弱粘结厚煤层综放开采及矿压显现特征研究

针对淮矿西部公司唐家会煤矿6#煤的F61103工作面工程地质及技术条件,对弱粘结复合顶板巨厚煤层综放面合理的放煤工艺和放煤步距、放顶煤开采工艺参数、弱粘结复合顶板矿压宏观显现特征及矿压控制技术措施等开展研究。分析了采放比、放煤步距、放煤方式、顶板岩性对控制顶煤损失的影响,得出了工作面在初采初放期间初次来压步距及周期来压步距,得到并分析了工作面液压支架受力分布图,直观地说明了支架受力与工作面顶板来压之间的相互关系。提出了提高支架初撑力、调整放煤工序、加强矿压监测、均衡放煤部位等矿压控制技术措施,为类似条件煤层安全开采提供借鉴。     

四柱放顶煤液压支架立柱受力不均衡规律及机理研究

为研究四柱综放支架立柱受力不均衡性规律,对有关综放工作面矿压资料进行整理分析,分别按顶煤软硬和放煤前后研究四柱综放支架的立柱受力不均衡变化规律,并与两柱放顶煤液压支架立柱受力特性进行对比。结果表明:前后柱受力不均衡系数主要取决于顶煤软硬程度,同时受放煤量和煤层倾角的影响;两柱放顶煤支架立柱受力相对均衡,支撑效率高于四柱放顶煤支架。     

南阳坡矿综放顶煤放出率及工艺优化研究

针对南阳坡矿综放工作面顶煤放出率较低问题,分别研究了不同放煤步距和放煤顺序时工作面顶煤运移规律及顶煤放出率,确定采用两刀一放配合间隔放煤的最优工艺。研究表明,间隔放煤较顺序放煤时工作面支架整体放煤量较高,优化后提高顶煤放出率。     

特厚煤层放顶煤工作面矿压显现基本规律研究

本文通过在同忻矿8202工作面布置监测分站,监测放煤不同阶段矿压数据,分析综放工作面液压支架在放煤前与放煤后支架前后柱的受力变化情况,揭示了矿压显现规律、放煤过程支架前后柱压力变化规律,为完善综放开采放煤工艺奠定了基础。     

我国放顶煤液压支架在架型结构功能等方面居国际领先水平

我国已研制了16种放顶媒液压支架煤型。并对矿压显现规律、顶煤碎裂规律及可放性、放煤规律等进行了大量的理论研究,对生产起了重要的指导作用。我国在架型结构功能、参数、理论研究及使用效果等方面已居国际领先水平。     

综放面顶煤放出规律的UDEC数值模拟研究

指出了UDEC离散元数值模拟软件研究放出规律的优越性,模拟了包括初次放煤、移架、放煤在内的循环放煤过程。通过对比分析不同阶段顶煤放出规律,研究得出:初次放煤过程中,由于支架掩护梁倾角及初次放煤前支架上方顶煤与支架后方顶煤存在一个支架高度的高差,所以放出漏斗开始就呈现出向采空区侧倾斜;随着放煤的进行,煤矸分界线不断沉降,但是放煤漏斗的倾向基本固定。通过对不同阶段放出体形状的对比分析,发现椭球体的长轴基本垂直经过放煤口中心,这与金属矿放矿椭球体相吻合,这说明在放煤过程中主导椭球体方位的是重力作用,而非掩护梁倾角。初次放煤并移架后的放出规律依然符合椭球体放煤理论,由于移架的作用避免了初次放煤后同一椭球面上矸石的放入。     

敏东一矿放顶煤支架动态承载特征及数值分析

利用KJ216-F压力监测分站系统,监测敏东一矿I01163上01生产工作面放顶煤支架前后支柱工作阻力。借助FLAC3D数值模拟软件模拟工作面采场实际情况,对放顶煤支架动态承载特征进行深入研究。结果表明:对于近水平放顶煤工作面,放煤支架前后柱工作阻力差值在工作面不同位置呈现不同数值,此现象与工作面不同位置支承压力引起的顶煤破碎程度不同有关。不同顶煤条件下,放煤支架前后阻力差值随着顶煤硬度的改变而发生变化,顶煤硬度越小,支架前后柱阻力越小且分布越均匀,顶煤硬度适中,支架前后柱阻力差值较大,支架上方呈现出典型的顶煤破碎分区,并且可以通过支架前后柱阻力差值来预测支架上方顶煤破碎区域分布情况。     

