"采选充+X"一体化矿井选择性开采理论与技术体系构建

由于"采选充+X"一体化矿井系统的复杂性,基于安全绿色高效开采的原则,本文提出了针对"采选充+X"一体化矿井的选择性开采技术的理论构想,并从充填控制岩层移动、应力集中、裂隙场发育、留(掘)巷稳定等角度分析了"采选充+控""采选充+留""采选充+抽""采选充+防""采选充+保"等矿井的关键科学问题,提出了满足不同充填控制要求的选择性开采技术理论框架、选择性开采技术辅助决策支持系统的构建思路和基本内容。随着采选充技术的扩展应用,选择性开采技术也将逐步延伸到各个技术模式,并以它独有的绿色环保、高效协调为实现"采选充+X"一体化矿井的开采提供技术决策与保障。     

深部煤炭资源采选充绿色化开采理论与技术

深部煤炭资源开采已势在必行,但面临更加复杂的开采环境、更加危险的开采扰动诱导潜在灾变过程。结合深部煤炭开采“四高一扰动”的挑战与充填开采在岩层控制等方面的技术优势,总结分析了深部充填开采面临的五大技术难题,提出深部煤炭资源采选充绿色化开采构想,即直接在井下构建煤炭开采、煤矸分选与矸石就地充填一体化生产系统,形成深部煤炭采选抽充防协同生产模式,实现深部煤炭及伴生资源的安全高效及绿色开采。该构想的初步技术体系已基本形成,并在平煤集团十二矿、开滦集团唐山矿等深部矿井建立了示范工程或基地。后续将继续深入开展深部充填开采岩层控制等6个基础理论方面的研究工作,创新采选充绿色化系统布置、自动化充填、物料大流量输送、煤矸智能分选等7项关键技术,形成深部煤炭资源采选充绿色化开采的系列理论与技术体系,为实现深部资源绿色化开采提供可靠基础。     

高瓦斯矿井多重上保护层开采瓦斯抽放工艺探讨

为了解决祁东煤矿四采区高瓦斯浓度的问题,结合煤层赋存情况与煤矿生产实际,提出采用煤层按自上而下的开采顺序依次保护下伏煤层,实行多重保护,并对煤层瓦斯突出进行预测,对被保护层的卸压瓦斯抽放工艺进行了探讨。     

煤矿“采选充+X”绿色化开采技术体系与工程实践

煤炭接续资源多在深部和优质资源多在西部并存的现状使得深部与西部开采成为煤炭资源开发的新常态,绿色矿山建设、绿色矿业发展与绿色化开采推进已势在必行。本文提出了煤炭资源“采选充+X”绿色化开采技术构想,即直接在井下构建煤炭开采、煤矸分选、矸石充填与“岩层移动主动控制、沿空留巷、瓦斯抽采、灾害防治、保水开采”一体化生产系统,形成了煤炭“采选充+X”(控、留、抽、防、保)协同生产模式;明确了“采选充+X”绿色化开采技术的内涵与技术框架,阐述了“采选充+X”的四代演化历程,分析了其践行绿色化的技术优势,给出了科学化的工程设计方法;阐述了5类典型“采选充+X”技术对应的技术原理、工程需求、设计流程与方法、关键技术及工艺装备等。工程实践分别证明了采选充+控、采选充+留、采选充+抽等“采选充+X”技术具有的显著技术优势与工程示范效应。未来“采选充+X”绿色化开采将延伸采选充+处、采选充+智、采选充+调、采选充+协等技术模式。整体形成的“采选充+X”技术体系,可为实现煤炭及伴生资源绿色化开采提供有力的技术支持。     

保护层开采矿井瓦斯抽放方法选择

针对保护层开采矿井瓦斯涌出受被保护层影响大的实际,就王行庄煤矿的具体情况,分析瓦斯涌出的来源,定量计算瓦斯涌出量,选择合理抽放方法解决了瓦斯超限问题。     

开采远距离下保护层卸压瓦斯抽采技术

论述了开采远距离下保护层条件下瓦斯治理总体方案、卸压瓦斯抽采设计,分析了瓦斯抽采效果,对其他类似地质条件的矿区具有一定的指导意义。     

下保护层开采卸压瓦斯抽采技术研究

针对我国瓦斯灾害事故越来越严重,而保护层开采作为区域性防突措施越来越受到人们重视的现状,采用理论分析和现场工程实践考察等研究手段,结合11515工作面具体开采工程实践,提出被保护层卸压瓦斯抽采技术方法,主要以高抽巷暗立钻井和底抽巷上向穿层钻孔抽采为主。通过保护层开采,实现了被保护层采煤工作的安全快速掘进和高产高效开采。     

