特厚煤层综放工作面小煤柱留设技术研究

挖金湾煤矿开展了特厚煤层综放工作面小煤柱留设技术研究,确定了8102沿空巷沿空侧煤柱宽度为8 m。实践效果表明,小煤柱留设技术具有改善沿空巷道应力集中的效果,使得巷道处于低应力区,避免了矿压显现导致的巷道变形、冒顶、底鼓问题,减少了宽煤柱导致的煤炭资源损失。     

特厚煤层综放工作面小煤柱巷道支护技术研究

为解决特厚煤层高强度综放开采工作面小煤柱巷道维护困难的问题,以同忻矿8305特厚煤层综放工作面5305小煤柱巷道为研究背景,运用理论计算及数值模拟分析了不同支护参数对支护效果的影响,结果表明：提高预紧力,“三径”匹配保证锚固力,适当减小锚杆索长度增加支护密度以形成连续的预应力场,再配合相应的组合锚索可提高小煤柱巷道整体的围岩稳定性。基于此提出了特厚煤层高强度综放开采工作面小煤柱巷道锚网索联合支护方案,并通过现场实测验证了方案的合理性。现场应用表明：小煤柱巷道在采用高预紧力锚网索联合支护方案后,掘进期间顶底板最大移近量为63 mm,两帮最大移近量为96 mm;回采期间巷道顶底板最大移近量为420 mm,两帮最大移近量为729 mm,支护效果良好,巷道围岩变形得到了有效控制。     

特厚煤层综放工作面小煤柱留设合理宽度研究

针对某矿特厚煤层回采巷道变形严重,甚至局部底鼓,煤柱尺寸过大,煤炭资源损失严重等难题,以该矿8204工作面回风巷为研究背景,通过理论计算和数值模拟确定合理煤柱宽度,使用窄煤柱沿空掘巷的技术对8204工作面回风巷进行试验研究,最终确定了8 m的小煤柱.现场观测表明:小煤柱内部裂隙发育,但煤柱整体完整性较好;掘巷期间巷道两帮最大移近量61 mm,顶底板最大移近量55 mm,巷道变形量完整较小,能够保证巷道围岩稳定.本次设计煤柱尺寸合理,同时增加了煤炭采出率,促进了矿井安全高效生产.     

特厚煤层综放工作面小煤柱沿空掘巷技术应用

东周窑矿8#煤层二采区原采用30 m大煤柱沿空掘巷,为提高资源利用率,以8203工作面为背景,综合运用数值模拟、理论分析计算、工程类比等方法,分析采空区边缘煤柱内支承压力分布规律,研究不同宽度煤柱对沿空巷道稳定性影响,确定采空区边缘应力降低区范围为5.62～8.91 m,最佳煤柱宽度为6 m,沿空巷道采用锚网索梁联合支护,煤柱内裂隙发育程度较高,通过注浆技术进行加固,工程实践表明,沿空巷道围岩及煤柱稳定性良好,取得较好的安全和经济效益。     

特厚煤层综放开采设备选型研究

为确定北辛窑煤矿特厚煤层采煤方法及设备选型,本文首先对厚煤层的开采方法进行了对比分析,并结合煤层与顶底板的岩性特征,确定了采用综采放顶煤的开采方法。根据北辛窑煤矿8405工作面的实际开采情况,并结合相关理论计算了综放工作面滚筒采煤机、刮板输送机、液压支架的相关参数,给出了具体的设备型号。最终通过现场开采效果证明：8405工作面设备选型合理,能够满足安全高效生产的需求,同时采出率也大幅提高。此研究为相类似的特厚煤层工作面开采设备的选型提供了一定的借鉴意义。     

特厚煤层综放工作面安全高效开采配套技术

本文结合兴隆庄煤矿综采放顶煤开采技术的发展创新实践,介绍了综放设备配套技术和综放工艺技术的发展,以及与之相适应的综放工作面端头及顺槽超前支护技术、大块煤矸破碎技术、集约型供液供电技术、刮板输送机变频驱动技术、长距离胶带输送机中间驱动技术、沿空大断面综放回采巷道支护技术的研究应用,从实践和理论方面丰富了采矿技术,促进了综放开采技术的发展。     