特厚煤层综放工作面自动化放煤研究及应用

为提高特厚煤层综放工作面智能化水平,以同忻矿8102工作面为背景,就其自动化放煤进行研究,通过顺槽控制中心放煤主机实现对工作面单个支架放煤动作实验和选定区域支架自动放煤实验,确定了适合同忻矿8102工作面煤层厚度的放煤参数。经过现场实验,顶煤回收率由之前的87%提高到90.5%,经济效益显著,减缓了放煤工劳动强度,同时有利于设备维护。     

“三软”煤层炮放采场支护和放煤工艺

为探索"三软"构造煤采场顶板来压机理,优化放煤工艺,对国投煤炭郑州能源开发有限公司教学三矿11011工作面进行了矿压观测,取得了大量观测数据,掌握了工作面上覆岩层活动规律及其运动参数,在此基础上,对工作面顶煤放出规律、放煤工艺参数进行了研究,提出了整套采场支护和放煤工艺改革方案,改善了回采工作面顶板控制状态,提高了顶煤放出率。     

王庄矿4318工作面矿压显现规律分析

为了掌握收尾梁放顶煤采煤方法的矿压显现规律，我们对４３１８工作面进行了采场支架工作阻力、超前支承压力显现、顶煤变形和顺槽收敛进行了观测，为工作面顶板管理、确定工艺参数以及提高放煤率提供了重要依据。     

综采放顶煤支架架型对顶煤回收率的影响

分析了不同综采放顶煤支架架型对顶煤回收率的影响，并根据现场统计和实验室实验，对采用不同支架的综采放顶煤工作面的回收率进行了对比分析，指出在潞安矿区煤层地质条件或类似的其它矿区，应优先选用低位双输送机放顶煤支架，以提高顶煤回收率。     

综放工作面多放煤口协同放煤方法

针对当前综放工作面存在顶煤采出率低、混矸率高、放煤效率低等问题,提出综放工作面多放煤口协同放煤方法。根据给出的综放工作面多放煤口协同放煤方法的定义,以理论分析和数值模拟为手段,研究了多放煤口放煤条件下,起始放煤、中间放煤和末端放煤3个阶段的放煤方法和煤岩分界面特征,提出"多放煤口同时开启逆次关闭"的起始放煤方法。根据放煤口放煤的影响范围,以及顶煤冒落过程中的速度方程和顶煤颗粒移动方程,建立了多放煤口起始放煤方式的算法模型,理论上推导出起始放煤过程中放煤间隔时间差的计算方法,为起始放煤方法的应用提供了方法。通过分析综放工作面的特点,得出综放工作面顶板稳定性、瓦斯浓度、后部刮板输送机运输能力、粉尘浓度、工作面采放协调等是影响和限制放煤口数量的主要因素。以同忻煤矿8202综放工作面煤层条件为例,建立沿工作面方向的数值模拟模型,模拟并对比不同的单放煤口放煤方式和不同放煤口数量的多放煤口放煤的放煤规律、顶煤采出率和放煤效率,得出在多放煤口放煤条件下,放煤过程中的煤岩分界面相对平滑,顶煤采出率随同时打开的放煤口数量增加而增大。多放煤口放煤效率是单放煤口放煤效率的4～8倍,多放煤口放煤的顶煤采出率比单放煤口高5%左右。     

综放开采顶煤变形及破断规律的分析研究

综放开采时,实现顶煤的破碎和顺利放出是放顶煤工作的核心问题,而顶煤的有效破碎又是顶煤放出的前提,同时又是支架选型的依据,并且也是衡量放顶煤效果的主要依据,因此有必要对顶煤的变形破坏机理进行系统分析研究。通过阅读大量有关资料,结合义马耿村煤矿的现场实测,并参考其他放顶煤工作面的观测成果,探讨了综放开采顶煤变形及破断规律。     