深部高瓦斯煤层群煤与瓦斯协调开采技术

为了解决深部高瓦斯煤层群条件下的煤与瓦斯协调开采问题,在新集矿区实施了多种治理方法。主要的技术措施有保护层开采、瓦斯综合抽采、优化采掘部署等。结果表明:现场治理效果显著,消除了瓦斯超限,缓解了生产衔接紧张问题,初步实现了深部高瓦斯煤层群条件下的煤与瓦斯协调开采。     

保护层开采卸压瓦斯抽采技术研究

为防止被保护层中瓦斯大量涌向保护层工作面,造成其工作面上隅角和回风巷瓦斯超限,基于采空区上覆岩层"三带"中瓦斯运移规律,利用高位钻孔抽放被保护层卸压瓦斯。通过在羊东矿8458工作面应用实践,采用理论计算与数值模拟确定裂隙发育带的高度,并对高位钻孔参数进行优化设计,结果表明:该工作面单孔纯瓦斯抽采量由0.5m3/min提高到0.8m3/min,回风巷瓦斯浓度由0.9%降低到0.4%,上隅角瓦斯浓度由1.2%降低到0.6%,提高了瓦斯抽放率,保证了工作面安全回采。     

深部地区保护层开采期间卸压瓦斯抽采技术探索与实践

随着峰峰矿区的生产地区逐步向深部延伸,深部地区煤层具有瓦斯压力高、含量大等特点,采取工作面单侧的卸压瓦斯抽采技术已经不能解决深部地区的瓦斯治理问题。此次研究主要是采用在保护层工作面两巷施工网格式走向穿层长钻孔抽采卸压瓦斯的技术,解决保护层开采期间工作面瓦斯超限问题,同时也通过对卸压瓦斯的抽采,解决被保护层的煤与瓦斯突出问题,最大限度地降低被保护层的吨煤瓦斯含量,保证被保护层开采期间的安全。     

上保护层开采卸压瓦斯抽采技术试验研究

以新庄孜矿保护层66109工作面为研究对象,针对开采过程中遇到的瓦斯治理问题,进行理论分析,提出了上、下向穿层钻孔瓦斯抽采、沿空留巷埋管瓦斯抽采、下向顺层钻孔瓦斯抽采的卸压瓦斯抽采技术方法。现场试验结果表明,结合卸压瓦斯抽采技术,9煤层保护层的开采有效地消除了8煤层煤与瓦斯突出危险性,实现了8煤层的安全高效开采。     

矿井矸石零排放绿色开采技术探讨

基于井下煤矸分选技术、矸石充填技术,通过对井下煤矸的分选能力、充填能力与矿井生产能力匹配、矿井矸石产生量与井下充填空间平衡、井下矸石分选系统、充填系统与同矿井开拓开采巷道布置关系、垮落法开采与充填法协同开采、矿井产量保障程度等分析,探讨并提出了适用于不同生产方式下的矿井矸石零排放绿色开采技术。     

软岩保护层开采底抽巷穿层卸压抽采瓦斯技术研究

为了解决目前平煤十三矿瓦斯抽采效果不佳的难题,结合煤矿的现场实际条件,提出了软岩保护层开采底抽巷穿层卸压抽采瓦斯技术,选择13100软岩保护层工作面作为首采面,然后在保护层工作面实施底抽巷穿层钻孔,并对底抽巷卸压区、未卸压区的单孔瓦斯浓度、瓦斯纯量进行测量。研究结果表明:通过连续2个月的观测,13100软岩保护层工作面底抽巷卸压区单孔平均瓦斯浓度在40%以上,较未卸压区至少提高了160%,同时单孔抽采纯量是未卸压区抽采纯量的32倍。     