特厚煤层综放工作面区段煤柱合理宽度研究

针对塔山矿特厚煤层综放工作面与回采巷道对头施工过程中面临的区段煤柱合理宽度留设、回采动压影响范围确定等问题,采用理论分析、数值模拟及现场应力实测等手段对特厚煤层综放采场覆岩断裂结构、区段煤柱应力分布及区段煤柱合理宽度进行研究。采空区一侧煤体应力,应力剧烈影响范围30~35 m。煤柱应力现场实测表明,相邻工作面回采期间应力沿煤柱宽度大致呈单峰型、非对称分布,应力高峰区距8210回风巷21~30 m、距8208采空区8~17 m,采空区顶板运动稳定滞后距离120~130 m。结果表明,塔山矿特厚煤层综放面对头施工条件下留设38 m煤柱是安全的,从煤柱应力分布角度分析煤柱宽度可减小至30~32 m。     

特厚煤层综放工作面合理区段煤柱宽度研究

以斜沟煤矿23110综放工作面合理的区段煤柱宽度留设为背景,通过理论计算和FLAC~(3D)软件建立模型,研究上区段23112工作面及下区段23110工作面回采时,不同区段煤柱宽度下煤柱的应力分布情况,确定了23110综放工作面的区段煤柱宽度为20 m.现场23110工作面的回风顺槽内布置的钻孔应力计测点数据显示,23110综放工作面回采过程中20 m宽煤柱内支承压力曲线呈现"马鞍型",煤柱中部的弹性核宽度大于2倍采高,可保证该综放面的安全回采。     

特厚煤层大小煤柱综放工作面实施效果分析

以同忻矿三盘区8309大煤柱工作面、8305小煤柱工作面为研究对象,通过分析比较留设大煤柱和留设小煤柱时,临空巷在掘进待采期间和工作面回采期间的矿压显现,得出小煤柱开采在临空巷矿压治理、资源回收率、矿井服务年限延长及整体经济效益方面存在的优势。     

特厚煤层综放工作面防冲煤柱宽度优化

为研究强冲击倾向性特厚煤层综放工作面区段煤柱合理宽度,对华亭煤矿250102工作面频发的冲击地压现象进行分析,发现250102工作面20m区段煤柱内存在着极易诱发冲击地压的应力条件,具有典型的煤柱型冲击地压特征。采用数值模拟和理论计算的方法对2501采区工作面区段煤柱合理宽度进行模拟计算。研究表明：当煤柱宽度为5m时,应力集中系数最低,为1.14,冲击危险程度较低|当煤柱宽度为20m时,应力集中系数达到最高,为3.40,冲击危险程度达到最大|当煤柱宽度为25m以上时,应力曲线由单峰转化为双峰,煤柱由小煤柱的屈服阶段进入到大煤柱的承载阶段,冲击危险程度在不断降低|理论计算得出适合2501采区工作面区段煤柱宽度为5.64m,与数值模拟结果较为吻合。2501采区后续工作面均采用6m宽的区段煤柱,经实践验证,该宽度的区段煤柱对华亭煤矿冲击地压的防治效果较好。     

特厚煤层综放工作面区段煤柱宽度优化研究

为了提高资源回收率和防止煤柱失稳诱发冲击地压,在特厚煤层综放工作面区段留设合理煤柱宽度。首先采用极限平衡理论计算煤柱留宽应大于19 m;其次,通过数值模拟得到4种不同宽度煤柱的塑性区分布范围,初步得到煤柱合理宽度为20 m;最后,通过现场实测法对煤柱的侧支承压力、巷道表面位移和锚杆(索)应力进行监测,结果进一步表明,煤柱宽度为20 m时中部存在一定宽度的弹性核,此时巷道和围岩变形小,煤柱较稳定。从经济效益和回采安全的角度考虑,某矿合理区段煤柱宽度应为20 m。     

特厚煤层无煤柱综放开采巷道布置研究

针对斜沟矿13#特厚煤层特有的地质条件和开采条件,将错层位巷道布置系统引入到工作面的布置之中并讨论其可行性。采用实验室相似模拟研究方法,对比错层位采煤法巷道布置下的2种方案,并结合影响顶煤可放性因素,从采出率、防漏风和防火方面进行分析,最后确定了该矿13#煤层无煤柱开采的巷道布置方案。     

