综放工作面大坡度仰斜开采及围岩控制技术研究与应用

红会四矿部分综放工作面采用大坡度仰斜开采,围岩稳定性极差。采用数值计算方法模拟大坡度仰斜开采综放工作面围岩应力和破坏区分布特征,分析了煤壁内拉应力随着工作面仰采坡度增大的变化规律,在此基础上提出防治煤壁片帮和端面冒顶的主要技术措施,并确定了全长锚固竹(木)锚杆加固煤壁的技术参数,在实际应用中取得良好效果。     

大倾角大起伏特厚煤层综放开采关键技术研究

特厚煤层仰斜综放开采工作面,存在顶煤回收率低、煤壁片帮、冒顶现象严重、支架及设备稳定性差等问题,严重制约着工作面的安全高效回采。以瑞隆矿8101大倾角大起伏厚煤层综放开采工作面为例,对主采煤层及夹矸进行了回弹仪测试,研制三维顶煤放出模拟实验平台,现场放顶煤实测数据,回采率达85%,实现了工作面安全高效高回收率开采。     

仰采综放工作面端面煤岩稳定性及控制研究

为了保障仰斜开采综放工作面煤壁及端面顶板的稳定性,确保工作面的安全高效生产,本文采用理论分析方法分析了仰采工作面煤壁和直接顶的失稳特点,建立了保持煤壁和端面顶板稳定性的力学关系模型和条件,探讨了支架初撑力、立柱前倾角和仰采角之间的相互影响关系。研究得出,当仰采角增大时,提高支架初撑力、减小立柱前倾角,有利于仰斜工作面煤壁及端面顶板的稳定性控制;当仰采角小于11°时,工作面应以控制顶板下沉为主;当仰采角大于11°时,工作面应以控制煤壁片帮和顶板下滑为主。结合某煤矿80113仰采综放工作面的生产地质条件,确定了合理的支架初撑力和立柱前倾角,提出了针对性的端面煤岩稳定性控制措施,保证了工作面的安全高效生产。     

含夹矸厚煤层沿空巷道围岩稳定性及支护技术研究

为保障含夹矸厚煤层综放沿空巷道的稳定性,确保工作面的安全高效开采,采用数值模拟分析了不同夹矸条件下沿空巷道围岩的应力分布、塑性区分布以及巷道围岩的位移。研究表明:夹矸的存在破坏了巷道围岩的连续性,使得围岩稳定性较差;厚层夹矸条件下,巷道围岩较稳定;当夹矸硬度与煤层硬度相近以及夹矸位于巷道顶部时,巷道围岩稳定性相对较好。在此基础上,提出了合理围岩控制技术,确定选用锚网索配合梯形钢带联合支护的方式,并提出了合理的支护参数;通过工程实践2验证了含夹矸厚煤层沿空巷道围岩控制技术的合理性,确保了工作面的安全高效生产。     

松软厚煤层大采高仰采工作面煤壁片帮机理研究

针对松软厚煤层仰采工作面煤壁易于片帮的问题,为揭示松软厚煤层大倾角仰采工作面煤壁片帮机理,并提出有效防止煤壁片帮方法,采用解析方法分析了松软厚煤层大倾角仰采工作面煤壁片帮力学机制,并通过数值模拟方法研究了仰采角度和采高对煤壁片帮的影响。研究结果表明:随着煤层仰采角度增大,煤壁发生剪切破坏进而导致片帮概率增大,在一定地质条件下,煤层倾角超过10°后片帮变得十分严重;在仰采角度一定的条件下,随着采高增加,片帮深度增加,但合理采高有一临界值,超过临界采高时,煤壁内部的破坏深度会随着采高的增加而急剧增大。     