保护层开采及瓦斯分源抽放技术研究应用

保护层开采及瓦斯分源抽放技术是一种新型的卸压抽放瓦斯技术,保护层开采后被保护层由低透气性煤层变为高透气性煤层,由较难抽放煤层变为容易抽放煤层,瓦斯压力、瓦斯含量变化大幅度降低。再通过瓦斯分源抽放技术的实施,消除了煤与瓦斯突出危险性,增加了回采速度,提升生产效率,该项技术值得推广和应用。     

近距离煤层群保护层开采底板卸压瓦斯抽采技术研究

针对沙曲矿近距离煤层群开采中的瓦斯防治问题，综合运用理论分析、数值模拟的方法对保护层开采时底板卸压效果进行分析，结合塑性区的发育形态编写fish语言获取被保护层中渗透系数的变化规律，并用于工程实践。结果表明：在2号煤层作为保护层开采的情况下，底板卸压深度可达20～36m，大于3+4号煤层与3号煤层之间的最大垂直距离，3+4号煤在上煤层的保护范围内|随着保护层的开采，被保护层渗透性系数明显提高，最大值可以达到5.2，虽然随着工作面推进覆岩垮落，渗透性系数会有所回落，但与初始值相比依然有较大提升|在2号煤层的回采时，对底板穿层钻孔进行了瓦斯浓度实测，钻孔中瓦斯浓度最大值可达到70%，抽采效果良好。     

近距离煤层群保护层开采底板卸压瓦斯抽采技术研究

针对沙曲矿近距离煤层群开采中的瓦斯防治问题,综合运用理论分析、数值模拟的方法对保护层开采时底板卸压效果进行分析,结合塑性区的发育形态编写fish语言获取被保护层中渗透系数的变化规律,并用于工程实践。结果表明：在2号煤层作为保护层开采的情况下,底板卸压深度可达20～36m,大于3+4号煤层与3号煤层之间的最大垂直距离,3+4号煤在上煤层的保护范围内|随着保护层的开采,被保护层渗透性系数明显提高,最大值可以达到5.2,虽然随着工作面推进覆岩垮落,渗透性系数会有所回落,但与初始值相比依然有较大提升|在2号煤层的回采时,对底板穿层钻孔进行了瓦斯浓度实测,钻孔中瓦斯浓度最大值可达到70%,抽采效果良好。     

定向钻进技术在煤矿保护层开采卸压瓦斯抽采中的应用

针对西北某煤矿上保护层开采过程中卸压瓦斯大量逸散至工作面,常规钻孔存在工程量大、抽采效果差等问题,采用煤矿井下定向钻进技术对下部被保护煤层卸压逸散出的游离瓦斯进行提前抽采,并将其抽采效果与常规钻孔进行对比分析,同时对不同层位的定向钻孔瓦斯抽采效果进行考察对比.研究表明,同一区域的定向钻孔瓦斯抽采效果优于常规钻孔,其单日...     

千米高突矿井多煤层开采绿色集成技术研究与应用

为了解决突出矿井深部开采煤层瓦斯含量大、突出危险性高,保护层开采产生大量矸石升井后造成环境污染和薄煤筛分,邻近多煤层回采后采空区相透连通防灭火等问题,平煤股份十二矿针对多煤层协同开采中瓦斯动力灾害机理、煤矸分离技术以及采空区自然发火规律展开研究,摸索出一套多煤层开采绿色集成技术:通过优先开采最上层的无突出危险的极薄煤层,联合针管抽采技术,达到邻近开采下部多煤层的区域消突。匹配井下实现煤矸分离、分选、分类利用的绿色技术和阻化回填防灭火技术,在实现瓦斯治理的同时,解决大量矸石环保利用问题,并且实施阻化回填工艺最终实现千米高突矿井临近煤层安全高效绿色开采。     

无保护层开采高突工作面“钻抽爆评”一体化综合防突技术研究与应用

为解决平煤股份十矿戊9-20180综采工作面煤与瓦斯突出危险这一技术难题,采用了无保护层开采、本煤层钻孔瓦斯抽采、分段间隔打钻抽采、深孔预裂爆破技术及煤与瓦斯突出工作面定期安全评价的管理机制.试验表明,煤体瓦斯含量由原来的8～13 m3/t下降到3.2932 m3/t,杜绝了煤与瓦斯突出事故的发生,确保高浓度瓦斯工作面回采期间安全生产.