综放支架支护强度与煤层采出厚度关系的研究

基于厚煤层综放开采过程中,支护强度1.0 MPa以上的强力支架出现支架压死、立柱损坏等矿压显现强烈情况,分析了综放支架支护强度确定方法存在的问题,给出了厚煤层适宜的支架支护强度确定方法.采用数值模拟方法研究了综放支架支护强度与煤层采出厚度之间的关系,结果表明支架支护强度与煤层厚度成正相关关系,当煤层厚度达到一定极限后,受支架支护强度不能无限增大的限制,需要进行分层开采.     

综放开采放煤循环方式的合理确定及顶煤放出率分析

 根据安家岭二号井工矿B905试验工作面的具体条件,通过对目前常用三种放煤方式de放煤时间和回采率进行了实测比较,决定采用双轮顺序放煤。同时,根据后部输送机运输能力,计算出工作面同时放煤口数,确定了平均分三组单口放煤的放煤循环方式,并对工作面顶煤放出率进行了实测分析。结果表明,该放煤循环方式取得了良好的生产效率,工作面回采率达到84.22%,比试验前单轮顺序放煤提高了7.22%,工作面最高月产达到118万吨。     

综放开采支架阻力不唯一性原因分析

在综放开采支架与顶煤相互作用关系分析的基础上，利用顶煤体残余强度变化规律解释了国内综放开采支架阻力不唯一性原因，提出了综放工作面支架阻力确定的基本原则。     

大采高综放开采顶煤放出的煤矸流场特征研究

采用理论和散体模型实验分析了大采高综放开采放煤口参数、采放比、放煤工序和放煤步距对煤矸流场的影响.大采高综放开采煤矸流场特征主要表现为:1)支架移架使顶煤放落后顶煤层位线和煤矸分界线的斜率变陡,明显比普通采高条件下的斜率大;2)放煤过程中煤矸的流动速度变快,在相同放煤步距条件下,在采高水平上煤矸分界线与支架顶梁末端的距离缩小;3)受采放比、掩护梁角度和放煤口尺寸影响而易于混矸.合理放煤步距移架后放煤前的煤矸分界线应略偏后于尾梁下部边界.基于以上研究结果.确定了大采高低位综放开采给定采放比、放煤口尺寸和煤矸块度条件下最佳放煤工艺参数.     

综采放顶煤工作面提高回采率与降尘的研究

文章论述了放顶煤液压支架架型及其对回采率和煤尘的影响,提出通过使用反四连杆低位大插板放顶煤支架提高回采率和降低煤尘的技术途径。     

综采覆岩破坏离散元数值模拟分析

采用离散元数值模拟的方法研究煤层综放开采覆岩破坏规律,对数值模型的计算结果分析得出:通过提高综采支架支护阻力,可抑制工作面控顶区附近顶板采动裂隙发育高度,使其不波及松散含水层,从而实现高承压松散含水层下,提高上限安全开采目的,为高承压松散含水体下缩小安全煤岩柱开采,合理解放和回收防水煤柱内所呆滞的煤炭资源提供了理论基础。     

推进我国放顶煤液压支架改革的建议

当前我国放顶煤综采存在煤层条件多样性与放顶煤支架支护型式和放煤位置单一化的矛盾。支架支护型式,除了两柱、四柱以外,建议开发三柱支架以改善适应性;煤层冒放性的差异,是高位、中位和低位放煤方法存在和使用的依据;目前广泛采用的小步距放煤和开放式放煤插板不仅造成严重混矸漏矸,也妨碍顶煤回收率的进一步提高,建议采用大步距放煤和可关闭放煤口;液压支架四连杆稳定机构,制约了新型放顶煤液压支架的开发,介绍了液压支架伸缩杆稳定机构及全掩护拖移高位、中位和低位放煤尾梁。全面解决支护和冒放等难题,关键在于开发和采用由上述两项新技术结合而成的新型放顶煤液压支架———伸缩杆尾梁放顶煤液压支架(专利号:02240093.1)。