固体充填回收房式煤柱塑性区及应力演化特征

为了提供综合机械化固体充填回收房式煤柱采场围岩稳定性控制的理论依据,分析得到了风积沙和黄土混合物料的力学特性和最佳配比,研究了充填物料所受不同初始夯实力、液压支架组对采场煤柱塑性区及应力分布的影响规律。结果表明:随着工作面推进距离的增加,煤柱塑性区最大截面积及煤柱所受应力逐渐增大并趋近于某一定值,且随着充填物料所受初始夯实力的增大,煤柱塑性区最大截面积及煤柱上最大压应力逐渐减小;液压支架可减少工作面周围煤柱的压应力及塑性区发育范围,但影响较小,且随着充填物料所受初始夯实力的增大,液压支架的作用逐渐减弱。结合分析结果和工程实际,设计采空区充填致密度临界值为1 684.70 kg/m~3。     

皖北矿区综采工作面软弱围岩液压支架耦合性能分析

针对皖北矿区软弱围岩特性,分析了不同位置软弱围岩的运移规律,得出其对工作面支护的影响作用从强到弱依次为直接顶、底板、煤层和基本顶;基于综采工作面软弱围岩液压支架强度耦合、刚度耦合和稳定性耦合分析,得出了软弱围岩综采工作面支护强度确定需要考虑顶板支护、围岩完整性控制两个方面,提出合理的液压支架初撑强度确定方法,完善了软弱围岩综采工作面液压支架设计要求。开采实践可知,液压支架设计合理能够满足软弱围岩综采工作面开采要求。     

膏体充填回收孤岛煤柱围岩控制技术研究

随着煤矿的长期开采，各种孤岛煤柱的安全、高采出率回收成为矿井亟待解决的难题。针对朱村矿东一下山保护煤柱回收难题，采用膏体充填法进行回采。分别从工作面液压支架与围岩的相互作用关系及支护强度要求、充填期间“充填体—上覆岩层”支撑结构体系的稳定性和充填体强度要求以及充填率对地表开采沉陷的影响3方面进行了分析研究。通过采用膏体充填开采，工作面巷道围岩稳定，上覆岩层无明显裂隙离层发育，表现为随工作面开采整体缓慢下沉状态；按开采高度2.5 m计算，地表下沉系数为0.137，地表建筑物在Ⅰ级损坏之内。     

沿空掘巷小煤柱稳定性分析

文章采用数值计算软件FLAC3D,研究了不同煤柱宽度及锚杆支护强度对沿空留巷侧小煤柱稳定性及掘巷巷道围岩变形的影响,得出煤柱宽度是影响煤柱稳定性与巷道围岩变形的决定性因素,高系统支护强度能有效地控制巷道围岩变形的结论。同时,以朱集矿沿1111(1)工作面轨道平巷为工程背景,得出:煤柱宽度为3m时,煤柱内垂直应力集中系数低,应力集中影响范围小,煤柱与掘巷巷道变形量最小,稳定性最好。在此基础上确立的高强度锚杆支护方案,成功保持了小煤柱的稳定性并控制住掘巷阶段巷道围岩的大变形。     

基于响应面法的煤柱下巷道稳定性多因素分析

基于响应面法实验设计及数据分析,利用有限差分软件模拟了不同水平距离、垂直距离、开采深度、煤柱宽度、围岩强度及支护强度煤柱下巷道围岩变形规律,分析了单因素及多因素交互作用下对煤柱底板巷道围岩稳定性的影响及其内在原因。结果表明:各因素对巷道变形量的影响主要受煤柱下主应力差分布特征控制,通过调节可控因素(水平距离、支护强度)可以有效减小不可控因素(围岩强度、煤柱宽度、开采深度和垂直距离)对巷道围岩变形量的影响。根据以上研究成果,以主应力差变化趋势对现场巷道进行布置,以"高预应力强力支护"和"差异化支护"为原则对巷道进行支护,现场矿压观测表明巷道稳定性控制效果良好。     

