与地面环境协调的采煤方法研究

持续增长的煤炭生产对地面环境已造成了严重的采煤沉陷灾害。为了保护村庄等地面设施而采取的其他低回采率采煤方法又使得大量煤炭资源无法采出。基于此现状，从煤炭科技角度提出了注充宽条带跳采全采采煤方法。通过分析其概念、开采过程中煤岩体的受力情况、覆岩及地表移动变形规律，得出此采煤方法可以减缓地表下沉，有效保护矿区地表环境，解决煤矿深部化开采过程中的地面设施压煤问题。同时，对此采煤方法的深入研究，有益于进一步完善我国矿山开采的相关理论和技术。     

煤矿绿色开采20年研究及进展

煤层开采引起的岩层破断运动导致了一系列采动损害与环境问题。绿色开采从广义资源的角度出发,通过控制或利用采动岩层破断运动,从源头减轻采煤对环境的影响,实现对煤层及共伴生资源的共采或保护。该理念得到了业界的广泛认同,绿色开采技术的研究与应用也取得了重要进展。从广义资源概念、基于岩层破断运动规律原则、源头减损及全生命周期理念等方面进一步论述了绿色开采的内涵,提出了全生命周期绿色开采技术框架,包括保水采煤、煤与瓦斯共采、矸石减排、减沉开采与环境修复,对近20年来我国煤矿绿色开采的研究历程进行了回顾。关键层理论是绿色开采技术研究的重要理论基础,其基本学术思想强调将覆岩作为整体进行研究,将采动矿压、水与瓦斯及地表沉陷研究有机统一起来;同时强调抓主要矛盾,即找出覆岩中对岩层运动起控制作用的关键层,避免采用传统研究中对覆岩岩性进行均化处理的方法。综述了在岩层移动与采动裂隙演化规律方面的理论研究成果,主要包括基于关键层位置的导水裂隙带高度预计方法、覆岩卸荷膨胀累积效应与瓦斯卸压抽采"三带"原理,论述了保水采煤、煤与瓦斯共采、充填减沉开采等方面的技术进展、现状及工程应用成效。提出了促进绿色开采技术进一步发...     

基于关键层控制的部分充填采煤技术

建筑物(村庄)下压煤开采一直是困扰我国煤矿的重大技术难题。针对充填采煤技术面临的难点与挑战,结合煤系层状覆岩移动特点和控制要求研发了基于关键层控制的部分充填采煤技术。研究揭示了覆岩关键层对地表沉陷控制机理;建立了基于关键层控制的地表沉陷控制模型及部分充填采煤的设计方法;研发了采空区条带(墩柱)充填、冒落区嗣后充填和覆岩隔离注浆充填等部分充填采煤技术,已在淮北、淄博、阳泉、皖北等矿区10余对矿井的40余个工作面成功应用。部分充填采煤技术充分利用了覆岩结构的自承载能力,减少了充填工作量、降低了充填成本,是高效低成本的建筑物压煤充填开采技术。     

中部矿粮复合区采煤沉陷及耕地损毁研究现状与展望

河南作为中原地区产煤和产粮大省，煤炭安全高效开采与耕地保护、粮食增产的矛盾较为突出。如何修复因开采煤炭导致损毁的耕地、保护矿区未损毁的耕地，同时稳定煤炭产能，是中部矿粮复合区目前面临的重大难题之一。在分析了中部矿粮复合区典型特征与其面临的瓶颈问题基础上，从采动覆岩与含(隔)水层破坏、采动地表沉陷规律与土壤退化、矿区耕地损毁及农作物长势、源头减沉控损与土地损毁修复技术等4个方面分析了采煤沉陷及耕地损毁问题的研究发展历程，包括采动覆岩含(隔)水层破坏及结构失稳、采动覆岩破坏充分采动定义及判据、采动地表沉陷与覆岩破坏整体响应行为、地表沉陷对土壤退化与耕地损毁影响、沉陷区耕地损毁识别与农作物长势监测、煤矿开采损毁土地修复技术等；在现有成果分析的基础上，展望了中部矿粮复合区采煤沉陷及耕地损毁的4个发展方向：采动覆岩结构失稳与含(隔)水层破坏传导机理、采动地表沉陷规律与土地损毁作用机理、矿区耕地损毁及农作物长势时空演变规律与源头减沉控损与耕地损毁高效协同修复技术，以便揭示“覆岩破坏—地表沉陷—耕地损毁—作物响应”传导驱动机制，形成中部矿粮复合区源头减沉控损与耕地损毁高效协同修复的综合技术体系，为煤...     

