大同矿区特厚煤层综采放顶煤技术

针对大同侏罗纪的坚硬顶板与坚硬煤层特殊条件,通过对预采顶分层处理坚硬顶板然后再综放开采下部煤层,在顶煤中布置工艺巷对顶煤和顶板实施弱化破碎控制技术等试验,研究了侏罗纪煤层硬煤冒放和顶板控制的理论技术,实现了"两硬"特厚煤层条件下的综采放顶煤的安全开采.同时,对于大同矿区石炭纪的煤层厚度大、结构复杂、受火成岩侵入等难题,采用高精度微地震监测系统和全景式数字钻孔电视等技术,初步掌握了顶煤与围岩的运移规律,开发了专有综放技术及装备.     

“两硬”厚煤层综放技术

介绍了大同煤田坚硬煤层及坚硬顶板特厚煤层条件下综放开采的生产条件、技术装备和综放中存在的技术问题。论述了“两硬”煤层放顶煤综采中顶煤破碎规律，分析了“两硬”条件综放开采技术问题解决的机理，从顶煤破碎、顶煤放出及顶板控制方面分析了支架的适应性，展望了“两硬”条件下综放开采技术发展及应用前景。     

特厚坚硬煤层超大采高综放开采支架-围岩结构耦合关系

针对榆神矿区坚硬特厚煤层综放开采所面临的顶煤悬顶距长、冒放性差、采出率低和采放不协调等问题,探讨了机采割煤高度6. 0 m以上的超大采高综放开采可行性和必要性,分析超大采高综放开采支架-围岩耦合关系,在支架-围岩强度、刚度和稳定性耦合的基础上,提出超大采高综放开采支架-围岩结构耦合理论。从液压支架与围岩相互作用机理角度,阐释了支架-围岩支护系统"小结构"初次耦合主动支撑和"大结构"二次耦合被动承载概念和理论,分析了围岩"大、小结构"耦合对工作面围岩支护效果和适应性的影响,指出综采放顶煤液压支架结构设计除需满足"小结构"支护系统适应"大结构"周期性破断失稳形成的强动载矿压外,还需考虑液压支架结构(特别是放煤机构结构)对顶煤冒放运移规律和支架载荷演化过程的影响,通过支架结构与顶煤冒放结构耦合实现顶煤顺利放出,提高顶煤采出率。采用理论分析、相似模拟、数值模拟和现场调研等研究方法,分析了坚硬顶煤冒落和放出结构以及冒放过程的成拱机理,讨论了液压支架结构高度对矿山压力显现强度、顶煤冒放结构和资源采出率的影响,研究了放煤机构结构对顶煤成拱结构的影响,以及放煤机构结构对顶煤的二次破碎作用,提出了强力放煤机构结构改进和优化策略,并对破煤机理和效果进行探讨,以期为相似坚硬特厚煤层综放开采支架-围岩耦合提拱理论指导和借鉴。     

小采放比综放开采顶煤放出特点

根据深孔基点位移和现场观测结果 ,分析了小采放比综放开采顶煤、直接顶的垮落特点及其对顶煤放出的影响 ,认为小采放比综放开采的顶煤回收率与顶板垮落特征和冒落煤矸块度比值有关     

金山煤矿综放开采技术应用可行性分析

金山煤业有限公司12号煤层服务年限不足1年,为保证生产的正常接续,着手准备开采13号煤层;本文对影响放顶煤开采的水害、瓦斯、煤层赋存条件、顶板性质以及自燃性等影响因素进行了综合分析,运用采场顶煤冒放性评价方法对工作面顶煤冒放性进行计算,其13101综放工作面顶煤冒放性评价结果为"好";对13号煤层进行了放顶煤开采可行性初步论证,认定13号煤层可以采用放顶煤开采技术。     

特厚煤层综放采场直接顶关键层及支架适应性

为了探索大同矿区石炭系特厚煤层综放开采工作面支架-围岩相互作用关系,采用现场实测与理论分析的方法,在分析塔山矿石炭系特厚煤层综放工作面顶煤、顶板运移规律及矿压显现特征的基础上,将塔山矿石炭系特厚煤层综放开采采场直接顶结构分为2类,指出"直接顶关键层"的存在将进一步增大顶板管理的难度.对8102和8103综放面所用ZF10000/25/38及ZF13000/25/38支架的适应性进行了分析,结果表明,ZF13000较ZF10000支架能够适应的最大煤层采放厚度由17 m提高至20 m,也能防止端面顶煤冒落,ZF13000支架具有更强的适应性.     

