同忻矿特厚煤层大采高综放孤岛工作面支架选型研究

孤岛工作面回采期间的强矿压问题一直以来是制约孤岛工作面安全高效生产的主要因素。8102孤岛工作面为同忻矿特厚煤层高强度综放工作面，为解决工作面可能面临的强矿压问题，提高工作面回采效率，应用ABAQUS软件对8102孤岛工作面回采期间矿压规律进行了研究，运用悬臂梁理论计算了工作面回采期间支架所应满足的最小工作阻力，并依此确定了工作面合理的综放液压支架型号。研究结果表明，回采期间工作面最大垂直应力可达27.42 MPa，应力集中系数为2.61；8102孤岛工作面周围采空区未充分采动，工作面回采可能面临着强冲击矿压的风险；理论计算得出液压支架工作阻力应不低于20 866.4 kN，最终确定同忻矿8102孤岛工作面选用ZF21000/27.5/42型大采高放顶煤液压支架。     

基于矸石动力混凝土研制的沿空留巷三维加固充填墙体及运用

通过实验室力学和化学实验,研究出以矸石为主要原料的矸石动力混凝土;设计基于矸石动力混凝土的三维加固充填墙体及其技术工艺流程,并初步实现了支护参数的定量优化;最后对工业试验进行效果监测。研究表明可减少矸石排放,节能环保。     

基于矸石动力混凝土及泵送充填系统的沿空留巷技术

针对目前煤矿煤炭回收率低、矸石上井和地面沉降等重大技术难题,开展矸石动力混凝土置换煤柱的沿空留巷技术研究。首先对制作的矸石动力混凝土强度进行测试,实验结果表明:矸石动力混凝土1 d平均强度达到10.739 MPa;28 d强度达到27.659 MPa,完全满足沿空留巷巷旁支护要求;其次优化泵送矸石混凝土充填系统。现场工业性试验表明,该技术达到了成功沿空留巷的目的,实现混凝土充填、出煤2套系统互不干扰,增强了煤矿井下开采的安全性,提高了劳动生产率及煤炭回收率。     

矸石粒径对矸石混凝土性能影响的研究及运用

矸石混凝土是指以煤矿井下生产产生的废弃矸石为骨料,通过破碎、分级和配合比加工而成的混凝土,矸石作为骨料的混凝土与传统骨料制作的混凝土有比较明显的区别,通过试验室力学试验测试和PFC数值分析双种手段研究得出,骨料最大粒径在12 mm以内时,制作的矸石混凝土早期强度高,后期强度发展也较明显,通过工业试验,进一步验证了此种骨料粒径下的矸石混凝土满足沿空留巷强度要求,同时密闭性强,研究结果可以在类似条件下推广应用。     

同一铅垂面不同层位沿空掘巷矿压特征研究及应用

华丰煤矿采深超过1 km,煤层倾角32°。此矿采用传统留小煤柱进行沿空掘巷,巷道变形严重,影响安全生产;如采用沿空留巷的无煤柱开采技术,由于受千米埋深的高地应力影响,沿空留巷会产生大变形,并且围岩不稳定。为解决以上难题,提高煤炭回收率,采用错层位沿空掘巷方法。通过建立沿空掘巷基本顶的力学模型,分析推导巷道围岩冲击地压发生机理,据此采取煤层超前注水和危险区爆破卸压等防冲措施。     

基于矸石动力混凝土及泵送充填系统的沿空留巷技术

针对目前煤矿煤炭回收率低、矸石上井和地面沉降等重大技术难题,开展矸石动力混凝土置换煤柱的沿空留巷技术研究。首先对制作的矸石动力混凝土强度进行测试,实验结果表明:矸石动力混凝土1 d平均强度达到10.739 MPa;28 d强度达到27.659 MPa,完全满足沿空留巷巷旁支护要求;其次优化泵送矸石混凝土充填系统。现场工业性试验表明,该技术达到了成功沿空留巷的目的,实现混凝土充填、出煤2套系统互不干扰,增强了煤矿井下开采的安全性,提高了劳动生产率及煤炭回收率。     

特厚煤层边界条件转化期间矿压研究与控制技术

以水帘洞煤矿沿空巷道为工程背景,采用FLAC3D软件模拟,得到一面采空到两面采空及其转换过程中小煤柱和沿空巷道围岩应力分布特征,通过理论分析建立特厚煤层沿空巷道覆岩结构模型,对小煤柱和沿空巷道进行稳定性分析。对试验巷道回采期间支护方案进行设计和加固,并采用多种手段跟踪监测。结果表明,巷道支护设计有效,围岩应力、变形和顶板离层等控制效果良好。     

近距离煤层协调开采侧向支承压力规律研究与应用

为了有效控制近距离煤层开采时下层煤巷道变形严重的问题,结合南阳坡煤矿具体的生产技术条件,应用FLAC3D数值模拟软件,通过模拟区段留设煤柱的应力特征和3煤开采对下层煤2条巷道的侧向压力影响,得出侧向支承压力峰值16 MPa,距煤柱边缘8 m,应力集中系数为2.4。采用现场矿压观测的方法,研究了上下煤层同采时的侧向支承压力特征,得出下层煤侧向支承压力影响范围较大,在距工作面80 m之外,支护状态较好。实践表明,上层煤超前80 m开采时,更有利于综采工作面的协调开采和巷道的维护。