浅谈村庄下条带开采设计

对厚表土层薄基岩条件下村庄压煤条带开采进行研究,揭示条带开采覆岩移动与地表沉陷的基本规律,预计地表移动变形,从而节省村庄搬迁费,最大限度地提高煤炭采出率。     

注充宽条带跳采全采采煤法

常规方法开采煤炭已对地面环境造成了严重的沉陷灾害。村庄等地面设施的压煤和其他低采出率采煤方法又使得大量煤炭资源无法采出。基于此现状提出了注充宽条带跳采全采采煤方法。通过分析开采过程及其影响,此采煤方法可以减缓地表下沉,有效保护矿区地表环境,解决煤矿深部化开采过程中的地面设施压煤问题。同时,对此采煤方法的深入研究,有益于进一步完善我国矿山开采的相关理论和技术。     

大柳塔煤矿多煤层开采覆岩变形破坏模拟研究

针对大柳塔煤矿远距离多煤层开采冒裂带发育及采动影响问题,通过相似模拟和数值模拟计算,系统研究了2个主采煤层开采过程中覆岩垮落、裂隙发育及地表沉陷规律。研究结果表明：浅部2-2煤覆岩主关键层破断后,顶板基岩会发生直达地表的整体切落现象,5-2煤一次采全高长壁开采冒裂带连通上部采空区,形成工作面涌水的导水通道;重复采动岩层与地表移动和变形值增大,非连续性破坏增加;采空区上覆岩体依据主应力分布可划分为双向拉应力区、拉压应力区和压应力区3个区,主应力状态对采动裂隙的形成、发育起着控制作用;采动影响与工作面几何参数密切相关,地表沉陷随着工作面斜长或采厚的降低而减小。研究成果对大柳塔及类似条件下的煤矿安全开采与设计有指导意义。     

开元煤矿丘陵地貌开采沉陷规律研究

通过实测和模拟方法对开元煤矿丘陵地貌条件下开采沉陷规律进行了研究,结果表明:充分采动时地表下沉系数为0.78,水平移动系数为0.23,采动影响边界范围173 m,边界角为59°,移动角为73°,主要影响角正切为1.8。研究成果为开元煤矿保护煤柱设计确定采动影响范围、进行"三下"采煤地表沉陷设计、确定地表沉陷各项参数和村庄压煤开采设计提供了依据。     

粉煤灰基胶结材料充填开采数值模拟研究

为了防控采空区覆岩地表移动,解放"三下"压煤,文章采用数值模拟的方法对通化八宝煤矿粉煤灰基胶结材料充填开采后的覆岩进行研究,得出采场覆岩塑性区发育高度低,充填体以上2.5 m处应力最大值与原岩应力相差不大及平面位移无明显变化的结论。结合地表下沉监测结果说明粉煤灰基胶结充填材料充填采煤后能实现顶板无破断,地表微沉陷的效果。     

新书介绍

《煤矿地表移动与覆岩破坏规律及其应用》系煤炭科学研究院刘天泉等同志,根据20多年来我国“三下”采煤科学研究最新成果而编写的一本技术性和理论性的专著。全书共分5篇,24章,约40万字。第一篇地表移动,第二篇覆岩破坏,第三篇民用建筑物受采动影响的内力分析,第四篇水体下采煤可能性和可靠性的评价方法,第五篇减少采动影响的综合开采技术     