工作面支护与液压支架技术理论体系

工作面支护是安全高效综采的首要条件,液压支架是综采系统的核心。笔者和其合作团队持续30多年致力于综采工作面支护与液压支架技术理论的研究和实践,建立了综采工作面支护与液压支架技术理论体系框架,提出了液压支架与围岩耦合原理,建立液压支架与围岩耦合模型,分析了液压支架与围岩的强度耦合、刚度耦合和稳定性耦合规律,阐述了液压支架合理工作阻力、临界护帮力和支护系统稳定性控制策略,提出液压支架三维动态优化设计理论和方法,将围岩下沉、断裂等力、力矩以及边界条件的变化通过液压支架骨架模型传递和分解到具体的液压支架结构上,借助三维设计平台动态模拟仿真液压支架与围岩耦合作用的力学特征,优化得出对围岩最优支护效果的液压支架结构参数。提出液压支架系列型谱和工作面支护系统液压支架群组的自组织协同控制方法,将支护系统群组自组织协同控制分解为围岩自适应控制和队列保持推进控制两个控制线程,同步实现群体系统协调控制。建立了工作面支护设备技术标准体系。     

晋北煤业公司综采面过空巷充填支护应用探讨

本文以晋北煤业公司综采面过空巷为切入点,对空巷充填支护参数进行了数值模拟分析;通过工程实践,验证了4 MPa充填体强度能够有效控制围岩变形;对液压支架阻力进行监测,数据表明充填支护取得较好效果;空巷充填支护既提高矿井回采率,也增加了经济效益,推广前景良好。     

复杂膨胀性围岩条件下交岔点支护技术研究

针对复杂膨胀性围岩条件下交岔点高应力集中区围岩稳定性控制和支护技术难题，通过对交岔点围岩变形表现形式、交岔点围岩变形机理的研究分析，提出了交岔点支护难点及重点。基于围岩控制理论分析，提出了“有限让压的柔性支护+全断面封闭抗压的刚性支护技术”，前期柔性支护采用“高强、高预应力锚杆+锚索+喷浆”联合支护有限度控制围岩变形，允许围岩在可控范围内释放围岩应力|后期通过架设异形支架与支撑架组成的联合支护体并喷射混凝土对交岔点围岩进行全断面封闭抗压支护，有效控制巷道交岔点围岩的变形。确保了交岔点围岩变形的整体可控性、稳定性，达到了预期支护效果。     

大倾角煤层小煤柱巷道锚杆支护数值模拟研究

通过对锚杆加固小煤柱护巷机理的分析,并模拟不同支护形式下小煤柱巷道的稳定性和围岩变形量,得出高强锚杆支护可有效控制巷道围岩变形,保证巷道安全和煤柱稳定,是小煤柱巷道最有效的支护形式。     

切顶条件下“煤柱-充填体”协同承载性能及巷道稳定性分析

为了分析在切顶条件下不同“煤柱-充填体”支护对巷道围岩稳定性的影响，以某矿1226综采工作面运输巷为研究背景，通过理论分析与数值模拟相结合的方法，对切顶条件下应力转移过程和不同“煤柱-充填体”支护时垂直应力变化规律展开研究。研究结果表明：“煤柱-充填体”支护条件下，切顶时运输巷实体煤侧巷帮的垂直应力相对于未切顶时降低了9.5%,护巷煤柱侧巷帮的垂直应力降低了45%,运输巷两帮水平变形和巷旁支护压缩变形分别降低了21%和30.8%,即利用切顶卸压技术可以实现运输巷围岩应力及变形的双重优化，有利于运输巷围岩的长期稳定；巷旁支护垂直应力是影响巷道围岩稳定的主控因素，巷旁支护垂直应力平均降低速率随着充填强度的增加呈线性增加趋势，最大为5.8%,巷旁支护垂直应力平均降低速率随着煤柱宽度的增大呈先增后降趋势，最大为13.6%;根据“煤柱-充填体”协同承载性能变化对巷旁支护垂直应力的影响规律，拟合了不同煤柱宽度和充填体强度与巷旁支护垂直应力之间的函数关系式。在切顶条件下，留设护巷煤柱宽度为7.5 m、充填体强度为6.5 MPa时，对巷道围岩稳定的控制效果较好。     

深部条带开采的开采深度探讨

基于概率积分法的基本原理，在满足条带开采采出率的基础上，对安全开采深度和条带开采的极限开采深度进行了计算分析。探讨了深部条带开采的定义以及合理的开采深度范围。对确定建筑物下深部压煤是否采用条带法开采，具有重要的指导作用和实际意义。     