特厚煤层综放开采区段煤柱合理尺寸研究

为了减少综放工作面煤炭资源损失,进一步对煤柱资源进行回收,围绕区段煤柱合理留设这一难题,以山西某矿9-10-11号煤层二采区为工程背景,对该矿工作面合理区段煤柱尺寸进行了研究。理论计算结果表明,工作面区段煤柱合理宽度不应低于18.4 m,采用数值模拟方法,对7种煤柱留设方案进行了对比分析,最终确定区段煤柱宽度为20 m,能够实现煤炭资源回收,并保证巷道安全稳定性。     

急倾斜特厚煤层分层综放开采工作面设备配套研究

针对新疆昌平矿业急倾斜特厚煤矿地质条件,研究分析分层综放开采可行性;提出分层综放开采设备的选型原则和技术要求;给出工作面总体布置和设备配套;实现了短壁工作面全程放煤,提高了急倾斜特厚煤层工作面煤炭回收率,这对短壁工作面具有重要意义。     

塔山矿特厚煤层综放工作面小煤柱留设技术研究

塔山煤矿工作面原有设计采用预留宽煤柱的方式,通过井下回采实践表明,此煤柱留设方式会造成煤炭资源损失率高达26%,且不利于巷道围岩的维护,工作面开采过程中明显发现巷道受到应力挤压导致的围岩变形现象,并且巷道冒顶现象时有发生。基于上述背景,采取理论计算结合数值模拟推演计算的分析方法,明确了适合塔山煤矿赋存条件的8117综放工作面煤柱宽度为8 m。8117综放工作面通过采用留设小煤柱技术以来,有效地避免了宽大煤柱引起的围岩移进量大,进而导致巷道围岩变形严重的问题,且将煤炭损失率降低至12%,避免了煤炭资源的浪费。     

特厚煤层分层综放开采区段小煤柱留设尺寸研究

砚北煤矿5煤为特厚煤层,煤层具有强冲击地压倾向性,为防治工作面两巷掘进时冲击地压现象发生,采用理论计算、数值模拟和现场观测的方法,研究分析工作面、区段护巷小煤柱内应力变化以及采场超前支承压力影响范围。以区段小煤柱变形破坏理论为依据,通过数值模拟分析了4种不同宽度煤柱的塑性区变化范围,最终得出适合砚北矿条件的合理区段煤柱宽度。     

特厚煤层综放工作面区段煤柱宽度优化及应用研究

斜沟煤业特厚煤层综放开采区段煤柱宽度为35m,为提高资源利用率欲对区段煤柱宽度进行优化,通过理论计算分析及数值模拟研究表明,23111工作面合理的区段煤柱宽度为8.6～44.4m,最为合理的区段煤柱宽度为15m,在实际生产中23111运输巷沿空掘巷煤柱宽度为15m,23111工作面回采期间对煤柱进行钻孔窥视,二次采动影响下,回采侧煤柱松动破坏的深度约为7.0m,煤柱完整性和承载能力较好,且巷道的变形量在安全可控的范围内,区段煤柱优化为15m取得了良好的应用效果和经济效益。     

特厚煤层综放工作面过断层开采技术研究

以401101综放工作面通过DF29断层构造区为背景,为了确保该工作面能够安全顺利通过该断层构造区,根据矿井煤层赋存情况、顶板条件以及断层的揭露情况,在过断层期间采用合理的层位控制、注浆加固顶板、松动爆破等措施,顺利通过了DF29断层影响构造区,保证了401101综放工作面的安全生产。     

大平矿特厚煤层综放工作面水下开采安全性评价

为了确保大平矿特厚煤层水库下开采的安全性问题,依据待采工作面的地质条件和其他采区已采工作面的实测数据,构建了该井田范围内的水下开采安全性的判定准则,结合3DEC数值模拟得到的导水裂隙带高度,判定水下开采的安全性。以S2S9综放工作面为例,依据判定准则得到的最小保护层厚度为58.84 m,数值模拟得到的导水裂隙带高度为180.6 m,根据煤层最小埋深和含水层厚度得到防水煤岩柱的高度为552.73 m,与导高之间的差值为372.13 m,大于能够安全隔水的最小保护层厚度58.84 m,而且还大于已采面最大的保护层厚度333.04 m,说明S2S9综放工作面水下开采是安全可行的。