薄煤层含硬夹矸工作面支架阻力与煤壁破坏的关系分析

针对薄煤层含硬夹矸难开采的问题，提出了合理利用工作面支承压力对夹矸进行破坏的思路，分析了支架作用对覆岩运动的影响；得出对于含有硬夹矸煤层并不是支架支撑力越大越好。计算了采场顶板安全控制所需的最低支护强度为0.33 MPa，以此为基础，计算得出每一架支架的最低工作阻力2 200 kN。最后，模拟了支架采用不同的工作阻力时，煤壁前方的支承压力分布参数演化特征，重点分析了支架工作阻力改变对于夹矸破坏的影响。当支架工作阻力采用2 200 kN时垂直应力峰值达到了29.214 MPa，此时夹矸破坏深度达到0.7 m，该值已经大于一个截深，能够有效提高割煤效率。     

薄煤层含硬夹矸综采工作面煤壁破坏规律研究

通过对支承压力分布规律的理论研究,结合北宿煤矿薄煤层含硬夹矸的地质条件,运用数值模拟和现场实测的方法,确定出17煤层工作面煤壁破坏区范围不超过0.7m,破坏较严重的区域范围不超过0.4~0.6m,对降低剥离硬夹矸的难度和采煤机截深具有参考作用,同时为类似地质条件下的薄煤层含硬夹矸机械化开采具有一定的指导意义。     

极薄煤层综采工作面基于破煤的支架工作阻力研究

为了解决极薄煤层割煤困难的问题,针对北宿煤矿1674工作面极薄煤层开采,研究了支架工作阻力与破坏深度的关系,在确保工作面机道稳定的前提下,尽可能使得支承压力向煤壁深处转移,帮助采煤机破煤。实测证明,1674工作面0.5m以内的煤壁已被上覆岩层产生的支承压力压酥,工作面支架工作阻力变化对其不产生影响,但0.5m以外的煤壁对支架工作阻力的变化比较敏感,当工作面截深超过0.5m时,需要工作面支架降低工作阻力,进行调压协助割煤。     

降低硫化铁结核剥离难度的薄煤层矿压助采技术研究

兖州煤业股份有限北宿煤矿为兖矿集团唯一的薄煤层矿井,煤层平均厚度0.9m,煤层内赋含坚硬的硫化铁结核,普氏系数高达11。通过实测了解17煤工作面煤壁在支承压力作用下的破坏和裂隙发育程度,为采煤机截割深度、滚筒直径、截齿分布等截割参数设计提供依据。     

大采高综放开采截割高度的确定

大采高工作面截割高度的确定受很多因素的影响,以塔山矿101工作面开采条件为背景,采用FLAC3D数值模拟及工程实测研究手段,研究了不同截割高度下煤壁片帮、支架工作阻力以及顶煤运移规律和回收率。研究结果表明:支架工作阻力、煤壁破坏程度、顶煤冒放性和截割高度呈非线性的正相关,顶煤回收率则随截割高度的增大先增加后减小;综合煤壁稳定性、支架选型、顶煤冒放性及采出率确定101工作面截割高度为5 m是合理的。     

冯营矿底层工作面矿压显现规律浅析

通过对焦煤公司冯营矿22023回采工作面矿山压力、底板比压、支柱初撑力和工作阻力、支护强度、顶底板特性、巷道及煤壁前方支承压力分布的观测研究,总结了回采工作面矿山压力显现规律,对支架工况和支护现状进行了评价,为合理选择及设计桂鞋、优化回采工作面支护参数提供依据.     

综放工作面矿压显现规律及液压支架选型研究

为研究厚煤层综放开采时矿山压力显现规律,选择合适的液压支架类型,以某矿31201工作面为背景,采用理论分析、FLAC~(3D)数值模拟等方法,研究不同采高条件下工作面矿山压力显现规律,分析煤壁塑性区变化特征,选择合适的液压支架进行适应性验证。结果表明:开采高度对工作面前方超前支承压力变化规律影响较小,但是对煤壁塑性区范围影响较大,采高小于3.5 m时,煤壁塑性区范围较小,采高大于3.5 m时,煤壁出现较大范围塑性区;根据放顶煤开采条件,分析支撑高度、支护强度、工作阻力大小,确定了选择ZFY18000/25/39D液压支架具有合理性。     

