神东矿区综采工作面合理设计原则与考虑因素

神东矿区的煤层赋存多为近水平、浅埋深煤层,矿井大多采用平硐或斜井开拓。针对矿区煤层赋存和矿井开采特点,进行科学合理地设计综采工作面,更全面地考虑各种影响因素,对于保证矿井安全高效生产和提高资源回收率具有重要意义。结合神东矿区的开采特点,分析和介绍了综采工作面合理设计的原则和设计过程中需要考虑的因素。     

神东矿区内因火灾防治探讨

神东矿区煤层埋藏较浅,层间距较近,煤层近似水平,采动后易形成大面积多层复合采空区,导致各层均具有自然发火可能性,火灾具有隐蔽性。神东矿区有近距离易自燃(自燃)煤层群开采工作面、综采放顶煤开采易自燃(自燃)煤层工作面、大采高开采易自燃(自燃)煤层工作面和高瓦斯矿井开采易自燃(自燃)煤层工作面等不同内因火灾类型。针对不同类型内因火灾给出常规防治技术路线,以期可杜绝神东矿区内因火灾事故,保证矿井安全生产。     

浅埋深近距离煤层开采上覆小窑火区治理技术

基于神东矿区浅埋深煤层群开采的特点,且部分矿井上覆存有小煤窑火区,影响下分层工作面的安全生产。以石圪台煤矿31煤二盘区工作面切眼上覆小窑火区治理为例,在分析小煤窑火区对31煤二盘区工作面影响范围及程度的基础上,结合石圪台煤矿煤层赋存条件及开采工艺,研究优选出适合浅埋深煤层群开采上覆小窑火区的治理技术,为下分层工作面的安全开采提供技术保障。治理技术提升了针对神东矿区小窑火区的治理水平,进一步完善浅埋深近水平煤层群开采上覆小窑火区的综合治理技术体系。     

神东矿区合理采掘接续编制方法研究

采掘关系是煤矿开采工作中最重要的关系之一,只有处理好采掘关系,才能保证矿井正常开采,才能保证开采的科学合理。神东矿区煤层大多为浅埋深、近水平的煤层赋存条件,矿井开拓多为平硐开拓和斜井开拓。神东矿区采掘机械化程度高、采掘效率高,神东矿区矿井采掘接续的编制必须切合矿区的生产特点。文中就针对神东矿区矿井合理采掘接续编制的方法和注意事项进行分析和介绍。     

神东矿区7m大采高综采关键技术研究

针对6.3m以上采高综采工作面回采过程中遇到的矿压显现强烈、设备选型不合理等问题,以神东矿区浅埋煤层7 m大采高综采工作面为研究对象,分析其主要难题为支架稳定性差、煤壁容易出现大面积片帮、工作面两端头煤炭损失严重、工作面末采贯通难度大。通过开采实践得出大采高综采工作面关键回采技术,主要为工作面巷道布置及开采技术、设备配套关键技术、顶板岩层控制技术、快速贯通技术、防止煤壁片帮技术、两端头采用垂直过渡技术。通过关键技术的实施,保证了神东矿区浅埋煤层7m大采高综采工作面安全高效回采。     

浅埋深近距离易自燃煤层群开采工作面防灭火技术

根据神东矿区浅埋深近距离易自燃煤层群开采的特点,以上湾煤矿12302综采工作面为例,综合分析了工作面回采过程中引发采空区遗煤自燃的原因。结合工作面生产中的实际参数,在坚持"预防为主,综合治理"的原则下,编写了工作面回采时的综合防灭火技术措施,为保证工作面的安全回采提供了技术指导,完善了神东矿区浅埋深近距离煤层群开采的防灭火技术方案。     

浅埋坚硬厚煤层预采顶分层综放技术研究

为有效解决神东矿区浅埋特厚坚硬煤层开采技术难题,以神东活鸡兔矿井1-2煤层为研究对象,针对浅埋坚硬特厚煤层试验采用上层综采下层综放开采技术,通过数值模拟、相似材料模拟以及理论分析等综合研究方法系统分析了上分层综采对下分层顶煤冒放性影响规律,提出了下分层综放工作面"上压下顶"有利于顶煤回收的"采大放小、高阻支架上下扰动"措施。通过试验应用与现场观测,结果表明:顶煤冒放性得到有效改善,支架后方顶煤充分破碎,工作面资源采出率达到87%,且下分层综放工作面压力显现缓和。     

浅埋煤层覆岩关键层结构分类

以神东矿区浅埋煤层开采为工程背景,对浅埋煤层覆岩关键层结构的类型及其破断失稳特征进行了研究.结果表明,浅埋煤层覆岩关键层结构类型可分为单一关键层和多层关键层结构;单一关键层结构又分为厚硬单一关键层结构、复合单一关键层结构、上煤层已采单一关键层结构3种类型.单一关键层结构是导致浅埋煤层特殊采动损害现象的地质根源,浅埋煤层单一关键层结构采动破断运动不仅对工作面矿压产生影响,同时会影响顶板涌水溃沙和地表沉陷.关键层破断块体结构承担的载荷层厚度大而不能满足砌体梁结构不发生滑落失稳的条件,从而导致关键层破断块体滑落失稳,这是导致神东矿区浅埋煤层单一关键层结构工作面易出现台阶下沉和压架出水等采动损害问题的力学机理.确定了神东矿区浅埋煤层覆岩关键层结构类型的判别方法.     

