工作面沿空侧采空区煤自燃危险区域研究北大核心

为研究沿空掘巷工作面在不同开采时期沿空侧采空区煤自燃危险区域,以营盘壕煤矿2202工作面和沿空侧2201采空区为例,采用煤自然发火实验分析2201采空区遗煤自燃极限参数,提出沿空侧采空区煤自燃危险区域判别条件,通过保护煤柱施工钻孔监测沿空侧2201采空区内气体体积分数和温度,利用Fluent数值模拟研究沿空侧2201采空区氧气体积分数分布规律,划分出沿空侧采空区煤自燃危险区域。结果表明:2202工作面回采期间,保护煤柱应力集中导致煤体破碎,沿空侧采空区氧气体积分数在10.1%~13.8%范围;工作面停采前沿空侧采空区氧气体积分数在10.3%~15%之间,回采期间,沿空侧采空区煤自燃危险区域为2202工作面前部45 m至后部119 m宽55 m靠近煤柱侧的狭长区域;停采前,沿空侧采空区煤自燃危险区域为2202工作面前部63 m至后部107 m宽42 m靠近煤柱侧的狭长区域。     

深部厚煤层工作面沿空掘巷合理煤柱尺寸研究

针对唐山煤矿Y485里工作面沿空掘巷留设煤柱尺寸问题,分析了采空区侧的支承压力分布规律,初步探究了沿空侧最优掘巷位置。通过FLAC3D数值模拟对采空区侧垂直应力分布进行模拟计算,得出了应力降低区范围为0~8 m,并分别模拟了不同煤柱宽度下垂直应力的分布规律,综合考虑确定工作面沿空掘巷煤柱留设尺寸为5 m,不仅可以保持巷道的稳定性,还可以最大限度的减少煤炭资源的损失。     

井下相邻采空区有害气体防治技术研究

针对塔山煤矿特厚煤层小煤柱工作面开采期间由于沿空掘巷导致与相邻采空区出现呼吸现象的问题,提出了利用地面钻孔抽放结合井下注氮,置换采空区高浓度瓦斯气体的解决方案。一方面平衡相邻采空区与小煤柱工作面之间的压差,消除采空区"呼吸"问题;另一方面利用氮气将采空区高浓度瓦斯逐步置换,使采空区内形成低瓦斯含量的混合气体,消除采空区瓦斯、自燃隐患,为小煤柱工作面的安全顺利开采奠定了基础。     

易自燃煤层沿空掘巷留小煤柱合理宽度研究

为了防止因易自燃煤层沿空掘进留设小煤柱护巷而导致工作面采空区遗煤自燃等灾害的发生,基于谢桥煤矿1221(1)工作面的实际情况,首先根据极限平衡理论计算出煤柱的预留宽度,采用FLAC~(3D)数值模拟软件分别模拟了5m,6m,7m和8m共4种不同宽度小煤柱的垂直应力场分布情况;依据小煤柱细观结构损伤与其防漏风能力关系,并结合岩体损伤过程中的渗流特性得到小煤柱漏风距离,以修正小煤柱的留设宽度。最终得出谢桥煤矿易自燃煤层1222(1)工作面应留设煤柱宽度为7~8m,并通过现场实践检验了小煤柱宽度留设的合理性。     

高瓦斯矿井孤岛工作面沿空掘巷煤柱宽度研究

采用数值模拟和现场监测相结合的方法对高瓦斯矿井孤岛工作面中沿空掘巷的煤柱宽度进行了分析。结果表明,巷道采空区侧煤柱内的垂直应力沿巷道宽度呈抛物线形分布,最大垂直应力位于巷道宽度的1/2,且巷道中部煤柱的受力和变形量都显著大于巷道上下2个部位。当沿空掘巷采空区侧的煤柱宽度为6～7 m时,煤柱具有较高的承载能力,能够有效控制巷道围岩的变形。采用钻屑瓦斯解吸指标来评价瓦斯突出危险性较钻屑量指标更安全。通过采用局部瓦斯突出危险性评价,并结合巷道内瓦斯含量监测,可有效保证高瓦斯矿井孤岛工作面沿空掘巷的安全施工。     

浅埋煤层综采面护巷煤柱尺寸和布置方案优化

根据浅埋薄基岩煤层顶板几乎沿采空区边缘垂直断裂,地表下沉速度快,采空区迅速压实等特点,运用理论分析、数值模拟和现场实测等研究方法,结合鄂尔多斯乌兰集团温家梁煤矿3-2煤层实际,得出了沿空掘巷合理护巷煤柱宽度为5m;滞后回采工作面50m左右,采空区基本处于稳定状态.在此基础上提出了在保证工作面顺序接替条件下的煤柱护巷与沿空掘巷相结合的回采巷道布置方案.现场应用表明:沿空掘进巷道和实体煤巷道在回采期间能保持较好的稳定性,使该矿工作面煤炭采出率提高了13%.     