含硫化铁结核薄煤层不规则工作面顶板控制技术

杨村煤矿薄煤层综采工作面含有大量的硫化铁结核,采煤机截割速度受限,截齿磨损速度加快,损耗量增大;薄煤层不规则工作面两端头易出现大面积空顶现象,顶板支护困难。通过让压措施,适当降低工作面液压支架初撑力,将采场上覆岩层压力更集中地作用在煤壁上,可以起到将坚硬煤层压酥、易于截割的效果;调整工作面内排头支架与顺槽内两端头支架之间的位置关系,可使两端头出现的空顶得到有效的支护。     

基于节能理念的采煤机滚筒转速分析

为合理确定采煤机滚筒转速,实现高效、安全、节能开采,以团柏矿地质开采技术条件为工程背景,从采煤机滚筒节能割煤的视角出发,使用理论力学原理,综合剪切强度破坏准则,建立滚筒截割煤壁时的破煤力学模型,获得满足破煤要求的临界滚筒转速表达式,定量地表征了冲击作用时间、滚筒质量及半径、截齿高度与直径、煤体内聚力和内摩擦角与滚筒最低能耗转速间的关系。分析了无夹矸、弱夹矸及硬夹矸煤层中滚筒不同截割部位转速随冲击作用时间的变化规律,给出了滚筒节能转速的确定方法。     

西冯街煤业3408综放工作面矿压观测分析

为掌握西冯街煤业3408综放工作面开采期间矿山压力显现规律,对该综放面液压支架及两巷单体液压支柱工作阻力进行现场监测;通过矿压观测分析得出以下数据:3408综放面回采期间平均周期来压步距为18.8 m,工作面综放支架动载表现为工作面端头区域大、中部区域小,工作面正常开采期间超前支承压力影响范围约为50～60 m,煤壁前方约13 m左右位置为支承压力峰值区,支承压力集中系数为2.1～2.2.     

大柳塔煤矿薄基岩浅埋煤层工作面矿压规律研究

为了研究薄基岩浅埋煤层矿压规律,防止薄基岩浅埋煤层工作面发生切顶事故,造成溃砂溃水事故,通过对大柳塔煤矿22614工作面现场矿压观测,得出了薄基岩浅埋煤层工作面矿压显现规律,结果表明：工作面上覆基岩厚度大于10 m的区域,工作面顶板来压比较明显,支架动载系数相对比较大,工作面上覆基岩厚度小于10 m的区域,工作面顶板来压不明显,实测工作面支架工作阻力大部分为5 400～7 200 kN,现有支架能满足生产需求。     

浅埋深薄煤层综采面回采巷道支护技术研究

浅埋深开采过程中由于顶板垮落容易影响地表,工作面覆岩破断角较大,变形速率快,来压较为明显,薄煤层综合机械化开采时由于受地质条件影响,矿压规律较为复杂。山西某矿主采平均0.93 m的3号薄煤层,煤层埋深较浅,采用综合机械化采煤工艺,工作面矿压规律复杂,回采巷道支护困难。针对该复合问题,利用理论分析、数值模拟手段,合理确定支护参数为顶锚杆直径20 mm,长度2.8 m,间距和排距均为0.7 m,帮锚杆直径为20 mm,长度为2.3 m,间距和排距也为0.7 m;锚索长度为8.8 m,间距1.2 m,排距1.4 m。现场应用表明,其支护效果良好。     

千米深井大倾角特厚煤层综放开采技术实践

为实现千米深井大倾角特厚煤层综合机械化放顶煤开采,应用相似材料模拟、数值模拟和现场试验等手段,研究了影响千米深井大倾角特厚煤层综合机械化放顶煤开采的工艺参数、顶板顶煤运移规律、矿山压力规律.通过试验得出二采一放、多轮间隔、由下而上的最佳放煤方式,同时掌握了大倾角特厚煤层放顶煤开采的工艺参数和矿压显现规律,实现了安全开采.     

中厚-厚煤层近距离高效同采矿压控制研究

南阳坡煤矿主采煤层为3号煤和4号煤,层间距23~26m,下部煤层开采受上部煤层开采损伤影响,为中厚-厚煤层近距离同采。基于煤岩物理力学测试、在线应力监测、支护载荷无损监测及数值计算,得出了监测区域的侧向应力分布规律,3煤开采对下煤层传递角为45°,显著支承压力增高区域传递角为31°;监测评价沿空30205运输顺槽、4105运输顺槽支护效果,分析下煤层沿空巷道变形严重的四个原因;确定了未采下区段4107回风顺槽设计留设的区段煤柱尺寸以及正常条件下下煤层滞后上煤层合理距离。研究结果有助于合理设计采场及选取支护参数,有利于实现中厚-厚煤层近距离高效同采。     

