特厚煤层煤矸互层复合顶煤体冒落特征研究

为了掌握特厚煤层综放开采煤矸互层复合顶煤体冒落特征,保证放煤工艺合理性和高顶煤回收率,以特厚煤层复合顶煤体综放开采为现场实际条件,采用实验室试验、数值模拟、现场观测等方法,分析了复合煤岩体变形破坏和强度特征,揭示了含矸顶煤体放出过程架间成拱、煤矸分界、放出规律,获得了煤矸块度体积与重量分布特征,结果表明：煤岩比例变化对煤岩整体破坏形态影响明显,复合煤岩体的破坏比单一介质块度小,单架顺序放煤量与放出率低值区和高值区之比约为1∶3,复合煤岩体放出块度体积与重量符合正态分布,煤矸块体长度小于40cm的占比为66%,但其重量占比小于15%,特厚煤层含矸顶煤体提高顶煤回收率的主要方向为提高长度为40～100cm块体的放出效率。     

三山岛北部海域金矿大规模海下开采地表岩移预测分析

三山岛北部海域金矿赋存于海平面下,设计生产能力达到12 000t/d,水下开采技术难度大,若矿体开采强度过高、顶柱隔离层保留不足,将可能造成海床沉降变形,引发海水倒灌的风险。根据矿床开采技术条件,在获取有限岩石力学参数条件下,本次采用软件模拟分析了海下矿床上向充填法开采条件下的地表岩移特征。研究结果表明,地表沉降变形最大值分布于矿体上盘区域,随着开采由深部逐渐转入浅部区域,地表沉降变形不断增大,研究建议留设160m顶柱,能够保证海下矿体安全开采。     

里必井田承压水带压开采评估

煤层底板承压水突出是发生水害事故的原因之一,要减少该类事故的发生,需对底板突水危险性进行准确评价。为保障里必井田承压水带压开采的安全进行,基于煤层底板突水研究理论分析,采用常规突水系数法和等效厚度突水系数法,分别对里必井田内3#煤和15#煤的奥灰水突水危险性进行了研究。研究发现,奥灰水对于3#煤的开采影响不大,但在局部构造及陷落柱发育地段及采区东北部区域仍存在一定的突水可能性;奥灰水对15#煤开采具有较大威胁,大部分区域具有较大突水危险性。等效岩层厚度法计算的突水系数考虑了不同性质岩层的岩石强度和阻水能力,计算更接近生产实际,结果更可靠;且在对突水系数法进一步优化后,其评价的结果可以更精确。     

综采工作面过上覆煤柱技术研究

近距离上层煤开采过后留有许多残余煤柱,这些煤柱往往导致下层煤开采过程中出现强烈的矿压显现情况。针对综采工作面过上覆采空区煤柱矿压显现剧烈的问题,以山西上榆泉煤矿工作面地质条件为基础,对相邻43303工作面回采过程中的矿压显现情况进行了总结分析,确定上层煤煤柱与本层煤顶板形成的次生顶板结构是造成工作面来压强度增大的主要原因,并从43302工作面过上覆煤柱前、中、后三个阶段,制定了改变采高、调斜、顶板预裂以及加快工作面推进速度等技术措施。根据现场实践效果,采用该措施能够减弱工作面矿压显现强度,改善工作面片帮、冒顶等情况,实现对工作面降压的目的,具有良好的应用效果。     

煤矿大采高工作面液压支架选型分析

大采高开采方法是目前国内外煤矿厚煤层井工安全高效开采中需要着力解决的重大技术问题。以陕煤黄陵二号煤矿418大采高工作面为例,针对其深部、围岩特性、平均煤厚6 m的特点,利用岩层控制理论、煤岩层力学特性、数值模拟等手段综合分析,通过数值计算得出支架顶梁及护帮板受力最大,其次为支架各连接构件,提出支架选型依据,采用验证、Analysis反验证等方法,确定支护方式和设备型号,最终确定支架为掩护式液压支架,型号为ZY12000/28/63D。该支架能够满足开采期间的工作阻力、周期来压、支撑力等生产需求。     

