条带开采保留煤柱宽度和采出宽度与地表变形的关系

应用条带开采进行建筑物下压煤开采，除保证留设煤柱要有足够的强度和稳定性，开采宽度不超过上覆岩属所形成稳定结构(托板、平衡拱、粱等)极限宽度外，条带开采还应保证地表不出现波浪型下沉盆地．以概率密度函数法为基础，从开采沉陷的角度分析了条带开采煤柱宽度、采出宽度和地表变形的关系，得出了条带开采煤柱宽度和采出宽度的最佳匹配计算方法，对条带开采地表移动和变形控制具有一定的借鉴意义．图6，参10．     

黄土覆盖矿区非连续推进长壁工作面开采技术研究

针对黄土覆盖矿区"三下"压煤量很大的现象,提出了一种基于非连续推进的长壁工作面来控制地表沉陷的开采工艺,即通过在工作面推进方向上留设合理的间隔煤柱,并适当调整工作面的开采宽度,以使地表形成双向极不充分采动,从而达到控制地表沉陷、保护建筑物的目的。并利用该方法确定开采宽度和煤柱宽度,采用数值模拟计算进行地表移动、变形大小及煤柱破坏程度分析。计算结果表明,采用非连续推进的长壁工作面的设计是可行的,提高了煤炭资源的采出率,为解决黄土覆盖矿区"三下"压煤开采、延长老矿井的生产周期、实现建筑物不拆迁情况下安全开采提供了一种技术途径。     

杨庄煤矿建筑物下压煤短壁开采技术与煤柱留设研究

针对淮北矿业杨庄煤矿建筑物下压煤的开采问题,介绍了适用于"三下"开采的连续采煤机旺格维利短壁开采工艺,确定了连采工作面的相关参数。通过理论分析计算,确定了在采宽20m条件下保护煤柱的合理宽度为20~26m。FLAC3D数值模拟结果表明,在给定采宽和保护煤柱宽度条件下,受保护建筑物边缘处的水平变形、曲率、倾斜等指标均满足"三下"压煤开采规程规定的保护要求,验证了连采短壁开采工艺应用在"三下"开采的合理性与适应性。连续采煤机短壁开采技术不仅可有效控制地表下沉,保持地表建筑物的安全稳定,而且最大限度地提高煤炭资源回收率。     

偃龙煤田滑动构造密集建筑群下采动岩移技术研究

为掌握地质采矿条件下的地表移动与变形规律及相关参数,指导村庄保护煤柱的留设与压煤开采规划,对嵩山煤矿相关资料进行科学分析及现场勘察,设立岩移观测站,对偃龙煤田滑动构造地质密集建筑群条件下采动岩移技术开展研究,进行观测,得出地表移动与变形参数实测数据,安全解放嵩山煤矿潜部开采区域压煤200万t。     

短壁工作面隔离煤柱稳定性研究

在短壁机械化开采中,煤炭回收后的采空区一般采用全部垮落法处理顶板,为防止顶板的大面积垮落,对回采空间产生不利影响,需留设一定宽度的隔离煤柱。文章采用理论计算与数值模拟方法,研究在煤柱两侧均采空的条件下,不同宽度隔离煤柱应力分布特征、煤体破坏规律;分析在煤柱采空一侧顶板大面积垮落时对隔离煤柱的影响,从而得出了神东矿区某煤矿隔离煤柱的留设宽度,研究结果为该矿区短壁工作面参数的确定提供了依据。     

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。     

边角煤的高效短壁开采实践研究

短壁机械化开采技术生产系统简单、巷道布置灵活方便,适合边角煤开采.在研制国产采掘一体机及配套设备的基础上,根据边角煤形状不规则、矿山压力大的特点,分析了某边角煤采用短壁开采的可行性;确定了采硐宽度、长度、隔离煤柱宽度等短壁采场参数,对试验区短壁开采巷道系统进行了布置,并进行了短壁开采机械化试验.实现了边角煤的安全开采.     

