坚硬厚煤层综放开采顶煤弱化技术的探讨

坚硬厚煤层(f>2.5)综放开采的关键问题是顶煤破碎和垮落困难,顶煤预先弱化技术是解决这一问题的有效方法。本文根据红会一矿现场试验和观测,分析了综放工作面坚硬顶煤预先爆破的弱化作用机理和规律。     

坚硬顶板特厚煤层综放工作面切顶卸压技术研究与应用

针对坚硬顶板特厚煤层综放工作面初采期间矿压显现强烈、顶煤不易垮落、冒放性较差,以及回采期间小煤柱临空巷道变形严重、维护困难的情况,通过采用初采前切眼爆破放顶、回风巷爆破切顶卸压、胶带巷水力致裂的综合矿压治理措施,使得工作面初采以及正常回采期间矿压显现显著减弱、巷道变形减小、两端头悬板能及时垮落、顶煤回收率明显提升,为本工作面及相邻工作面回采创造有利条件。现场实践表明该方法可以有效解决坚硬顶板特厚煤层综放开采的强矿压显现问题。     

坚硬顶板综放工作面通风系统优化改造分析与实践

针对高瓦斯特厚煤层综放开采工作面,坚硬顶板的垮落对采场瓦斯涌出与冲击地压有决定性作用。根据宽沟煤矿综放工作面布置参数,必须施工不同的工艺巷采取超前爆破深孔预裂爆破的技术处理顶板,基于不同的工艺巷布置条件,对工作面通风系统进行了优化、改造以及实践。为工作面通风、瓦斯防治、顶板处理提供理论依据和技术支持。     

顶板预裂爆破技术在工作面初采期瓦斯治理中的应用

高瓦斯煤矿坚硬顶板大面积垮落过程会引起大量瓦斯骤然涌出,必然导致工作面上隅角瓦斯积聚和回风流瓦斯浓度超限。为研究顶板预裂爆破技术在工作面初采期瓦斯治理中的效果,以余吾煤业S5202综放工作面为背景,分析了坚硬顶板大面积垮落所造成的上隅角瓦斯积聚和瓦斯浓度超限原因,设计优化炮孔的布置参数及其爆破的时间和方式,顶板预裂爆破技术实施后绘制工作面的走向和倾向压力分布曲线。研究结果表明:顶板预裂爆破实施后,坚硬顶板及时垮落,形成垮落裂隙,预裂裂隙及时连通高抽巷,在工作面推进过程中,本煤层和邻近层卸压瓦斯被高抽巷抽走,初采期瓦斯涌出量大为减少,瓦斯治理效果明显,未出现上隅角瓦斯积聚和回风流瓦斯浓度超限等现象。     

坚硬顶煤预裂弱化爆破在大佛寺矿井的应用

在坚硬厚煤层中采用放顶煤开采方法,顶煤不易冒落,采用施工工艺巷,深孔预裂弱化爆破的方法,使顶煤抵抗外力破坏的整体强度预先降低,在支撑压力的作用下,及时垮落和破碎到放煤所需的程度,有效提高了顶煤回收率。     

提高浅埋坚硬特厚煤层顶煤冒放性技术研究

为了深入分析浅埋坚硬顶煤破断、垮落的运动特征,以千树塔煤矿11301综放工作面作为研究背景,采用数值模拟和现场试验的方法对坚硬顶煤破断特征、垮落结构进行了研究。结果表明:正常推进阶段,靠近工作面两端头位置,坚硬顶煤容易形成"悬臂"结构,破断的坚硬顶煤块体垮落容易形成挤压平衡"拱"结构。本文提出以深孔爆破方式弱化坚硬顶煤,减小坚硬顶煤悬臂长度;以放煤工艺优化方式降低坚硬顶煤块体垮落成拱几率,并在现场得到了成功应用。     

急倾斜坚硬煤层预弱化放顶煤技术

针对急倾斜综放面煤体坚硬、节理裂隙不发育、煤层厚度大及顶板比较坚硬的实际状况,提出了在顶煤中布置1条专用于预爆破的工艺巷,在工艺巷内向上部顶煤布置钻孔,进行深孔爆破,以此改变顶煤的整体力学性能,使顶煤弱化,达到了提高顶煤采出率的目的。     

特厚煤层综放面初采水压预裂弱化顶板现场试验研究

针对坚硬顶板下特厚煤层综放工作面在初采阶段顶煤、顶板难以自行垮落造成的采空区悬顶面积大、漏风严重,以及悬顶突然大面积垮落带来的冲击力对设备和人员造成危害和初采期顶煤回收困难等问题,提出了初采水压预裂弱化顶板的技术方案,通过理论分析、数值计算和现场矿压监测等方法,对比实施水压预裂和未水压预裂综放工作面初次来压数据,分析了初采水压预裂对特厚煤层综放面坚硬顶板及时垮落的影响。结果表明,深孔水压预裂使61601综放面的老顶初次来压步距从61m缩短为50m,增加了煤炭回收率,改善了特厚煤层综放工作面初采期间的安全生产条件。     