沿空掘巷煤柱宽度优化的数值模拟研究

随着锚杆支护技术的推广应用,传统采掘体系中为回采工作面留设大煤柱的做法,正在越来越多的被小煤柱沿空掘巷所取代。本文运用FLAC数值模拟方法,对三交河煤矿采空区上下倾斜方向上煤层上方的支承压力分布状态,以及采动压力影响下相同锚杆支护方式的不同宽度煤柱沿空掘巷的围岩变形状况进行了模拟,得出了优化的沿空掘巷煤柱尺寸范围在4-6m。     

厚层膨胀型泥岩顶板巷道沿空煤柱合理留设分析

针对王家岭煤矿厚层膨胀型泥岩顶板巷道沿空掘巷小煤柱尺寸确定中存在的问题，采用理论分析、数值模拟分析等方法进行研究。理论计算表明，采空区边界煤体与采空区中基本顶的断裂位置之间距离为10.47 m；数值模拟计算发现，采空区煤体垂直应力集中系数最大可达到2.0，在距侧向煤壁5.5~10.5 m范围内，垂直应力值达14.58 MPa；考虑到工作面煤层强度较低，并且顶板为厚层膨胀型泥岩，综合确定工作面留设5 m煤柱。结果不仅能够优化工作面支承应力分布，减小沿空掘巷围岩支护难度，还能提高煤炭开采量，减少资源浪费。     

特厚煤层综放沿空掘巷小煤柱合理宽度研究

为了解决特厚煤层综放沿空掘巷小煤柱宽度确定的难题,以同忻矿8305综放工作面为研究背景,根据岩层移动理论,利用岩层三角形滑移区运动特征,分析了采空区稳定前后侧向支撑压力的分布规律,得出三角滑移区内岩体的质量在破断前后作用在煤柱上方的压力降低是侧向支撑应力减小的根本所在。同时,应用理论分析和数值模拟等方法得出采空区稳定后应力降低区宽度为17～21 m。从而将特厚煤层综放沿空掘巷小煤柱最大宽度确定为11.5 m,并利用矿压观测的手段进行了现场验证。研究表明,巷道变形量小,小煤柱留设较合理,小煤柱最大宽度11.5 m能满足工作面安全生产需要,同时提高了煤炭回收率。     

特厚煤层综放工作面沿空掘巷区段煤柱合理宽度确定

为了增强沿空掘巷巷道的稳定性,提高资源回采率,以大同矿区塔山煤矿8204工作面为研究背景,对沿空掘巷留设区段煤柱的合理宽度进行了研究。首先对特厚煤层综放工作面在沿空掘巷情况下区段煤柱的合理宽度进行了理论分析,然后采用FLAC3D数值模拟软件建立了采空区一侧不同宽度区段煤柱的力学模型,通过模拟结果表明:区段煤柱的宽度在5~10 m时,巷道处于低应力区,支护相对稳定。最后将理论计算和数值模拟相结合,同时参考塔山矿综放工作面矿压显现规律及微地震监测得出的相关结论,综合考虑巷道跨度大、隔绝采空区瓦斯等安全因素,确定了特厚煤层综放工作面沿空掘巷留设区段煤柱的合理宽度为8 m。     

试论井工煤矿边开采边复垦技术

针对传统采煤沉陷地稳沉后复垦恢复土地率低、复垦周期长等弊端,在分析讨论我国采煤沉陷地非稳沉复垦技术研发历史的基础上,提出了边开采边复垦（简称边采边复）的概念,探讨了边采边复的内涵、基本原理、技术分类与关键技术,基于实例阐述了边采边复技术的优越性。 实例研究表明：采用边采边复技术比传统复垦技术提高复垦耕地率最高达37.59%。论文还分析了该技术的适用范围和推广应用前景,适用于边采边复技术的平原高潜水位地区包括十四大煤炭基地中的5个,通过使用边采边复技术,可以及早地拯救将要形成积水的土地,将增加土地面积约6 680.8 km 2 。     