综放工作面顶煤冒放性分析及开采工艺研究

根据唐山矿业分公司多年来综采放顶煤开采的实际情况，对9煤层的冒放性进行分析，研究9煤层在放顶煤开采过程中顶煤、顶板的运移规律，对综放工作面放煤方式的确定、放煤步距的选择及开采工艺提出了见解。     

综放工作面裂隙分布对其顶煤冒放性影响的研究

综采放顶煤工作面顶煤冒放性受多方面因素的影响 ,针对综放采场的特点 ,建立力学模型 ,以悬梁拉应力破坏作为强度准则和采用关键块体理论 ,分别对单组裂隙和多组裂隙的分布方位、间距、倾角及层理发育程度对顶煤冒放性的影响进行了研究和分析。同时对顶煤冒块的形状特征和块径大小对顶煤放出难易程度的影响规律进行了研究 ,提出了工作面布置和裂隙分布最佳匹配 ,能够改善综放开采顶煤冒放性的观点 ,为提高综放工作面顶煤放出率开辟了一条可行的途径。     

综放开采顶煤破碎放煤工艺参数优化研究

提高顶煤回收率是综放开采技术的关键,而顶煤的破碎程度及破碎后的充分放出对顶煤回收率有着重要影响。因此,研究厚煤层综放开采顶煤在不同工艺参数下的破坏机理、破碎程度及放出规律,对于实现综放开采工作面的高产高效具有重要意义。以王家岭煤矿2#煤层12309综放开采工作面为研究背景,通过理论计算与相似模拟实验相结合的方法,得出合理的放煤步距为0.865m,并在合理机采高度和放煤步距的基础上研究了不同放煤方式,得出一采一放为最合理的放煤工艺;最后,基于研究得出的放煤工艺参数对王家岭煤矿2#煤层12309综放开采工作面放煤进行数值模拟,其顶煤回收率和含矸率分别为90.6%、7.2%,考虑到现场放煤控制难易程度及工作面生产效率,确定出合理的放煤方式为单轮间隔放煤。     

综放开采复合坚硬顶板覆岩破断规律及放煤技术研究

为了解决榆树田煤矿高瓦斯厚煤层综放面因顶板坚硬,坚硬顶煤随着顶板的运移垮落难以破碎放出,导致顶板大面积悬露、顶煤回收率低、影响矿井安全生产和经济效益的问题。以榆树田矿井110501厚煤层综放工作面开采为工程背景,利用UDEC数值模拟软件,建立工作面开采模型,并结合现场实际和理论分析得出工作面复合坚硬顶板破断规律,针对顶煤回收率的问题提出“三区三化”综放开采技术。通过现场应用及实际监测,顶煤回收率得到大大提高,极大提高了矿井生产效益,同时保证了矿井安全稳定生产。     

特厚煤层分层综放开采技术可行性研究

研究特厚煤层分层综放开采技术可行性,解决特厚煤层的开采技术难题。依据特厚煤层结构以及冒放性分析结果可知,特厚煤层分层综放开采受煤层强度、顶煤节理裂隙以及顶煤直接顶条件的影响。依据特厚煤层综放开采时的顶煤冒放性,将顶煤冒放性划分为4类。通过顶煤冒放性划分结果可知,特厚煤层分层综放开采技术具有降低顶板强度、降低顶煤厚度、提升资源采出率、提升顶煤冒放性等优点。特厚煤层的最佳开采技术为上分层综采下分层综放技术,为了保障特厚煤层分层综放开采的安全性,分析分层综放开采技术的下分层综放开采工作面安全管控技术。将分层综放开采技术应用于某煤矿特厚煤层开采中,验证特厚煤层分层综放开采技术的可行性。     

