浅埋煤层房式开采遗留煤柱突变失稳机理研究

神东煤田浅埋煤层存在大量房式遗留煤柱,受下方煤层采动影响可能突然失稳垮落,造成冲击式动力灾害,遗留煤柱稳定性对下方煤层安全开采具有重要影响.针对乌兰集团石圪台煤矿地质生产条件,基于突变理论建立了房式煤柱稳定性尖点突变模型,分析了浅埋煤层房式开采遗留煤柱突变失稳规律.结果表明煤柱发生突变失稳的必要条件为煤柱单侧屈服带宽度介于煤柱宽度的0.33～0.43倍时将发生突变失稳,现场观测验证了计算结果.     

坚硬直接顶首采工作面矿压显现规律分析

针对杨柳煤矿首采工作面坚硬直接顶的分布特征,通过现场实测与分析得出工作面初次来压步距为23.5m,周期来压步距为10.9m,动载系数为1.48。同时分析了支架初撑力与支护阻力对工作面的适应性及巷道表面位移和深基点位移情况,得出围岩松动半径为1.5～3.0m。     

浅埋煤层综采面护巷煤柱尺寸和布置方案优化

根据浅埋薄基岩煤层顶板几乎沿采空区边缘垂直断裂,地表下沉速度快,采空区迅速压实等特点,运用理论分析、数值模拟和现场实测等研究方法,结合鄂尔多斯乌兰集团温家梁煤矿3-2煤层实际,得出了沿空掘巷合理护巷煤柱宽度为5m;滞后回采工作面50m左右,采空区基本处于稳定状态.在此基础上提出了在保证工作面顺序接替条件下的煤柱护巷与沿空掘巷相结合的回采巷道布置方案.现场应用表明:沿空掘进巷道和实体煤巷道在回采期间能保持较好的稳定性,使该矿工作面煤炭采出率提高了13%.     

大采高综采工作面端部底煤巷内变坡起底回收技术

在对大采高综采工作面端部底煤留设方式分析的基础上，提出了巷内变坡起底回收端部底煤的方法，即在回采巷道内起底、增大巷道高度、降低采巷高差，将由采巷高差造成的工作面端部“坡度”转移到回采巷道内，从而回收端部底煤，提高工作面采出率。研究了起底深度、超前起底长度等关键参数的确定方法，分析了不同起底参数对回采巷道围岩稳定性的影响规律。研究成果在阳泉煤业(集团)有限责任公司寺家庄煤矿15104工作面得到成功应用，工作面采出率提高36%。     

高瓦斯低透气性煤层深孔爆破增透技术

通过理论分析和芦岭煤矿Ⅱ1048工作面现场工程试验,给出了高瓦斯低透气性深孔爆破增透技术的基本原理、钻孔布置、爆破及工艺设备等具体参数。深孔爆破后,增大了钻孔瓦斯有效抽放半径和高瓦斯煤层渗透性,成倍地提高了瓦斯抽放率,而且降低了煤与瓦斯突出的危险性,从而有效地解决了高瓦斯突出煤层采掘工作面瓦斯超限和煤与瓦斯突出问题。     

复杂条件下破碎围岩双壳支护巷道修复技术研究

针对西山煤电集团杜儿坪矿北一大巷部分区段地应力高、围岩破碎、变形严重、难以维护等问题,运用理论分析、FLAC3D数值模拟、现场实测等方法,分析了围岩破坏变形力学机制与原支护方式失效机理,并基于此提出双壳支护的概念,阐述了双壳支护的作用原理及形成过程,数值模拟比较分析了双壳支护与普通锚杆支护在围岩稳定性控制、应力应变规律及塑性区分布特征等方面的差别,揭示出双壳支护的优越性。经现场应用与实测发现,采用双壳支护后的围岩稳定性得到了明显的提高,围岩破碎度与巷道表面位移均大幅度下降,表明双壳支护取得了良好的效果。     

孤岛短壁综放工作面护巷煤柱宽度研究

针对王庄煤矿43M1孤岛短壁综放工作面护巷煤柱赋存特征,采用理论分析、数值模拟并结合现场实测的方法,研究不同护巷煤柱宽度条件下的巷道围岩稳定性,结果表明,43M1工作面护巷煤柱宽度临界值为17 m。 研究结果对于类似条件下煤柱宽度留设、巷道布置及支护参数选择提供了技术经验和理论支持。     

冲沟地貌间隔式煤柱下采动应力传播规律研究

以陕西南梁煤矿2~(-2)煤层间隔式采空区下回采3~(-1)煤层为工程背景,现场调研总结间隔式回采工作面地表沉降情况,结合数值计算方法判断间隔式煤柱、采空区状态,确定间隔式煤柱上覆载荷大小及分布规律与冲沟参数之间的函数关系。采用弹性力学半平面无限体理论结合间隔式煤柱上覆载荷、岩性、回采工艺等参数推导单一间隔式煤柱下方应力分布函数,通过坐标系转换得组合煤柱下方集中应力传播规律,利用数学软件绘制各应力分量等值线分布图。分析应力分布规律:垂直方向集中应力在底板中分布变化趋势与冲沟坡向一致;随深度增加,集中应力减小,等值线倾斜程度增大。分析下组煤层背沟过间隔式煤柱工作面顶板压力变化规律:"沟底→煤柱Ⅰ→煤柱Ⅲ"顶板压力先增大后减小,以间隔式煤柱下30107工作面为例验证理论并分析其矿压规律。此研究为冲沟地貌间隔式采空区、房柱式、刀柱式采空区下煤层开采顶板控制提供理论支持。     

急倾斜煤层综采工作面设备快速安装技术

急倾斜综采工作面由于煤层倾角较大,工作面设备的快速安装是个很大的技术难题,安装时间过长,工作面裸露的顶板会随着悬顶时间的增加变形加大,煤岩体片帮冒顶严重,工作面作业人员和设备安全没有保障,通过对安装前的准备工作、安装顺序、安装方法及相应的安全措施进行研究,实现了工作面的快速安装。