残采煤层地下气化开采工作面系统设计

针对多煤层赋存条件下,采空区上部残采煤层实际情况,根据地下气化开采特点,充分利用现有巷道,采用巷道+钻孔的方式实现残采煤层的地下气化开采,系统给出气化工作面参数、气化工艺、地面生产工艺及安全保障技术措施,实现了煤炭资源的有效开发利用。     

煤矿冲击地压与冒顶复合灾害研究

随着煤矿向深部发展,矿井动力灾害既表现出冲击地压的部分特征,又表现出冒顶的部分特征。2种典型的灾害打破以往冒顶与冲击地压的发生具有一种互为逆向性的认知规律,在深部高应力煤巷,特别是留顶煤巷道中出现了相互诱导、复合发生的新灾害类型。在总结山东、山西和新疆矿区典型巷道冲击致顶板(顶煤)动力灾害特征的基础上,提出了深部巷道冲击地压与冒顶复合灾害的概念、机理与分类,指出复合灾害机理关键点在于揭示巷道整体系统和破碎区子系统的稳定原理及其2者间的相互影响。建立了巷道发生复合灾害的力学模型,根据扰动响应失稳判据,提出并得到了巷道发生复合灾害的临界应力Pcr、临界软化区半径ρ_cr和最大容许采扰应力增量σ_max,厘清了灾害发生的主控因素,分析了煤岩冲击倾向指数K、支护强度ps、巷道半径ρ₀、煤岩强度σ_c等对灾害发生的影响规律,同时阐明了围岩塑性软化、破碎深度随地应力增加的发育规律。研究结果表明,破碎发育巷道的动力失稳主体为弹性区、软化区与破碎区构成的不稳定系统,垮落主体为破碎区;稳定的破碎区提升了巷道冲击启动临界值,使其启动难度增大,但破碎区的发育又易引起顶煤垮落;巷道稳定支护是解决复合灾害的关键,科学合理支护既能有效调控围岩破碎防冒,又能提升冲击启动临界值。通过理论研究,揭示了巷道冲击地压与冒顶复合灾害的发生机理,阐明了巷道软化与破碎区及其稳控支护对深部破碎发育巷道动力灾害防治的重要性。     

近距煤层条件下切巷支护设计与应用

本文通过对云岗矿81001回采工作面切巷支护的设计进行研究,确定在近距煤层开采中,采用联合支护等方式,可以对大断面顶板进行有效管理,并进行安全回采,有效减少资源浪费,并为类似地质特点的区域布置工作面和设计巷道提供了参考。     

近距离煤层下层煤层普采工作面巷道压力显现规律的研究

近距离煤层开采过程中,受上区段巷道保护煤柱的影响,下层巷道开采过程中会出现应力集中。通过对新疆某矿下区段煤层进行竖直模拟,通过巷道位移变化,巷道位移变化速率,以及竖直应力、水平应力、最大主应力,得出下层煤层压力显现情况,为巷道支护提供理论依据。     

浅埋煤层开采地表下沉影响因素分析

为了研究浅埋煤层开采条件下基岩厚度、松散层厚度及开采厚度3个因素对地表最大下沉值的影响,借助FLAC3D软件进行数值模拟并运用正交实验法对3个因素进行影响程度排序,得到各因素对地表最大下沉值影响程度排序为:基岩厚度H>松散层厚度h>开采厚度m。通过改变3个因素变量取值,分析三者对地表最大下沉值的影响变化情况。基于数值模拟结果,回归分析拟合得到地表最大下沉值与3个因素的综合函数表达式,通过工程实例对该表达式予以验证,结果表明综合函数表达式具有较高的可信度,可为类似条件下煤层开采地表移动变形预计提供参考。     

三软煤层综采工作面防治煤层自然发火技术研究

针对超化煤矿22011A三软煤层工作面在采掘接替计划安排中需长期停产存在煤层自然发火隐患的问题，提出了多种防治煤层自然发火技术方案，并从每种方案的经济性、安全性、操作性等方面进行论证、比较，择优采取工作面正常通风情况下的防治煤层自然发火的技术方案，确保综采工作面停采期间的安全性，取得了显著的经济效益，对三软煤层自然发火防治工作具有重要的指导意义。