霍尔辛赫煤矿厚煤层开采地表移动变形规律研究

为了解决霍尔辛赫煤矿地表村庄压煤的问题,通过在地表设置观测站,分析观测数据,得到地表的变形移动规律,为本矿区的地表下沉预估提供基础参数,为煤矿安全开采留设保安煤柱提供依据。     

旺格维利开采时刀间煤柱合理宽度的模拟研究探讨

针对斜沟煤矿煤柱回收率低且开采导致地表下沉的问题,在斜沟煤矿18114旺采工作面实施条带式旺格维利采煤法,利用传统的刀间煤柱宽度的计算方法,采用两种煤柱留设方案,并通过FLAC3D软件研究宽度不同的刀间煤柱塑性区、巷道变形量及围岩应力情况。现场试验表明：每4个刀间小煤柱留设1个刀间大煤柱的开采方法可靠、稳定性较强,保证了安全高效回采,经济效益显著。     

不同采-留-充开采方法下地表沉陷控制研究

基于浅埋煤层开采下的地表沉陷控制理论及控制方法,提出不同开采方法相结合的开采模式。以关键层理论为依据,试验研究为基础,并结合数值模拟分析,研究了不同采-留-充相结合的开采方法对该矿区地表沉陷的控制作用。结果表明:在充填材料中加入膨胀剂能提高充填体的接顶率;采用采-留结合的方式开采时,采25 m留25 m时地表变形最小,煤柱能够保持长期稳定性;采用采-留-充开采时,若完全置换留设煤柱,即置换25 m煤柱时,充填高度需达到4.5 m,此时充填高度等于采厚,可有效控制地表变形;若置换20 m煤柱时,充填高度只需达到4.3 m,此时充填体最终抗压强度为7.41 MPa,能够维持充填体的长期稳定。     

我国连续采煤机短壁机械化开采技术发展40 a与展望

连续采煤机短壁机械化开采技术在提高煤炭资源采出率、促进我国煤炭工业高质量发展等方面发挥着重要作用。改革开放以来,我国连续采煤机短壁机械化开采技术实现了“由弱到强”的发展历程,依靠相关技术与装备科技的创新,支撑着煤炭资源采出率持续提升。首先从煤柱及不规则块段开采、“三下”压煤开采、露天边帮压煤回收、中小煤矿采煤机械化升级改造和延长矿井服务年限等方面,全面系统阐述了我国煤炭工业对短壁开采的技术需求,并系统回顾和总结了连续采煤机短壁机械化开采的工艺、理论及装备的发展历程。工艺方面,连续采煤机短壁采煤法从房柱式发展到旺格维利式,再到以块段式采煤为代表的现代房柱式采煤法,形成了具有中国特色的短壁机械化开采技术体系。从回采方式、通风方式和顶板管理等方面总结了3种工艺的特点,并指出块段式采煤是短壁开采的高级阶段。理论方面,从短壁开采的煤柱稳定性、地表沉陷控制、顶板控制等方面总结了短壁开采理论的研究进展。装备方面,研制了连续采煤机、锚杆钻车、梭车、连续运输系统、给料破碎机、履带行走式液压支架、铲车、柔性连续运输系统等系列化、成套化的短壁机械化开采装备,促进了煤矿短壁装备的国产化进程及其技术进步,形成了适应我国不同煤层赋存地质条件和开采条件、具备自主知识产权的短壁开采装备体系,最后,分析了连续采煤机短壁机械化开采技术发展过程中的问题,围绕煤矿智能化建设主题,提出了短壁开采技术的发展方向及建议。     

短壁开采中煤柱尺寸对地表沉陷的影响

利用岩石破裂与失稳分析系统RFPA2D对在短壁式开采中留设不同宽度煤柱的开采过程进行模拟,分析比较了不同宽度的煤柱对地表沉陷的影响;再现了采动岩体的破坏机理和移动规律,确定了合理的煤柱尺寸,为实现井巷保护、资源合理利用和经济的可持续发展提供了基础性的依据。     

特厚坚硬岩层组下保水采煤技术

新疆俄布煤矿下1煤层顶板为特厚坚硬岩层组,上覆薄砂砾石层,有3个含水层且地袁水系发育．通过RFPA数值模拟研究特厚坚硬顶板的破断、冒落特征,说明上覆厚硬岩层组有整体破断的可能性,极易在工作面因支护阻力不足而滑落失稳,产生台阶下沉．在此基础上,结合覆岩中无稳定黏土隔水层的地质条件,确定选用短壁综采工艺进行保水采煤．并用ANSYS三维数值模拟确定了工作面长度和煤柱宽度及推进范围,防止工作面顶板冒落带和裂隙带波及煤系砂岩、标准砂岩和第四系松散层含水体．现场工业性试验表明,俄布煤矿保水采煤取得了成功．     