特厚煤层大采高综放自动化开采技术与装备

针对我国西部矿区坚硬特厚煤层综放自动化开采技术难题,研究了大采高综放工作面液压支架与围岩耦合作用关系,分析了坚硬特厚煤层顶煤冒放结构及液压支架合理工作阻力确定方法,研发了液压支架与围岩智能耦合控制系统及自动化放顶煤控制系统,实现了大采高综放工作面自动化开采。基于坚硬特厚煤层大采高综放液压支架与围岩耦合作用关系,建立了坚硬顶煤冒放的"悬臂梁"模型及顶板岩层结构失稳的"组合悬臂梁"模型,揭示了大采高综放工作面合理机采高度确定方法及合理液压支架工作阻力确定方法。通过分析两柱强力液压支架的承载特性,创新设计了大采高综放液压支架三级高效强扰动放煤机构,研发了综放液压支架智能耦合控制系统,实现了对液压支架姿态与受力状态的实时监测。基于大采高综放工作面分段多窗口多轮放煤工艺的时序控制自动化放煤逻辑关系,研发了自动化放煤控制装置,实现了坚硬特厚煤层大采高综放工作面安全、高效、高回采率自动化开采。     

大采高综放工作面大角度仰采技术研究

基于10303大采高综放工作面回采受到仰采和旋转开采影响的实际,通过理论分析和数值模拟分析,研究了工作面围岩运动特征及支架稳定性,提出了系统的煤壁片帮控制技术。通过现场实践表明,应用效果良好。     

屯留煤矿高瓦斯松软厚煤层大采高综放开采技术

基于高瓦斯松软厚煤层通常采用普通综放开采,工作面割煤高度小于3.0 m,同时受工作面通风断面影响,工作面瓦斯经常超限,工作面单产较低.屯留煤矿为提高工作面单产,在数值模拟分析煤壁稳定性的基础上,论证了大采高综放开采工艺是适应的,确定了该矿大采高综放液压支架主要参数.实践表明,大采高综放开采是高瓦斯松软厚煤层进一步提高单产的有效途径.     

大倾角煤层伪仰斜综放工作面变角度布置方法研究

针对大倾角煤层综放工作面单一角度布置方法生产效率低、出煤量少以及支架与围岩系统稳定性差等问题,提出了大倾角煤层伪仰斜综放工作面变角度布置方法。通过改变工作面各个区域的角度及工作面各区域的长度,有效地提高了支架与围岩系统的稳定性,改善了同等情况下的安全条件,同时提高了煤炭采出率。     

复杂厚煤层回采工作面采煤方法研究

针对阳煤二矿81201工作面在复杂厚煤层条件下采煤方法的合理选择问题,分析了地质构造、顶板条件、煤层强度、倾角以及煤层和夹矸厚度等煤层地质因素对采煤方法选择的影响,认为阳煤二矿81201工作面陷落柱构造发育,顶板破碎,煤层松软,不利于大采高综采的应用;通过煤层开采条件以及经济、安全性综合分析,认为大采高综放开采具有明显优越性;通过综放开采不同割煤高度下煤壁稳定性及顶煤冒放性的数值模拟分析,得出81201综放工作面割煤高度应不高于4.0m,并考虑夹矸厚度及发育层位影响,最终取工作面合理割煤高度为3.8m。     

仰采综放工作面围岩应力分布特征

红会四矿地质条件复杂,综放工作面仰采坡度大,造成煤壁片帮和端面冒顶非常严重,是制约工作面安全高效生产的主要因素之一。采用FLAC3D计算分析了6种不同仰采坡度下工作面围岩应力的分布特征。结果表明,当仰采坡度超过20°时,工作面前方支承压力峰值点加速向煤壁移近,当仰采坡度35°时,支承压力峰值点距煤壁仅1.7 m;煤壁内拉应力区也迅速扩大,2.5 m高处煤壁内拉应力区深度已经达到4.4 m。     

倒梯形大断面巷道设计与支护技术

随着矿井的不断开采,采场条件日趋复杂,带来应力集中、围岩变形量大等大量问题,严重制约着矿井的高产、高效。针对东滩煤矿含夹矸厚煤层综放工作面围岩地质条件,分析了原断面设计及支护方案的不足,提出了1种新的倒梯形大断面巷道形式,并设计了相应的支护参数。现场实践与测试表明:确定的巷道形状及支护参数能满足生产和安全需要。     

