大采高综采工作面实现安全高效开采的技术应用研究

潘一矿以技术创新为依托,经过技术论证进行设备选型,加快设备升级换代,提高科技对矿井的贡献率,首次在1521(3)工作面进行大采高综采开采.回采61d,生产原煤511180t,完成产值23003万元.工作面平均日产原煤8380t,平均月产量251400t.其中,最高日产突破万吨,创下了建矿以来单面日产最高纪录.实践证明:1521(3)大采高综采工作面的开采成功,取得了显著的经济技术效益.     

大采高、高瓦斯综采面瓦斯综合治理技术

针对潘三煤矿综采工作面大采高、瓦斯涌出量大的现实条件,研究并并实施以顶板高抽巷抽采瓦斯为主,风排管理并重的综合瓦斯治理技术,杜绝了大采高、高瓦斯综采工作面瓦斯超限现象,提高了工作面的单产,实现了煤与瓦斯共采,取得了显著的经济效益和社会效益.研究成果对类似条件下的煤炭开采具有指导价值.     

大倾角大采高综采工作面高产高效实践

淮南矿业集团潘北矿1121（3）工作面,其煤层赋存状况是典型的大倾角、多断层、＂三软＂、高瓦斯、复杂地质条件。本文就综采技术在大倾角煤层的应用过程中所涉及到的问题进行分析并加以解决,实现了大倾角综采工作面的高产高效。     

极软厚煤层大采高台阶式综采端面煤岩稳定性控制研究

基于对极软突出厚煤层大采高综采工作面端面煤岩稳定性的有效控制,提出了台阶式采煤工艺,采用台阶式割煤方式;用数值模拟分析了台阶式割煤的防片帮机理.现场实测分析了大采高开采工作面在采用台阶式回采工艺条件下端面煤岩的失稳特征.研究表明:台阶式割煤工艺改善了煤壁区域的应力状态,减少了工作面煤壁片帮和端面冒顶的发生不同台阶高度比割煤所引起的围岩破坏程度不同,上下台阶高度比为1:2时煤壁塑性破坏区最小;极软厚煤层大采高开采煤壁片帮主要以剪切滑移引起的三角斜面片帮为主,超高开采是端面顶板冒落的主因.     

综采放顶煤工作面高冒空巷充填技术

基于对综采放顶煤工作面高冒空巷围岩活动规律的分析，采用高水速凝材料充填高冒空巷。通过理论分析和数值模拟计算，确定了高水速凝材料充填体的力学参数。研究表明，充填体具有较大的支护阻力和良好的逆性变形特点，可有效支护高冒空巷顶板和两帮，同时适当变形而降低载荷，保持充填体完整，该技术成功应用于工程实践，取得了较好的技术，经济效果。     

综采改炮采工作面预留切眼支护技术

针对综采工作面回采遇到的困难,指出了综采工作面拆除液压支架后改为炮采工作面的可行性,采取有针对性的工作面支护技术和施工工艺,技术上可行,支护方式可靠,缓解了掘进紧张局面,保证了回采工作面正常生产和生产的连续性,社会经济效益显著.     

综采改炮采工作面预留切眼支护技术

针对综采工作面回采遇到的困难,指出了综采工作面拆除液压支架后改为炮采工作面的可行性,采取有针对性的工作面支护技术和施工工艺,技术上可行,支护方式可靠,缓解了掘进紧张局面,保证了回采工作面正常生产和生产的连续性,社会经济效益显著.     

综采放顶煤工作面粉尘的综合防治

随着综采放顶煤开采技术的推广应用,使工作面高浓度粉尘的防治难题日趋突出,为此,本文通过分析综放工作面各种防尘措施的治理效果,提出了“标本兼治”是综合治理综放工作面高浓度粉尘的根本原则。     

大采高综采工作面瓦斯与煤自燃综合治理技术

针对张集煤矿1215（3）高产高效综采工作面高瓦斯、易自燃开采过程中的安全问题,本文介绍了大采高综采工作面采空区顶板高位抽采技术,优化顶板走向钻孔位置,结合顺层钻孔和上隅角埋管等抽采瓦斯措施综合治理瓦斯,同时采取均压通风、加快工作面推进速度、采空区灌浆、注氮等技术措施防治煤自燃,保证了回采期间回风流瓦斯浓度平均小于0.5%,CO浓度20PPm以下,实现了工作面的正常安全生产。研究成果为淮南矿区一次采全高高产高效工作面的瓦斯、防火治理提供了借鉴经验。     

孤岛煤柱综采工作面旋转开采关键技术

在分析综采工作面旋转式开采现状基础上，结合庞庄煤矿2443和-520西二煤柱开采实际，进行了综采旋转开采回收孤岛煤柱工艺方式、矿压显现规律、旋转区巷道布置和支护技术等方面关键技术研究，在实际生产中取得了较好的技术经济效果，可为在复杂条件下综采开采提供参考。     

长综采面支架适应性与采煤系统可靠性分析

通过对长综采面来压特征、支架运行状态和采煤工艺系统主要环节的现场测试与统计分析,揭示了初始面与对接长面各自的矿压显现规律及特征;分析了柱支顶掩护支架工作状态,对采煤工艺系统的可靠性参数进行了分析计算．     