高韧性煤层难冒放机理及弱化效果研究

为改善高韧性煤层综放开采顶煤冒放性,以煤样物理力学参数试验为基础,从理论方面对高韧性特厚煤层综放开采顶煤难冒放机理进行了分析;通过相似材料模拟试验从弱化前、后2个阶段对顶煤的垮落情况进行了模拟,对顶煤里的支承压力分布进行了监测。结果表明:高韧性煤层弹性模量较小(小于顶板岩层),在矿山压力作用下,煤层的变形挠度大于顶板,导致顶板不能将矿山压力较好的传递给顶煤,综放时顶煤难破碎垮落,易形成悬顶,冒放性较差;对顶煤采取弱化措施后回采时的垮落情况明显改善,直接顶随采随冒,较好的充填了采空区;煤壁前方顶煤里的应力峰值位置明显向深部转移,支架上方和后方顶煤卸压较好,利于顶煤的放出。     

平朔矿区综放开采顶煤放出规律试验研究

文章对平朔矿区综放开采的顶煤放出规律进行了研究,针对平朔4#煤、9#煤进行了顶煤放出的相似性模拟试验,得出了不同采放比、使用不同开采方式下顶煤放出含矸率及顶煤放出率的相对关系。通过实验数据分析,得出了平朔矿区综放开采的合理放煤工艺为一采一放。在现场实际放煤过程中,可将煤流中的矸石比例达到1/5作为终止放煤的依据。     

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。     

浅埋深松软顶底板褐煤层开采方法的研究

针对河北张北褐煤化工原料基地王牛滩煤矿特殊煤层条件,从理论上分析大采高一次采全高采煤方法、厚煤层分层开采方法、综放开采方法这三种采煤方法的可行性,确定了采用综放开采方法的合理性。通过实验室相似模拟试验,分析这种煤层在综采条件下顶煤的冒放性、放出厚度、煤层顶底板的运移规律及工作面矿压显现规律,对今后类似煤层开采方法的确定有借鉴作用。     

我国放顶煤开采的工程实践与理论进展

系统总结了35年来我国放顶煤开采的工程实践历程,将其分为探索阶段、推广应用阶段、拓展阶段、成熟与输出阶段,放顶煤技术已经成为我国煤炭开采在世界上的标志性技术和成果。将放顶煤开采的理论研究与进展归纳为借鉴阶段、探索阶段和创新阶段,介绍了在放煤规律方面的创新性理论成果,提出了下一步放顶煤开采的理论研究要针对性地开展顶煤破碎机理、散体顶煤放出规律、支架与围岩关系、岩层移动规律、全煤巷道支护机理、放顶煤开采的经济学基础等方面研究,深入的理论研究可以进一步指导放顶煤技术完善和扩大应用范围。     

综放开采割煤高度与顶煤回收率相互关系研究

采用PFC数值分析程序对综放开采支架上方顶煤的放出进行了模拟,分析了一定厚度顶煤条件下割煤高度与顶煤回收率的关系以及2种不同割煤高度条件下顶煤回收率与顶煤厚度的关系。模拟结果表明,割煤高度越大,顶煤回收率越高,大采高综放开采有利于提高特厚煤层工作面资源采出率。     

综放开采顶煤应力分布特征及其对渗透性的影响

基于现场工作面前方顶煤节理裂隙分布 ,运用UDEC软件对同一煤层地质条件下不同煤层厚度的综放开采与分层开采采场进行了数值模拟 ,利用数值模拟结果分析了综放开采采场前方顶煤与分层开采采场前方顶板的应力分布特征 ,运用顶煤应力分布特征对综放开采的瓦斯突出危险性进行了分析 ,并根据综放开采顶煤应力分布的卸压带范围选取了合理的钻孔位置。     

综采放顶煤开采技术及其展望

综采放顶煤技术成为当前我国厚煤层开采的主要方法。我国对综放开采技术的创造性贡献是顶煤冒放性的定量评价方法;综放面顶板结构与支架围岩关系;提高煤炭回收率的技术措施;新型系列综放支架及其配套设备。     

缓斜松软厚煤层综放开采顶煤运移规律研究

通过综放工作面支架阻力和顶煤运移特性的观测,应用损伤力学观点分析了综放工作面来压特点、顶煤与顶板的位形变化特性以及它们之间的相互关系,提出了松软厚煤层综放开采顶煤与顶板的位形变化模型,为采场及回采巷道维护提供科学依据。