近距离下煤层开采岩层破断微震监测研究

在我国,近距离煤层赋存和开采所占比例很大,而吕梁矿区木瓜煤矿层间距小于10 m的可采储量占总储量的80%,所以研究近距离下煤层开采岩层破断微震监测技术具有重要的现实意义。针对木瓜煤矿近距离下煤层109工作面巷道支护、区段煤柱的合理宽度确定的技术难题,基于微震监测原理理论,采用现场监测的方法,对工作面回风巷的上覆岩层破断的时空位置、能量和微震事件分布形态特征等随工作面推进的变化进行监测,确定109工作面侧向矿山压力分布规律、上覆岩层的破断规律及破坏程度,为确定区段煤柱的合理宽度提供现场科学数据,实现近距离煤炭资源的安全高效回采。     

极近距煤层矿压显现强度的间距影响规律研究

为分析浅埋近距煤层下工作面在通过上层采空区和遗留煤柱时矿压显现机理,合理确定支架支护阻力,对浅埋深、近距条件下煤层开采矿压显现强度变化规律与工作面支架阻力确定问题进行了探讨。结果表明:随着层间距的增大,支架阻力逐渐减小;当层间距小于15 m时,层间距变化对该工作面矿压显现变化影响较大;当层间距大于15 m时,层间距变化对该工作面的矿压显现变化影响较小。在采空区、煤柱与实体煤层下矿压显现呈现不同规律:采空区下来压步距9.8 m,最大工作阻力10 920 k N,动载系数1.3;煤柱下来压步距10.8 m,最大工作阻力11 065 k N,动载系数1.35;实体煤下来压步距12.2 m,最大工作阻力10 742 k N,动载系数1.39。     

特厚煤层大采高综放开采机采高度的确定与影响

为了确定大采高综放开采合理的机采高度,基于理论分析与数值模拟计算方法,研究了不同机采高度对支架工作阻力、顶煤冒放规律、煤壁稳定性的影响。研究结果表明：大采高综放开采机采高度的确定应充分考虑采放比、煤壁稳定性、矿压显现、顶煤采出率及设备投资等。支架所需支护强度、顶煤采出率、煤壁片帮程度与机采高度成正相关性,但并不是简单的线性关系。由于受顶煤赋存条件及采出率等因素影响,相同采高大采高综放开采煤壁片帮几率要高于大采高综采。大采高综放开采是煤炭开采技术的新突破,是实现特厚煤层安全高效开采的有效途径。     

薄煤层小煤柱沿空掘巷支护技术

在分析矿井地质条件的基础上,根据经验公式,研究确定薄煤层条件下沿空掘巷小煤柱的合理尺寸。为了保证巷道的稳定性,根据试验面的地质条件,结合实践经验以及采矿理论确定试验巷道采用锚网梁索联合支护的方式。现场试测表明,采用锚网梁索联合支护方式,能够满足安全生产的需要。留4 m小煤柱沿空掘巷的实践,取得了良好的经济效益。     

浅埋煤层大采高工作面覆岩结构分析及支护设计

针对东圪堵煤矿浅埋深、薄基岩大采高工作面现状,利用3DEC数值模拟软件对该矿上覆岩层结构进行了模拟分析,并对工作面支护进行了合理设计.结果表明:东圪堵煤矿大采高工作面开采过程中,在采高4.0 m、基岩厚度30 m以上时,上覆岩层可形成稳定的承压结构,对工作面开采是有利的;工作面液压支架工作阻力7 400 kN以上时,可以有效控制顶板;大采高工作面支架选型合理,开采过程中顶板未出现台阶下沉现象,基本顶来压时顶板未出现压死支架现象.     

城郊煤矿大深度中厚煤层切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术研究

依据21304工作面大深度中厚煤层的具体工程地质条件,对切顶卸压自成巷技术进行了研究,并配套研发出相关实用的关键技术。主要研究了深部工程地质条件,大深度中厚煤层恒阻大变形锚索支护机理及关键技术,大深度中厚煤层预裂爆破切缝机理及关键参数设计,大深度中厚煤层切顶卸压自动成巷工艺及设备配套,大深度中厚煤层切顶卸压远程监控系统设计及矿压显现规律,大深度中厚煤层切顶卸压岩石碎胀规律,研究改变传统的开采模式,提高资源采出率,缓解采掘接替紧张局面,为工作面瓦斯治理和防治水工程开展赢得时间。