多夹矸近水平煤层综放开采顶煤三维放出规律

基于散体介质流理论的学术思想,采用三维散体相似模拟试验和数值模拟分析相结合的方法,对多夹矸近水平煤层综放开采煤矸放出体空间形态及顶煤采出率的三维分布特征进行了研究探讨。研究表明,多夹矸近水平综放工作面放煤量从上端头到下端头逐渐增加,含矸率相应降低,工作面下端头的放煤效率较高;顶煤采出率沿煤层走向分区呈动态演化过程,且沿煤层倾向具有周期性分布的特点;煤矸放出体体积随放煤高度增大呈幂函数关系增大;顶煤采出率和含矸率随放煤时间呈阶段性变化特征;采用间隔放煤有利于提高多夹矸煤层的顶煤采出率。     

含夹矸厚煤层综放开采技术分析

针对东滩煤矿主采 3# 煤层中含有夹矸层的特点 ,分析了含夹矸顶煤体的冒放性 ,确定了顶煤中夹矸层的极限厚度 ,提出了解决含夹矸厚煤层综放开采的技术措施     

厚夹矸大倾角综放面顶板控制技术研究

兴隆庄煤矿10305综放工作面为仰斜开采,回采过程中端面稳定性极易引起片帮冒顶,在回采600m范围内距底板3.0~3.2m发育一厚0~0.8m左右之炭质泥岩夹矸,加大了对顶板的控制难度,回采条件复杂多变,通过采取相应的顶板控制技术,确保了该面的顺利回采。     

含硬夹矸大采高仰采综放面煤壁稳定性机理研究

为了分析含硬夹矸对大采高仰采综放面煤壁稳定性的影响,采用理论分析与现场监测相结合的方法,建立了煤壁片帮的力学模型。通过控制变量法,依次变化顶板压力、夹矸层赋存高度以及仰采角度,控制其余变量不变,依据煤壁破坏的安全余量判别准则,观察变量变化对煤壁破坏的影响。结果表明:硬夹矸给上部煤层提供了向上的支撑力以及横向的摩擦力,上部煤壁失稳时,煤层沿着硬夹矸层面产生滑移破坏;安全余量与顶板压力和夹矸层赋存高度呈负的线性变化,安全余量与仰采角度呈三角函数余弦曲线变化,仰采角度越大,煤壁安全余量越小。     

大采高大倾角仰采的相似模拟实验研究

利用相似材料模拟的实验研究手段,针对段王煤矿090502工作面仰采问题,开展了大倾角大采高仰斜开采工作面矿压特征研究。实验获得了大倾角大采高仰采矿压显现规律、上覆岩层"三带"分布规律和仰采工作面前方支承压力分布规律。     

浅谈大倾角仰斜综放开采工作面技术管理

大倾角推采是造成大倾角仰斜和俯斜开采中所有问题的根源。文章介绍了大倾角仰斜综放开采工艺特点,重点阐述了工作面顶板围岩系统存在的问题,以及工作面支护的原则和防止片帮、冒顶的措施。     

浅析含夹矸煤层综采工作面回采实践

介绍了陈家山煤矿为了提高含夹矸煤层综采工作面采出率,在417综放工作面进行实践,根据不同夹矸参数选用合理的震动炮处理夹矸作业方式,实现了夹矸煤层综采工作面的高效回采。     

多分层厚夹矸放煤技术的研究与实践

为了解决济宁三号煤矿53下09综放工作面多分层含厚夹矸3下煤层的放顶煤开采、提高煤炭回收率难题,采用现场实践研究和理论研究相结合的方式进行了研究分析,以理论分析和生产现场实际应用相结合为主,对多分层厚夹矸复杂结构3下厚煤层中的53下09综放工作面含夹矸顶煤的冒放性、放煤工艺及放煤方式优化的管理及放出规律、夹矸层极限厚度的确定等问题进行了研究,并指出了含夹矸顶煤的活动规律和放顶煤开采夹矸的极限厚度,最大限度的提高煤炭回收率,减少采空区自燃发火率,在实际生产中得到了很好的利用。