新疆天池能源南露天煤矿南帮陡帮开采条件下边坡稳定性分析

以新疆天池能源南露天矿南端帮边坡为对象,研究了其在陡帮开采条件下的边坡稳定性。在综合分析南端帮边坡地质条件的基础上,总结分析了影响南帮稳定性的影响因素,确定了岩土体物理力学参数,采用了刚体极限平衡法,对原设计边坡、陡帮开采条件下边坡及复合边坡稳定性进行了分析评价。结果表明:南端帮下部煤台阶以10 m的参数靠帮,实现局部陡帮开采,边坡的稳定性满足规范要求。     

地下扰动条件下边坡稳定性分析

为减小山西某矿南帮进行井工联合开采煤层时对边坡的影响,采用物理相似模拟及数值模拟相结合的方法分析井工开采过程中上覆岩层变化情况,根据相似模拟和数值模拟结果 1 450平台受到沉陷影响台阶破坏主要为岩层断裂,而1 435 m水平以下则会产生边坡滑移现象,由于1 435 m水平以上岩体受到沉降破坏的影响,岩体完整性较差,强度降低明显,因此坡角需要适当降低,开挖后地表出现开裂,容易引起地表水下渗,应注意及时填埋。     

上行开采覆岩运移与破坏模拟与实测研究

以某矿5^#、7^#煤层采掘工况为基础,采用理论计算、数值分析、现场观测的方法对该工况下上行开采覆岩运动与破坏进行了研究。上行开采的方法需要判识下部7^#煤回采对上部5^#煤的影响是否满足两者层间距的要求。首先理论计算得到了上部覆岩破坏高度,为现场实测提供数据参考,然后借助数值模拟对覆岩应力场、塑性区分布情况进行研究,最后对下部7^#煤层开采所形成的导水裂隙带进行了观测和分析。综合上述研究方法与思路,总结了该工况条件下上行开采覆岩运移与破坏规律,为类似工况下煤层的安全回采提供了方法。     

深井特厚煤层充填开采防冲机理研究

为保障深井特厚煤层工作面的安全回采,基于载荷三带理论,以山东某矿为工程背景,提出了采用充填法开采以降低工作面整体冲击风险的方案,采用理论分析、数值模拟和现场实测等方法研究了充填采空区对工作面煤体支承压力分布的影响机制,得到以下结论:1)充填体充填采空区减小了顶板自由下沉运动的空间,有效降低了顶板岩层裂隙的发育高度;2)充填体抗压变形能力决定了对煤体施加动载影响的岩层运动范围,充填体抗压变形能力越大,作用在煤体上的动载效应越不明显;3)提出了控制充实率、加强监测和确定合理推采速度等充填工作面防冲技术措施。现场实践表明,充填法开采减小了工作面煤体的应力集中程度,有效降低了发生冲击地压的风险。该研究成果为类似条件下工作面的安全开采提供指导和借鉴。     

综放工作面液压支架合理支护阻力研究

针对综放工作面液压支架型号选型设计问题,以山西某矿综放工作面为背景,理论分析了工作面可能出现的顶板结构类型,并结合拱 砌体梁结构下的合理支架工作阻力计算方法,得到综放工作面合理支架初撑力和支护强度。利用UDEC数值模拟软件,建立工作面开采数值模型,得到该本工作面支架工作阻力、岩层跨落和裂隙演化情况。理论分析得出,本工作面需要的设计支护强度为844.8 kN/m2,支架支护阻力要求不小于6 462.7kN;数值模拟分析得出,支架支护阻力需达到6 370.9 kN;模拟结果和理论分析结果基本一致,两者相互验证,说明支架选型设计结果的正确性和可靠性,为该工作面支架选型提供理论依据,也为类似地质条件下工作面支架选型提供参考。