开滦唐山煤矿7.5m采高综采面开采技术研究

以开滦唐山矿为例,通过分析其开采过的7.5m落差的断层,研究我国的大采高综采面开采技术。首先对开采的唐山矿的工作基本情况进行概述,然后阐述了过断层的方案,最后分析了开采过程中的技术措施。     

采矿新模式--合同采矿的探索

合同采矿制，即通过招投标的方式，引进社会力量从事采矿。改变矿山办矿办社会的生产模式。业主从具体的生产中淡出，加强技术生产的监督、控制。采矿单位即乙方充实到具体的生产组织中去，满足生产的需要。大红山推行的合同采矿制，降低了采矿投资成本，使50万t采矿工程一年达产、第二年就超产，是新矿模式的重要创新。     

综采工作面扇形调采

综采工作面扇形调采能有效地解决开采三角煤的问题。其技术关键在于预先采取措施防止输送机和支架的下窜 ,防止工作面支架的咬架 ,并需要处理好调采与收尾工序的有机结合。     

房柱式采空区上部煤层上行开采可行性分析

韩桥湾煤矿二盘区下部2-2煤层厚度大,开采条件优越,先行采用房柱式开采完毕,使其上部1-2煤层不能按正常顺序开采。根据两煤层赋存条件(煤层厚度、层间距、层间岩性等),采用垮落开采的比值法、"三带"判别法、围岩平衡法以及上、下煤层开采的时间间隔,分析论证了1-2煤层上行开采的可行性,确认二盘区上行开采1-2煤层技术上是可行的,由此可解放上方呆滞煤量,延长矿井寿命,提高经济效益,具有重要现实意义。     

回采工作面加架开采方案的研究

古城煤矿3310大倾角俯采综放工作面实行加架开采,采取了加强通风管理、有效的端头支护和综合防冲措施,保证了安全回采,解放呆滞煤量,延长矿井服务年限。     

大采高长工作面过陷落柱回采工艺

针对成庄矿5310大采高工作面开采受陷落柱影响的问题,对陷落柱进行了详细的勘探,明确了陷落柱的位置、范围,制定详细的探放水技术措施,对陷落柱进行超前探放水,并制定了过陷落柱的可行性方法。通过控制采高,采用采煤机直接割矸和震动爆破的方式,运用浅截深回采工艺,直接通过陷落柱。结果表明:通过运用直接过陷落柱的方案,减少了工作面搬家工作量,节约了费用,保证了工作面的连续推进,提高了煤炭资源回收率。     

开采沉陷对矿区土地资源的采动效应研究

基于生态场理论和GIS技术研究矿区土地资源的采动效应。首先介绍了采动土壤特性测算、采动变化规律分析及土壤采动损害评价的程序方法;然后叙述了采用RS和GIS空间分析技术对土地资源各采动生态位指标进行量化,并基于生态场理论和开采沉陷学分析土地资源的采动空间分异特征、采动累积效应及其延迟效应的过程。对山西潞安集团五阳矿井采煤沉陷区的实例分析表明,耕地土壤特性与开采沉陷明显相关,1997年至2002年间采动生态元耕地和植被覆盖率上升而建设用地覆盖率下降,研究区土壤侵蚀以轻度和中度为主且明显存在采动延迟,土地利用集约度指数终采后10 a逐步进入稳定期,各地类的流失与来源组成趋于稳定,说明土地利用方式摆脱采动影响并进入新的动态平衡状态。     

永城矿区大采高大采长高效工作面回采实践

鉴于新桥煤矿2301工作面煤层厚度0～5.2 m,平均厚度3.9 m,矿井现有支架最高采3.6 m的现状,工作面原设计采用双工作面回采,经过对比分析,提出采用大采高大采长工作面回采工艺,实践证明可减少设备占用,有效提高煤炭回收率,综合效益明显。     

大采高长壁综采技术在厚煤层开采中的应用

嵩阳东升(登封)煤业有限公司15104工作面煤层平均厚5.5 m,采用大采高综采技术进行开采。通过现场实测,分析了工作面矿压显现规律,并对大采高工作面煤壁片帮与设备倾倒、下滑问题进行了探讨,在此基础上介绍了开采方法与液压支架的选型。研究表明,支架工作阻力选择合理,呈正态分布状态,能够有效控制工作面的围岩稳定。