放顶煤综合机械化超高水充填开采研究

山西霍尔辛赫矿井南部有河流穿过,井田范围内公路、村庄数量众多,"三下"压煤量占70%以上。矿井初步设计采用综合放顶煤采煤工艺,全部垮落法管理顶板,留保护煤柱躲避河流、公路、铁路下压煤,搬迁村庄开采建下压煤。采用综合机械化充填采煤技术后可回收压煤,消除了冲击矿压和采空区瓦斯积聚等安全问题。同时,充填开采为沿空留巷创造良好的条件,取消区段间保护煤柱,将采区回收率提高至85%以上,真正实现安全高效开采。     

充填开采设计的基本理论及稳定性探讨

村庄下压煤充填开采对减缓煤矿发展压力、保护矿区生态环境具有重要意义。从井工开采围岩破坏理论以及充填开采的目的出发揭示了充填开采岩层控制的协作支撑机理,以及充填开采设计的基本原则,并从充填开采的岩层移动控制理论出发,对充填开采的稳定性进行了分析。结果显示:充填开采设计必须满足《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设及压煤开采规程》中规定的建筑物损毁Ⅰ级标准,并且最大下沉值应当满足建筑物受损毁的最小值。研究结果旨在为揭示充填开采力学过程以及指导王庄煤矿村庄下压煤开采提供理论参考。     

三下采煤技术的探讨与研究

分别从地面岩移观测站的设计与分析、保护煤柱的留设方法、建筑物下压煤的开采技术及建筑物的地上保护措施等方面进行论述,力求能够对煤矿＂三下＂压煤开采的生产与设计提供借鉴,提高对＂三下＂采煤技术的认识,推动我国＂三下＂采煤技术、提高煤炭产量及保护地面重要基础设施具有极其重要的意义。     

煤矿井下矸石充填技术与地面减沉效果

井下矸石充填开采不仅利用了矿井产生的矸石,而且采出了部分被压煤炭,较适用于建筑物下压煤开采,是实现煤矿绿色开采的重要途径之一。结合某矿巷道充填开采,采用计算机数值模拟技术,对煤矿巷道充填开采巷道间煤柱稳定性进行研究,选出较合理的煤柱留设宽度。根据实测结果,巷道充填开采实际充填率在80%左右。对某矿开采区域,采用巷道充填开采和条带开采2种方案进行进行预测,巷道充填开采地表沉陷效果较为显著。     

煤矿村庄下压煤采用条带开采方案的论述

随着煤炭资源的枯竭,开采"三下"压煤势在必行。目前主要技术途径:(1)留设建筑物保护煤柱、搬迁建筑物采煤;(2)实施井下开采(主要方法有:建筑物下条带开采、建筑物下充填开采、铁路及建筑物下覆岩离层注浆减沉开采等)。荆宝煤业通过地质勘探、综合经济分析,以及与有资质单位的多次项目研究,决定采用建筑物下条带开采方案回收村庄下压煤。     

水力采煤在连续充填工艺中的研究

目前"三下"压煤开采较经济的方案是井下边开采边充填技术,该技术适合煤矿"三下"压煤和井下大巷煤柱、边角煤柱的开采。而在25°以上急倾斜、厚3 m以下煤层的开采实践中,该工艺采用的采掘支设备受到很大限制,很大程度上影响了工作面安全生产。为解决这个问题,将水力采煤与充填工艺相结合进行理论研究,为多方法充填开采奠定了一定的基础。     

急倾斜煤层充填开采的数值模拟

建筑物下压煤开采已成为许多矿区面临的主要问题,严重制约着矿区的可持续发展.充填开采是我国建筑物下采煤的主要技术之一,能有效解决煤矿开采造成的环境问题以及最大限度的控制地表沉陷.针对湘潭矿业公司二矿的实际情况,运用RFPA数值模拟软件,分析了急倾斜煤层开采过程中,全部垮落法开采、留区段煤柱开采、区段留煤柱充填开采时煤层顶板及地表的运动规律,计算结果表明,充填开采能改变上覆岩层的运动规律,显著减小岩层沉降,有效地控制地表位移.     

建筑物下矸石置换条带保护煤柱开采试验研究

针对许厂煤矿面临的村庄建筑物下的压煤、条带煤柱的置换开采、井下矸石处理3个主要问题,在矸石物理力学指标测试、数值模拟研究的基础上,提出了可行的矸石置换开采建筑物下条带煤柱的方案。结果表明,在保证地表变形在Ⅰ级保护范围内前提下,通过在条采煤柱中掘充填巷,并利用井下矸石进行充填的技术手段,对条带开采后留设的煤柱进行置换开采,是一条节约资源、保护环境、提高经济效益的科学之路。     

预掘两巷前进式固体充填采煤技术研究

针对部分“三下”压煤区域地质条件及已存在巷道系统的限制问题,为保证固体充填开采之后对岩层移动及地表变形的控制效果,提出了预掘两巷前进式固体充填采煤技术,分析了该技术的原理及难点,建立了预掘两巷前进式固体充填系统、优化了充填采煤关键设备结构及布置方案,设计了固体充填采煤无煤柱沿空留巷方案及工艺,优化了充填采煤与沿空留巷一体化工艺。现场实践表明,预掘两巷前进式固体充填采煤技术可有效控制岩层移动与地表变形,采空区充实率达90.6%,无煤柱沿空留巷断面保持在原断面的90%以上,地表最大下沉值125 mm,可安全高效地开采类似条件“三下”压煤资源。     

工业广场下采煤方法探讨

为研究工业广场下压煤开采技术,以五亩冲煤矿"三下"开采为实例,结合现场实际情况,提出了3种开采方案,即重点保护建(构)筑物煤柱外开采方案(方案一);重点保护建(构)筑物留煤柱,其它建筑物控制变形等级采后维修方案(方案二);重点保护建(构)筑物留少量煤柱外充填开采方案(方案三).通过对跨落法、条带法、充填法等采煤法引起地表变形分析,预测了3种方案对地表变形和建筑物的影响,并从技术上和经济上比较了3种方案的优缺点,认为方案三对地表建筑物极轻微影响,回收煤炭资源多,经济效益好,适合工业广场下采煤.     