浅埋煤层回采巷道合理煤柱宽度的实测研究

神东矿区综采特点是高产高效,推进速度快,工作面长(240 m),回采距离大(3000～5000 m).为保证综采面的快速安全高效开采,减少工作面搬家次数,实现高产目的,关键是要解决浅埋煤层条件下大断面、超长距离回采巷道的安全维护问题,即应设计适宜的巷道支护方式与支护参数,选择合理的回采巷道煤柱宽度.本文针对神东矿区的典型浅埋煤层条件,用现场实测煤柱支承压力分布方法,分析给出了榆家梁矿、补连塔矿和大柳塔矿主采煤层回采巷道的合理煤柱宽度范围,对今后回采巷道布置、煤柱宽度以及巷道支护设计,具有工程实用价值和决策指导作用.     

薄基岩浅埋煤层覆岩活动规律的数值模拟研究

为研究薄基岩浅埋煤层开采过程中工作面上覆岩层的变形破坏规律,利用RFPA软件对神东矿区某工作面煤层顶板破坏进行数值分析,显现了上覆岩层在工作面推进过程中的破坏过程,得出了薄基岩浅埋煤层上覆岩层在开采过程中的活动特点。     

神东矿区无煤柱开采关键技术及应用研究

为了进一步提高煤炭资源回收率,减少矿井掘进队伍数量,降低巷道掘进进尺,提高掘进率,消除由于区段煤柱留设带来的采空区遗煤自燃隐患和集中压力影响,神东矿区研究应用无煤柱开采技术,通过理论设计和现场实践应用相结合的方法,持续优化施工工艺,研究得出了适合神东矿区开采条件的柔模混凝土和切顶卸压沿空留巷工艺,研发了沿空留巷液压支架、内嵌式锚索、恒阻锚索等关键创新设备,应用结果表明在神东矿区近水平、浅埋深条件下采用沿空留巷和沿空掘巷无煤柱开采工艺是完全可行的,有限提高了掘进效率,缓解了接续紧张,保证了顶板安全。     

浅埋煤层回采巷道合理煤柱宽度的实测研究

神东矿区综采特点是高产高效，推进速度快，工作面长(240m)，回采距离大(3000～5000m)。为保证综采面的快速安全高效开采，减少工作面搬家次数，实现高产目的，关键是要解决浅埋煤层条件下大断面、超长距离回采巷道的安全维护问题，即应设计适宜的巷道支护方式与支护参数，选择合理的回采巷道煤柱宽度。本文针对神东矿区的典型浅埋煤层条件，用现场实测煤柱支承压力分布方法，分析给出了榆家梁矿、补连塔矿和大柳塔矿主采煤层回采巷道的合理煤柱宽度范围，对今后回采巷道布置、煤柱宽度以及巷道支护设计，具有工程实用价值和决策指导作用。     

特殊地质条件下掘进工作面顶板控制技术

为解决特殊地质条件下掘进工作面顶板难控制的问题,对大柳塔煤矿特殊地质条件掘进工作面进行分类,分析可知主要包括过断层带巷道掘进、过薄基岩带巷道掘进、特近距离煤层下层煤巷道掘进和特大断面巷道掘进等,这些区域掘进工作面顶板事故多发,严重威胁矿井安全掘进。通过采取断层区域、薄基岩条件下、特近距离煤层下层煤、特大断面巷道掘进工作面顶板控制技术,解决了大柳塔煤矿特殊地质条件下掘进工作面顶板控制问题,实现了矿井快速安全掘进。     

浅埋煤层开采压架类型

浅埋煤层长壁开采工作面矿压显现有时很强烈,在支架工作阻力和支护强度很大时仍发生严重的压架事故。据不完全统计,神东矿区自2007年以来先后发生十多起严重的压架事故,造成了巨大的经济损失。压架灾害是目前影响神东矿区浅埋煤层安全高效开采的重要因素之一。为了有效防治压架灾害,通过大量的工程实测,并结合模拟实验和理论分析,对神东矿区浅埋煤层开采压架机理与类型开展了系统深入的研究,结果表明:当浅埋煤层覆岩呈现复合单一关键层结构和上煤层已采单一关键层结构时,在下列4类特定条件下上覆岩层直至地表的荷载易直接作用到该单一关键层结构上,导致关键层结构的滑落失稳,引发工作面压架:1厚风积沙复合单一关键层条件;2过沟谷地形上坡段条件;3采出上覆集中煤柱条件;4上覆房采煤柱下开采条件。揭示了上述4类条件下关键层结构失稳机制与压架机理,并提出了相应的防治对策,指导了神东矿区浅埋煤层开采压架灾害的防治实践。     