厚煤层预采顶分层综放工作面区段煤柱合理宽度留设研究

针对厚煤层预采顶分层综放工作面区段煤柱合理宽度留设的问题,以山东金桥煤矿1308工作面为工程背景,运用理论分析、公式计算、数值模拟的方法研究了煤柱的合理宽度范围、应力分布规律、塑性区分布特征,从而确定合理宽度值。研究表明:为确保煤柱中部没有过高应力叠加现象,煤柱宽度应大于21.9 m;煤柱宽度在14~22 m之间时,中部逐渐形成弹性区,两侧采空区在煤柱中应力叠加较强,应力峰值较高,煤柱的稳定性较差;煤柱宽度在22~32 m之间时,煤柱中部有足够弹性区宽度,两侧采空区的应力在煤柱上叠加程度较弱,稳定性高。因此,合理的区段煤柱宽度是22 m。     

深井沿空掘巷煤柱合理宽度确定及支护参数优化

为了解决顾桥煤矿深部巷道小煤柱沿空掘巷的支护难题,根据顾桥煤矿1121(1)综采面回风巷的工程地质条件,采用数值模拟方法对5,8及10m三种不同宽度煤柱条件下的围岩应力分布规律进行了模拟研究。结果表明:在相同的地质及采矿条件下,8m煤柱的应力峰值最小、5m煤柱的应力峰值最大,说明该巷道合理的煤柱宽度应为8m。同时对该巷道锚索网支护进行了设计,巷道支护实践及矿压观测结果表明,1121(1)综采面回风巷采用所确定的合理煤柱宽度及锚索网支护参数,有利于保持煤柱及巷道围岩的稳定。     

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。     

煤柱宽度对综放回采巷道围岩力学特征影响分析

依据谢桥煤矿1151（3）综放工作面工程地质及开采技术条件,在对影响该条件回采巷道护巷煤柱宽度的因素分析基础上,应用计算机数值模拟（FLAC2D）,模拟并分析了不同煤柱宽度煤柱及巷道围岩在回采期间的应力分布及变形情况,获得了不同煤柱宽度巷道围岩在回采期间的力学特征,为综放开采回采巷道煤柱宽度的合理留设、支护参数选择、巷道围岩稳定性控制及安全生产提供理论依据。     

玉华煤矿综采工作面面间煤柱合理尺寸研究

合理尺寸的煤柱既可以保证巷道的稳定性,也可以提高煤炭的回收率.本文以铜川玉华煤矿为背景,通过应力动态监测、理论推导与工程验证相结合的方法确定区段煤柱合理留设宽度.通过对2410工作面进行应力监测,发现相较于采空区侧煤柱,实体煤的承载能力较高,应力增量较大,在采动影响下应力峰值向深部转移时间晚.为进一步确定煤柱具体留设宽...     

基于高强吸能锚杆支护的煤柱合理留设尺寸研究

了提高煤炭回采效率、实现正常回采和顺利完成工作面安全接替的生产要求,针对经纺煤业3-508综放工作面25m煤柱尺寸进行优化,自主设计研发了高强稳阻吸能锚杆,并对其力学特性进行了试验研究,提出了高强稳阻支护方案,通过FLAC3D模拟不同支护方案和不同煤柱尺寸下的巷道围岩垂直应力变化、塑性区分布规律和巷道变形差异对比得出结论。研究表明：与经纺煤业现有支护方案对比,采用新型高强稳阻吸能锚杆支护技术可以提高巷道围岩的稳定性,将原有25m煤柱尺寸缩减为5～10m,减少了煤炭资源的浪费。研究结果可以为经纺煤业留设合理煤柱尺寸和巷道稳定性控制提供指导意见和科学依据。     

复合水体下特厚煤层综放开采安全性研究

为解决采空区和地表塌陷积水组成的复合水体下综放开采安全性问题,以灵露煤矿一采区Ⅱ3特厚煤层所面临的由Ⅱ2-1煤层采空积水和地面塌陷积水组成的复合水体下开采为例,采用工程类比和理论分析相结合的方法,计算得出了综放开采覆岩破坏高度以及防水、防砂和防塌安全煤岩柱高度;基于采空区积水区和开采煤层之间的距离与安全煤岩柱高度的差值...