公路下压煤充填开采技术实践

近年来,我国煤炭资源开采强度不断加大,公路压煤资源量越来越多,如何确保在公路正常运行情况下,采出压煤资源成为一个亟待解决的问题。地下开采对公路的影响主要分为垂直移动变形和水平移动变形,结合公格营子煤矿充填开采公路下压煤的实例,经过相关数据的分析和对比,表明采用充填开采对矿区公路影响轻微,能达到采煤、安全和绿色的目的。     

房柱式采煤法在铁路下采煤中的应用

采用"三下"采煤技术,对沙蔚铁路下压煤进行开采;通过合理的开采工艺和煤柱留设,最大限度的将铁路下压煤采出,并对铁路产生较小的影响。并通过铁路监测,及时调整和维修铁路线路,确保铁路安全运行。     

村庄下压煤的巷道矸石充填开采技术

村庄下压煤是长期困扰我国煤矿发展的难题之一,如何科学、经济、合理的解放村庄压煤,是我国"三下"采煤的重要课题。巷道矸石充填开采是近几年发展起来的建筑物下压煤开采技术,由于其地面减沉效果较好,对农村民房起到了很好的保护作用。结合某矿巷道矸石充填开采及地表移动实测资料,分析了该技术应用的效果,并通过计算分析和曲线拟合,求出了该矿巷道矸石充填开采的地表移动预计参数。     

原生矸石置换开采建下压煤技术研究

基于建筑物下压煤开拓开采需求,为减少矸石升井量,增加煤炭回收利用率,提出原生矸石充填采矿技术用来回收遗留条带煤柱和三下一上压煤,解决因古城矿井条带开采资源浪费的问题。通过研究矿井煤田分布于地面建筑的空间关系,结合煤矿以往的建设及生产情况,分析得到古城煤矿建下压煤开采是必要的、可行的。为了得到更有利于抵抗压缩变形的矸石粒径级配,依据泰波尔理论,进行了不同泰波尔参数的充填矸石压缩变形试验。通过充填系统和井下矸石处理工艺的优化改造,提高了矸石充填效果及效率。研究结果表明：原生矸石充填系统在安全、技术、经济、环境方面都具有一定价值,且能较好地保护地面建筑。     

回坡底煤矿村庄下压煤开采关键技术研究

针对能够解决回坡底煤矿建筑物下压煤开采的的问题,确保地面村庄及建筑物的安全。解决村庄下压煤安全开采难题、解放安全保护煤柱、最大限度地回收了矿产资源、保护地下与地表环境、提高安全开采保障程度等,提出四种方案对比,最后确定采用短壁膏体连采连充技术,其优点有:①采场周围矿山压力集中度降低;②回采过程中对顶底板破坏范围减少;③为高瓦斯煤层通风安全创造了有利条件;④可以回收遗留煤柱资源,防治采空区大面积来压引发的地质灾害。     

井下巷道矸石充填开采有关问题的探讨

因村庄搬迁费用高,新村址选择困难等问题,致使建筑物(村庄)下压煤开采实施比较困难.随着"三下"采煤工作的不断深入,巷道充填法开采建筑物下压煤,在我国已有实践.该技术将井下矸石处理、地面减沉和建筑物保护进行综合研究,是建筑物下采煤比较好的途径之一.文中对巷道充填开采设计中开采巷道、巷道间煤柱宽度的确定和预测地表移动的方法进行了探讨.     

密集建筑群下无残留煤柱绿色开采技术

针对翟镇煤矿七采区为建筑物下压煤开采及矿井产矸量大等问题,研制应用了综采设备配套的高效机械化矸石充填新设备;研究高效高充实率充填工艺,达到100%高密实性充填;研究上下巷沿空留巷技术,实现无煤柱充填开采。     

连续建筑物下压煤条带开采技术

以余吾煤业齐村下压煤为实验目的,采用理论计算、地表移动、数值模拟、变形预计,对齐村下压煤条带开采采留宽度的安全范围、不同煤柱开采方案、煤柱稳定性、以及开采引起的地表沉降预测进行了分析,分析结果表明,余吾煤业村庄下压煤采用条带开采是可行的,提高了煤炭资源的采出率,延长服务年限,成功实现村庄不搬迁情况下煤炭资源的安全开采。     

高速公路保护煤柱留设及压煤开采评价

随着高速公路的快速发展,高速公路下压煤资源成为"三下开采"中重要的一部分。针对高速公路保护煤柱的压煤资源,结合高速公路的特点及相关规范中关于公路路基、路面容许变形值的要求,分析评价了条带开采和充填开采公路保护煤柱的可行性,并就具体工程实例预计了其地表变形值。结果显示,在公路容许变形范围内,充填开采和条带开采可以开采回收高速公路保护煤柱的部分资源,提高资源开采回收率,可为公路下压煤开采提供有益借鉴。     

边角煤短壁机械化充填开采技术研究

根据我国煤矿的地质条件,将传统房柱式采煤提升为安全高效的短壁机械化采煤方法,并与充填技术相结合,针对充填技术特点合理布置采区巷道,充分利用充填物料凝固后的支撑强度,控制地表下沉和岩层移动,对煤柱、不规则块段、地质构造较复杂的煤层以及"三下"压煤等边角煤开采等提供了切实可行的技术途径,提高了煤炭资源回收率和开采效率。