井下采煤技术及采煤工艺的选择

介绍了我国采煤技术的发展状况,对我国井下采煤技术进行了简要的论述,并提出了采煤工艺方式的选择原则。     

美国煤炭地下开采与自动化技术进展

美国煤炭的地下开采分为长壁式和房柱式2种技术。地质条件较好、井田范围大的矿井,一般以长壁开采为主,否则以房柱开采为主。1994—2017年,美国井工矿数量减少了79%(2017年为237座)。但是单个矿井产量增加了230%,煤炭生产更加集中、高效。美国长壁开采以中厚煤层为主,采高一般为1.6~2.5 m(最大开采高度4.2 m,最小开采高度1.2 m)。长壁工作面均采用多巷布置、矩形断面巷道、锚杆支护。近年来,工作面尺寸、设备功率、设备尺寸逐渐增大,生产系统更加可靠。长壁工作面的自动化开采源于1984年的电动控制液压支架的研发与使用,此后开发了支架、采煤机、刮板输送机的单机自动化以及追机移架技术。2000年以后开发了半自动化工作面技术和采煤机远程控制技术。目前应用的主要是半自动化工作面技术,只有2个工作面应用了采煤机远程控制技术。这些技术解决了条件简单工作面的自动化开采问题,但遇到复杂地质条件时,仍需要人工干预。研发自动化开采的关键传感器和设备以适应地质条件变化、完善端部进刀系统,聚焦作业安全和粉尘与噪音防控,以及矿用大数据、高速通信与可视化技术是目前美国的重要研发方向。在近10 a来,房柱开采的工艺变化不大,但是开采装备的多样化和开采系统的自动化、信息化、智能化的相关技术开发取得了重要进展。     

调斜开采和旋转式开采技术的应用

根据现场实际情况，综采工作面最大限度地采用调斜开采和旋转式开采技术，提高了资源回收率，缓解了采掘衔接，边采边缩边拆架，为综采工艺开采积累了经验。     

2018年全球矿业形势分析及未来展望

2018年,受中美贸易战、地缘政治风险加剧、全球资本市场动荡等因素影响,全球矿业复苏势头回落,下行趋势明显,国际矿产品价格整体呈现先升后降态势,国际与国内矿产勘查投入依然呈现分化趋势,矿业融资难问题不断加剧。展望未来,全球矿业中长期看好,但不确定性和不稳定性因素增加,中美贸易战所形成的“伤害链”传导抑制原材料需求,全球矿业复苏进程将受阻。随着电动汽车的快速发展,锂、钴、镍等电池金属将继续成为热点,但资源回收利用和矿产替代技术的发展将影响其需求结构。“一带一路”倡议的深入实施,对沿线国家资源需求增长的拉动作用将缓慢释放,并为我国参与全球矿业治理提供良好平台。     

试论井工煤矿边开采边复垦技术

针对传统采煤沉陷地稳沉后复垦恢复土地率低、复垦周期长等弊端,在分析讨论我国采煤沉陷地非稳沉复垦技术研发历史的基础上,提出了边开采边复垦（简称边采边复）的概念,探讨了边采边复的内涵、基本原理、技术分类与关键技术,基于实例阐述了边采边复技术的优越性。 实例研究表明：采用边采边复技术比传统复垦技术提高复垦耕地率最高达37.59%。论文还分析了该技术的适用范围和推广应用前景,适用于边采边复技术的平原高潜水位地区包括十四大煤炭基地中的5个,通过使用边采边复技术,可以及早地拯救将要形成积水的土地,将增加土地面积约6 680.8 km 2 。     

建筑物下采煤技术现状及发展

我国建筑物下采煤的研究从20世纪60年代开始,先后在本溪、鹤壁、抚顺、枣庄、峰峰、蛟河等矿区进行试验,取得了成功的经验和宝贵的监测资料。在综合分析大量文献的基础上,全面总结了充填开采、条带开采、三步法、协调开采、离层注浆等主要建筑物下采煤方法和井上建筑物的保护措施,并阐述了建筑物下采煤的发展趋势。     

培育和发展矿业权市场

在市场经济条件下,矿政管理的一个重要内容是培育和发展矿业权市场,利用市场机制发展矿业生产力。要搞活国家一级市场,激活二级市场。     

急倾斜煤层开采技术现状与流态化开采构想

急倾斜煤层开采难度大,迫切需要研发新的安全、高效、绿色开采方法.总结分析了目前急倾斜厚煤层开采常用的水平分段综放、走向长壁综采和走向长壁综放3种技术现状,指出水平分段综放技术还需要在采放工艺、合理分段高度、顶煤冒放性与端头放煤、智能开采等几个方面进行深入研究,以进一步提高顶煤采出率和开采效率;走向长壁综采技术还需继续研...     

巴彦高勒矿井采煤方法及工艺的探讨

介绍了巴彦高勒矿井的概况、矿井外部建设条件、矿井资源条件、井田勘探程度及开采条件,并进行了评价。最后得出结论:巴彦高勒矿井井田外部建设条件较好,资源可靠,煤层厚度大,倾角小,赋存稳定,具备建设大型矿井的条件。     

十六层反程序开采参数确定及实践

介绍了双鸭山矿业集团双阳煤矿反程开采的实践,分析了反程序开采的必要性及可行性,为反程序开采提供了经验数据