急倾斜特厚煤层综放面超前预裂爆破顶煤弱化技术

针对神华新疆能源有限责任公司碱沟煤矿急倾斜特厚煤层综放工作面顶煤弱化的问题,运用理论分析和现场实测相结合的方法,分析了超前预裂爆破技术的基本原理,介绍了+564mB3+6工作面设备和采煤工艺。根据现场+564mB3+6工作面的实际情况,提出了采用超前预裂爆破顶煤弱化技术,确定了超前预裂爆破的技术参数。现场试验结果表明,采用超前预裂爆破顶煤弱化技术效果显著,顶煤变形明显,裂隙发育广泛,达到降低顶煤力学强度和断裂韧性的效果,大大提高顶煤的放出率,从而有利于急倾斜特厚煤层综放面的安全高效回采。     

高瓦斯综放工作面顶板深孔预裂爆破技术应用

余吾煤业S2206高瓦斯综放工作面基本顶岩层厚度大、致密坚硬,初采时易形成大面积悬顶,突然大面积垮落时,易造成工作面矿压显现剧烈、瓦斯骤然升高等问题,基于此,提出对S2206工作面进行初采前顶板弱化,并通过开切眼深孔预裂爆破,预先破坏开切眼顶板的完整性,缩小了顶板初次垮落步距,杜绝了这种顶板大面积来压隐患,同时提前回收了顶煤,实现了S2206工作面安全、高效生产。     

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。     

工作面倾角对含硬煤夹层顶煤放煤方式的影响

为了研究工作面倾角对顶煤放煤方式的影响规律,采用PFC2D数值模拟软件,模拟了不同倾角综放面依次采用不同的放煤方式开采散体顶煤的冒放规律,统计出了不同放煤方式时工作面倾角与顶煤放出率的关系,得出了综放工作面倾角为15～30°时优选双轮顺序放煤。应用散体介质力学原理,分析了工作面倾角不同时影响煤矸流动规律的主要因素为自然安息角和煤岩成拱;探讨了工作倾角与上、下部煤矸分界线的关系,且煤岩成拱概率随工作面倾角增大而增大;此外,指出了工作面倾角不同时自然安息角和煤岩成拱对煤矸流动规律的作用程度不同。     

漳河水库下厚煤层综放开采技术研究

为保障五阳煤矿7802工作面漳河水库下厚煤层综采放顶煤安全开采,研究综放开采导水裂缝带高度发育规律,探讨了综放采场覆岩结构破坏及采动渗透性间关系,计算了水库下综放开采安全所需防水煤柱高度,制定相应的防治水技术措施。结果表明:中至坚硬覆岩综放开采导水裂缝带发育高度基本与煤层一次采高成正比,比例系数为20.22;煤层顶板基岩厚度大于水库下安全开采所需煤柱高度;监测知井下工作面涌水与地表水体没有水力联系,实现水库下压煤安全开采。     

特厚硬煤层综放开采合理区段煤柱尺寸研究

 水帘洞煤矿3801综放工作面地质条件极其复杂,合理确定区段煤柱是实际遇到的工程难题。通过采场前后方侧向应力场与位移场在线观测,获得了综放沿空实体煤侧向应力分布规律及变形情况;通过数值模拟得到了不同煤柱尺寸沿空实体煤侧向应力分布变化规律。综合分析得到了合理煤柱留设尺寸,为彬长矿区同煤系特厚硬煤层综放开采确定合理煤柱尺寸提供了科学依据。     

水体下综放开采的安全煤岩柱留设方法研究

为了合理留设水体下特厚煤层综放开采的安全煤岩柱,根据实测资料回归得出了适用于综放开采工作面中硬、软弱覆岩条件下的＂两带＂高度的计算公式,提出了水体下综放开采安全煤岩柱保护层的＂有效隔水厚度法＂和＂最小安全厚度法＂的留设方法,分别提出防砂安全煤岩柱、中等富水性水体和强富水性水体防水安全煤岩柱保护层的留设值。在此基础上,完成了水体下综放开采条件下中硬、软弱覆岩的安全煤岩柱的留设方法。     

特厚煤层大采高综放开采工作面的安全保障技术

通过对特厚煤层大采高综放面瓦斯分布、涌出规律及"三带"的研究,提出大采高综放面瓦斯等灾害治理新技术,为大采高综放面开采提供安全保障,改善作业环境,为实现大采高综放面安全、高产、高效提供技术支撑。     

大采高综放割煤高度合理确定及放煤工艺研究

为提高塔山矿石炭系特厚煤层顶煤采出率,运用数值分析、相似模拟分析、实测统计分析以及工业性试验等方法,研究了大采高综放开采工艺中最为关键的机采高度及放煤工艺问题。研究及实践结果表明,在塔山矿8105工作面的地质开采条件下,合理机采高度为4.0～4.3 m,合理放煤步距为一刀一放0.8 m,合理放煤方式为多轮间隔顺序多口放煤。     

大采高综放开采技术标准体系研究

针对目前我国特厚煤层大采高综放开采技术研究尚缺少相关技术标准及技术标准体系的问题,对此相关技术标准进行了研究。按照GB/T 13016—2009《标准体系表编制原则和要求》,建立了大采高综放开采技术标准体系,确定了大采高综放开采技术标准体系的结构与框架形式,列出了技术标准体系表与明细表,提出了急需研究制定的大采高综放开采工作面设计规范、生产管理规范等62项标准,以提高我国厚煤层开采技术与装备的标准化水平。