深埋煤层开采顶板基岩含水层渗流规律及保水技术

我国西部黄陇煤田降雨量少、蒸发强烈,属于干旱半干旱地区,做好煤炭开采过程中对含水层的保护工作极为重要。为研究适用于黄陇煤田深埋煤层开采顶板洛河组砂岩含水层的保水技术,以彬长矿区为研究区,采用砂岩孔隙度测试,结合非线性回归分析方法,研究洛河组地层不同深度砂岩渗透性变化;开展水化学测试,分析非均质洛河组含水层垂向水化学场特征;结合地面和井下水文地质探查,进一步定量化研究洛河组含水介质的非均质性。在查明洛河组含水地层非均质性的基础上,建立含水层下段受裂隙带波及条件下地下水渗流数值模型,研究基岩含水层局部受裂隙带影响条件下的渗流规律。根据渗流规律研究深埋煤层开采顶板基岩含水层保水开采技术,结合彬长矿区工作面开采实际揭露水位变化情况对其进行验证。研究表明,洛河组含水层渗透性随地层深度的增加而呈负指数降低,随着埋深增大含水层水化学类型由HCO_3-Ca型转化为SO_4-Na型,同时上段的单位涌水量约为下段的7倍,可知洛河组含水层上、下段地下水渗流条件不同,垂向非均质性较强。工作面开采裂隙带仅波及含水层下部时,含水层仅受波及层和相邻层的水位下降明显,上部未受到波及段水位降深有限,整个含水层不会出现水位统一下降的现象,而是呈现出不同层位水位降深差不同的差异性渗流规律。鉴于此,提出利用含水层非均质性特征,以控制含水层上段水位降深为核心,允许导高适当波及含水层下段的"控水开采"技术,有助于缓解深埋煤层采煤与保水的矛盾。通过彬长矿区胡家河煤矿现场应用表明,洛河组含水层实际渗流特征符合本次研究成果,控水开采技术可实现洛河组砂岩含水层保水开采的目的。     

三软煤层中选取采煤机主参数注意的问题

介绍三软煤层的特点及采煤机在三软煤层中的使用工况 ,提出了采煤机在三软煤层配套及使用中的注意事项 ,为三软煤层综采配套采煤机的选型提供了理论分析和参考意见。     

翟镇煤矿综采面高效机械化充填开采技术及应用

介绍了新汶矿区翟镇煤矿综采工作面充填开采方法,论述了其充填工艺机理流程、充填设备设施、充填工艺及充填效果,充填开采可以提高资源采出率、延长该矿井服务年限.     

煤炭科学开采与开采科学

从安全生产、机械化或自动化开采、共伴生资源共同开采、保护环境、降低开采直接成本、资源利用最大化、科学规划等方面详细阐述了煤炭科学开采的基本要求。介绍了国内外在煤炭科学开采方面的研究现状与进展,对比分析了国内外科学开采的共同点与差异。提出了我国实现煤炭科学开采需要从技术进步、思想观念、法律法规、基础研究与人才培养等方面入手。提出了煤炭开采今后需要在采矿开挖卸荷与偏应力作用、采动应力场动态变化、深部煤岩体的力学行为、煤岩柱的长期强度、采场的系统刚度等10个方面加强研究。     

综采工作面旋转采煤法成功经验

介绍综采工作面、旋转采煤工艺试验以及开采当中所遇问题的处理 ,此方法所获得的经济效益显著     

开滦矿区综采放顶煤工艺煤炭采出率的分析

为了提高综采放顶煤煤炭采出率,结合开滦矿区放顶煤实践,统计分析了煤炭损失构成、形式和数量等,简要介绍了开滦范各庄、唐山矿采用在后部输送机加装尾煤回收装置;采用将工作面输送机机头、机尾布置在巷道中,对端头支架进行放顶煤提高煤炭采出率的技术方法.以及提高综采放顶煤的采出,减少煤炭损失的其他技术途径.     

浅埋深工作面区段煤柱合理留设的探讨

为了提高矿井煤炭资源采出率,根据三不拉矿井的浅埋深、厚风积沙层、薄基岩煤层开采条件的特点,通过采用FLAC3D数值模拟计算,全面分析三不拉2-2煤层不同煤柱尺寸的受力和稳定状态,从而给出开采2-2煤层留设的合理煤柱尺寸,实现了矿井的最大煤炭采出率.     

五凤井田煤质特征分析

简述了五凤井田含煤地层特性,系统分析了井田内6中,26,33号煤层的煤质特征及其变化规律,指出上述三层煤的主要用途及煤利用过程中应注意的主要问题。     

高压注水在综放工作面的应用

介绍了综采煤层注水软化工艺的原理 ,钻孔布置方法以及生产实际中的应用情况