具有重要参考意义。     

兖州矿区厚冲积层条件下地表移动观测与采动充分性探讨

厚冲积层条件下的开采充分性问题,对兖州矿区"三下"采煤工作有重要影响,有必要对充分性的判别方法进行探讨。根据地表移动实测资料,分析了兖州矿区厚冲积层条件下综放开采地表沉陷的特点,在开采充分性分析的基础上,提出了采用基岩厚度作为开采充分性判别方法。应用直流电测深和地震2种物探方法勘测上覆基岩破坏的分布范围和空间展布进行了验证。研究结论对于本矿区"三下"采煤有重要的指导意义。     

高瓦斯综放工作面均衡开采技术的模拟

高瓦斯综放工作面的均衡开采技术,主要是通过控制采煤机的割煤速度来保证工作面瓦斯不超限,同时使得工作量产量满足要求。结合阳泉矿区某矿9804综放工作面的开采技术条件,均衡开采技术进行了CFD模拟研究,结果表明:9804综放工作面采煤机的均衡割煤速度1.8m/min,与理论计算结果1.7 m/min基本一致,验证了均衡开采理论模型的合理性、可靠性。     

用系统理论和方法解决“三下”采煤复杂问题

应用他组织系统理论和Simulink方法探索合理直观地解决多问题和多任务的复杂“三下”采煤问题。通过工程实例构造了系统模型,并对某工作面为防止水体下泄和建筑物破坏进行确定限制采高和工作面终采线位置优化。分别得到限定采高和终采线距建筑物水平距离的优化结果。表明该方法具有方法较简便、结果较合理,过程直观和计算工作量小的优点。     

提高综放工作面端头煤层放出率的试验

为了提高综放工作面端头顶煤的放出率,进行了软厚直接顶(顶煤)条件下综放工作面端头区放煤的现场试验。实测研究了综放面端头区放煤条件下的矿压显现特征,优化了端头区放煤参数,并对放煤效果进行了实测分析。试验结果表明,软厚直接顶及顶煤具有较好的随动性和充填程度,利于端头放煤的安全高效实施。综放面端头区顶板压力很小,是工作面中部的6.54%。由于端头放煤后端头区顶板活动加剧,顶板压力增大了26.64%。综放面端头区放煤的顶板控制关键是"护"和"稳",改善端头支护系统的稳定性是端头区安全放煤的保障。根据综放面端头顶板的稳定性程度,合理确定了端头区的可放煤区域和双轮或三轮顺序不等量控制放煤工艺。     

矿区铁路线下采煤优化设计的数值方法

 开采沉陷预计是煤炭开采过程中不可缺少的部分,为了研究工作面开采时铁路线地表移动,解决实际开采过程中可能出现的安全隐患,以某煤矿为原型,运用FLAC3D数值模拟软件,通过岩样力学参数初始值,利用两轮均匀实验设计,依据该煤矿已有的采区地表沉陷监测数据,建立采区数值计算模型,对工作面上方受开采影响的铁路线进行了数值模拟研究与预计。采用相同地质参数模型研究与分析附近工作面在三种不同开采设计方案下,对新建跨铁路桥的影响程度,从而推出最佳的开采方案,为铁路线与跨铁路桥的安全运营提供有力的保障,也为铁路桥下的安全采煤提供了一定的科学依据。     

特厚煤层综放面高精度微震监测技术的应用

为了研究同煤集团塔山煤矿特厚煤层综放面围岩运动的规律、科学地进行开采设计并为矿山压力控制提供科学依据,根据综采放顶煤工作面的实际情况,按高精度微震监测技术的要求,确定了测区布置的原则,分析了影响监测定位精度的主要因素,对采集数据进行了研究比对,初步得出了塔山煤矿特厚煤层综放工作面围岩运动参数.     

综放工作面终采线防灭火技术在济宁三号煤矿的应用

自燃煤层综放工作面停采前为创造撤面条件,顶煤无法回收,工作面支架回撤后,顶煤冒落,当工作面封闭不严或沿空掘巷留设的沿空煤柱裂隙发育煤体破碎时,构成了漏风通道,给采空区丢煤自燃提供了条件,从而极易造成已封闭采空区终采线自然发火,如何迅速判断发火位置,利用有效手段将发火点快速消灭,减少自然发火对矿井的危害和降低防治过程中的材料浪费是矿井主要解决问题。通过对163下04工作面终采线自然发火的研究,总结了一套行之有效的综放面终采线防灭火技术。     

膏体充填工作面顶板及地表沉陷过程数值模拟

为了掌握膏体充填工作面上覆岩层的移动规律及地表沉陷情况,对比与垮落法的不同,基于充填采矿对未来煤矿开采的重要性,文章以某矿村庄下膏体充填开采研究为背景,采用FLAC软件进行数值模拟.模拟分步开挖、分步充填、膏体强度逐步增强的开采、充填过程,与实际作业过程一致.得出了开采过程中工作面顶板与地表的动态下沉和沉陷控制效果曲线图,并与垮落法对比,总结出充填工作面顶板和地表的沉陷规律.研究结果表明:膏体充填工作面最大下沉系数仅为0.11,膏体充填能有效控制上覆岩层移动,显著降低地表沉陷;充填早期顶板下沉量占最终下沉量的大部分,缩短顶板暴露时间及膏体凝固时间、加强膏体凝固前的顶板支护、提高充填作业质量是控制地表下沉的关键.     

16201~(-1)综采放顶煤工作面防治煤与瓦斯(CO_2)突出危险研究

窑街煤电公司一号井六采区16201-1工作面布置在突出煤层区域内,设计工作面采用综采放顶煤采煤方法,在采取一系列防治煤与瓦斯(CO2)突出措施后,排除了煤与瓦斯(CO2)突出危险,在掘进及回采过程中没有发生突出现象,证明了对该工作面采取的防治煤与瓦斯(CO2)突出措施及措施效果检验排除煤与瓦斯(CO2)突出危险的结论是可靠的,对今后突出煤层综采放顶煤工作面防治煤与瓦斯(CO2)突出危险研究将有一定的借鉴意义。     

砂墩子矿井4-煤采煤方法与设备选型设计研究

针对砂墩子矿井4-1号煤层赋存和开采技术条件,分析了分层开采、大采高综采和综放开采的适用性,总结了各采煤方法的优缺点,最终确定采用综放开采,同时分析了4-1号煤层的顶煤冒放性|并根据规范要求对综放工作面的液压支架、采煤机、刮板输送机等主要设备选型计算进行了设计研究。开采实践证明,综采放顶煤采煤法适用于砂墩子矿井4-1煤层条件,工作面选取的配套设备合理适宜,实现了“一井一面”的高产高效矿井生产模式,为三道岭矿区4-1煤开采提供了指导和借鉴意义。     

深厚表土薄基岩综放工作面地表沉陷与冲击地压联动效应研究

结合新巨龙矿井深厚表土薄基岩综放工作面冲击地压防治问题,开展深厚表土层地表沉陷与冲击地压联动效应的实测研究。研究表明:深厚表土薄基岩首采综放工作面地表沉陷启动距约为114 m,仅为采深的1/7,远小于一般采场的启动距(1/4~1/2)倍采深。当地表进入充分采动阶段后,地表沉降速度与冲击地压存在明显的联动效应:地表沉降速度开始迅速增加时,工作面动压显现强烈;地表沉降速度迅速增加一般超前工作面动压显现。综合分析微震和地表沉陷数据,验证了岩层运动、地表沉陷与冲击地压发生具有一定相关性,可作为冲击地压预警的辅助参考。