神东矿区巷道掘进过断层及不良地质体方法浅析

神东矿区煤矿生产中常见的地质构造为断层,常见不良地质体为古河流冲刷带、薄基岩,地质构造和不良地质体的发育严重影响着神东矿区高产高效矿井巷道掘进。文章结合神东矿区煤层赋存条件及巷道掘进施工、支护工艺,介绍了掘进工作面过断层及不良地质体的方法,为同类地质条件巷道掘进过断层及不良地质体提供借鉴。     

浅埋深不等间距综采工作面过底空巷技术

柳塔煤矿浅埋综采工作面底部存在有3条横向空巷,由于现采煤层距离横向巷道仅为3.5~10m,受采动影响存在垮塌、设备陷落、伤人等危险,对工作面的安全回采构成严重威胁。为了保障浅埋工作面顺利推过3条不等间距底空巷,通过数值模拟研究了空巷支护强度、层间距对空巷顶板破坏的影响规律,并制定了分类补强支护、调整开采参数、加强监测与管理等过空巷技术措施。实践表明,采取的技术措施有效可行,对我国矿区类似开采情况具有实际的参考价值。     

浅埋深极近距离下层煤掘进综合技术与实践

以柳塔煤矿1~(-2)煤层12122,12123和12124综采工作面位于1~(-2上)煤层采空区下掘进的实践经验,介绍了浅埋深、极近距离下层煤掘进的综合技术。该技术主要包括掘进期间的支护设计、顶帮管理、防治水措施和通风管理技术。提前预测顶帮状况,根据层间距等值线图、钻孔资料、工作面设计、煤柱留设位置情况,有针对性地进行顶帮支护设计和现场管理;结合上覆煤层采空区煤层底板等值线图,提前对部分采空区,掘进期间对采空区低洼点积水进行有效疏放;根据掘进过程中顶板裂缝、钻孔漏风导致气体浓度异常问题,通过采用大功率局部通风机、混合式通风除尘、加大全风压系统风量等通风管理技术。通过采取综合安全技术措施,回采巷道实现了安全掘进,为相似条件下的巷道掘进提供了参考。     

神东矿区自然发火特征共性分析及防控技术

基于燃烧学理论和神东矿区实际开采条件,在分析神东矿区厚松散层薄基岩浅埋深近距离煤层群开采特点的基础上,提出神东矿区独特的采掘部署特点,给出神东矿区不利于自然发火防控的因素,分析了神东矿区自然发火的共性特征及其之间的联系,并对自然发火的防控进行了现场实践。研究结果表明:神东矿区存在地表、联巷及煤层间漏风严重、采空区部分区域遗煤较多、疏放水后上覆采空区遗煤更易自燃、工作面存在低氧及回风隅角CO超限隐患、周边小窑威胁矿井安全生产等自然发火共性问题;综合火灾防控措施的实施解决了采空区自燃的难题。     

基于模糊综合评价法的浅埋煤层顶板事故评价

榆神矿区煤层埋藏浅、基岩薄、松散覆盖层厚,是典型的薄基岩、厚积砂松散覆盖层条件下的浅埋煤层,在特殊地层开采条件下,易造成工作面顶板剧烈的矿压显现。文章通过大量现场调查及观测,分析了包含顶板管理状况、煤壁状况、顶板状况、支护条件等4个单元、18项指标的顶板事故影响因素,建立了煤矿顶板事故模糊综合评价模型。通过对榆林矿区4个矿井的分析表明,所建立的模型能较全面地包含该矿区顶板失稳事故的主要内容,能够辨识其致因的安全隐患,为该矿区的保水开采和生态环境保护提供了重要的参考依据。     

南梁厚土层浅埋单体长壁工作面矿压规律实测分析

在南梁煤矿首采工作面20105采前实验研究的基础上进行了现场观测，实测了活柱的下缩量、工作面顶板的移近量、顶板的来压强度以及巷道变形破坏参数，总结了厚土层覆盖层浅埋煤层单体长壁工作面的矿压显现规律．实验和观测表明，厚土层覆盖浅埋煤层工作面初次来压步距大，矿山压力显现剧烈，周期来压台阶下沉量大．针对目前顶板的支护状况和顶板灾变危险，提出了提高支柱初撑力等改善措施，为实现厚土层覆盖浅埋煤层单体长壁工作面安全开采提供了可靠依据．图7，参8．