金刚煤矿综采支架工作阻力的确定

综采支架工作阻力的大小,直接决定着综采支架的架型和质量,关系到矿井的生产和安全,影响到矿井的经济效益和社会效益。运用国内外对支架阻力的计算方法,借助相似模拟试验,确定了金刚矿3115工作面综采支架工作阻力为2400 kN。现场使用效果表明：使用综合机械化开采经济效益和社会效益明显,不过在确定液压支架工作阻力时,应充分参考同一矿井与拟用综采工作面毗邻区采煤工作面的矿压观测结果,由此获得的工作阻力更加可靠合理,适当降低3115工作面综采支架工作阻力,仍可满足安全生产要求。     

放顶煤综采采空区“三带”的理论计算与观测分析

本文应用非线性渗流理论建立采空区流场二维平面非线性渗流流函数微分方程,利用有限元技术求得各结点上的流函数值和各单元上的流速v_x、v_y、v_o在此基础上,得到采空区风流流线和等速线。依据煤自燃所对应的风速上下限,得到放顶煤综采采空区不自燃带、可能自燃带和窒息带的形态和范围。对采空区矿压显现、采空区温度变化及氧浓度变化进行的观测表明,理论计算与实际观测所得结果基本一致。     

关于综采采煤工艺及一些参数优化问题的探讨

本文根据大量的现场统计和实测资料,从采煤工艺角度分析了综采工作面诸因素与产量的关系,认为在我国应积极采用由中部斜切进刀衍生而来的端部斜切进刀、单向割煤、往返割一刀煤的采煤机进刀方式,得出了最佳工作面采高为3.0～3.3m,工作面长度为160～165m,走向长度为1000～1600m;讨论了影响综采设备潜能发挥的技术因素,并对如何提高综采面单产和装备水平问题进行了探讨。     

下分层综放工作面上覆岩层结构特征

我国综放开采技术是在分层综采技术的基础上发展起来的,对于一直采用分层综采的一些大型厚煤层生产矿井,面临着顶分层采后下分层综放开采技术问题,这个问题与一．次采全厚整层综放开采矿压显现有所不同．下分层综放开采时,二次垮落的直接顶岩层碎胀系数较小,垮落带高度与采高的比值将增加,造成顶分层开采时下位老顶岩层垮落后转化为规则垮落带,成为下分层综放工作面的上位直接顶,促使下分层综放工作面的老顶“砌体梁”式平衡结构向更高层位岩层发展．上位直接顶岩块强度较高、块度较大,容易形成“岩-矸”半拱式平衡结构．该结构的周期性失稳和垮落,造成采场出现小的周期来压现象;而“砌体梁”平衡结构的周期性失稳和垮落,将导致采场出现大的周期来压现象．     

下分层综放工作面上覆岩层结构特征

我国综放开采技术是在分层综采技术的基础上发展起来的,对于一直采用分层综采的一些大型厚煤层生产矿井,面临着顶分层采后下分层综放开采技术问题,这个问题与一次采全厚整层综放开采矿压显现有所不同.下分层综放开采时,二次垮落的直接顶岩层碎胀系数较小,垮落带高度与采高的比值将增加,造成顶分层开采时下位老顶岩层垮落后转化为规则垮落带,成为下分层综放工作面的上位直接顶,促使下分层综放工作面的老顶“砌体梁”式平衡结构向更高层位岩层发展.上位直接顶岩块强度较高、块度较大,容易形成“岩-矸”半拱式平衡结构.该结构的周期性失稳和垮落,造成采场出现小的周期来压现象;而“砌体梁”平衡结构的周期性失稳和垮落,将导致采场出现大的周期来压现象.     

综采放顶煤工作面矿压显现规律的数值模拟研究

本文在现场实测资料和相似模拟试验的基础上，采用数值模拟方法，对三河尖煤矿７１３１工作面分层开采及放顶煤开采条件下上覆岩层的活动规律及矿压显现进行了系统的研究，并对不同开采条件下的覆岩结构特点进行了初步分析，所得结论在７１３１面的放顶煤开采中得到了验证，并对指导生产起到了积极的作用．     

综采面推进速度对煤岩动力灾害的影响研究

采用实验室实验、数值模拟和现场实测的综合研究方法,研究了加快推进速度对综采面围岩应力场、破坏场分布及透气性的影响,揭示了综采面推进速度对煤岩动力灾害的影响规律.研究表明:综采面推进速度增加,围岩的加载速度随之增加,煤体的强度、脆性增加但韧度降低;推进速度增加,水平应力和垂直应力均增大,应力峰值位置距工作面煤壁距离减小,同时煤层塑性卸压区范围减小,透气性降低,瓦斯压力梯度增大,推进速度过快不利于岩爆、冲击地压及煤与瓦斯突出等动力灾害的防治.因此,高瓦斯工作面的推进速度不宜过快,突出煤层的正常推进速度不宜超过10m/d,在突出威胁区和突出危险区应小于7m/d.     

阳泉三矿大采长综放工作面瓦斯涌出特征分析

大采长综放工作面单位时间内瓦斯涌出量增大,经常造成工作面回风隅角和回风巷瓦斯质量浓度超限.通过分析综放工作面瓦斯涌出源,可以了解其瓦斯涌出特征.对阳泉三矿大采长K8206综放工作面初采期和回采期的瓦斯涌出规律的分析可知,初采期瓦斯涌出量具有大幅度波动性,其原因主要为采空区瓦斯不断地、周期性地涌入.正常回采期,只要高抽巷的抽放负压足够大,邻近层瓦斯涌入工作面的问题就能解决;而大采长综放工作面本煤层瓦斯涌出量增大,则需要增加通风量或者采用新的通风方式.