“采充并行”式保水采煤方法

针对目前充填保水采煤方法存在的充填时间和充填空间不足,采煤与充填作业协调困难等问题,提出“采充并行”式充填保水采煤方法。在开采过程中,首先将整个开采块段内的所有采场支巷划分为多个开采阶段,每当开采并充填完一个阶段内的所有采场支巷后,再进行下一阶段采场支巷的开采和充填,直至开采和充填完所有采场支巷,最终实现充填体与煤炭的完全置换。为有效控制覆岩移动,每个采场支巷开采完毕后就立即对其进行充填。为确保正在开采的采场支巷两帮是实体煤或已达到设计强度的充填体,在阶段内对采场支巷进行间隔开采。研究成果应用于王台铺煤矿,在块段内煤炭资源采出率达96.8%的条件下,实现了浅表水资源的保护,地表变形量也小于建筑物Ⅰ级损坏等级指标。该方法采用一采一充一备的“采充并行”式充填开采模式,充分发挥快速连采和充填采煤的优点,可实现保水采煤。     

“三下”采煤保护煤柱强度与新支护技术理论研究

“三下”采煤既要保证安全,又要科学合理地索取地下资源。探讨目前“三下”采煤保护煤柱强度研究现状,针对“三下”采煤保护煤柱的处理方法不足,提出实行打锚杆、灌浆、矸石堆积等处理方法对“三下”采煤进行保护煤柱,在同等保证“三下”采煤安全的前提下,可索取更多煤炭,并对3种方法进行了理论研究。以神华宁夏煤业集团有限责任公司鸳鸯湖矿区红柳矿井“三下”采煤情况为依托,探讨采用保护煤柱进行处理的经济可行性。     

武钢矿业公司“森林化”矿山建设理论与实践

武钢矿业公司在贯彻党的“十七大”精神、落实科学发展观的过程中,国内首次提出了“森林化”矿山建设口号,总结了“森林化”矿山建设重要意义,制定了“森林化”矿山建设指标体系。其重点为土地复垦率近期达到35%以上、远期达到60%以上;矿区森林覆盖率达到40%以上;植物成活率达到90%以上,并在矿山生产过程中逐步推进、分步实施。取得了以大冶铁矿为代表的“亚洲最大人工硬岩废石场复垦基地”和“全国绿化先进集体”桂冠,为全国矿山企业的建设和发展树立了良好榜样。     

基于充填采煤的保水开采理论与实践应用

针对煤矿开采导致矿区水资源环境破坏的严重问题,根据矿区顶板含水层赋存特征,提出基于充填采煤的保水开采理论和技术。运用充填采煤顶板运移规律和控制机理,构建了充填采煤顶板含水层稳定性的力学模型,并得出了顶板含水层稳定性的边界条件,运用相似模拟试验分析验证了充填采煤对顶板含水层的保护机理及作用。研究结果表明:顶板稳定隔水层下沉量包括充前顶板下沉量、充后顶板下沉量和直接顶岩体特性下沉量,其破断的边界条件为hb≤Hb;随着密实充填率的增大,顶板稳定隔水层下沉量减小。通过对邢台煤矿充填工作面现场实测进行分析,发现应将充填体的密实充填率提高到68%以上,才能保证顶板含水层的完整性。     

“西部煤炭高强度开采下地质灾害防治理论与环境保护基础研究”专题

我国东部矿区煤炭资源逐渐枯竭,开发重心已向晋陕蒙宁甘等西部地区转移。由于西部特有的自然地理、地质结构和生态环境,在大规模、高强度煤炭开采中存在采区大范围顶板切落和突水溃沙等重大地质灾害与水土流失等环境损伤问题;因此研究形成防治重大地质灾害和环境损伤的采煤理论与方法,对于实现我国西部煤炭安全高效开采与环境保护的协调发展、保证我国能源的长期稳定供给具有重要意义。本期前31篇论文是从国家973计划“西部煤炭高强度开采下地质灾害防治理论与环境保护基础研究”（项目编号：2013CB227900）项目研究进展中优选出的部分代表性论文,研究内容涉及西部侏罗-白垩系富煤区域地层结构和水沙动力学特征、采动岩体运动与水沙两相渗流的稳定性、高强度开采下重大地质灾害和环境损伤的形成机理及其预测与评价方法、防治重大地质灾害和环境损伤的采煤理论与方法等。希望本期“西部煤炭高强度开采下地质灾害防治理论与环境保护基础研究”专题学术论文能够为从事该领域研究的学者提供参考与帮助。     

“深部煤炭开发中煤与瓦斯共采理论”专题学术论文编者按

深部煤与瓦斯共采是提升我国煤矿安全高效洁净生产水平的重要途径,对优化我国能源结构、减少温室气体排放具有十分重要的意义。目前,我国煤与瓦斯共采的工程实践规模日趋扩大,构建煤与瓦斯共采基础理论体系可以为我国煤与瓦斯共采工程实践提供有力的理论支撑。以谢和平院士为首席科学家的国家973 计划项目“深部煤炭开发中煤与瓦斯共采理论”,自2011 年立项以来,围绕深部开采条件下煤与瓦斯共采核心科学问题开展了研究,取得了显著的研究进展和丰富的研究成果。本期前25篇论文是从该项目2014年研究进展中,遴选出的部分有代表性的研究成果。研究成果涉及了不同瓦斯压力原煤全应力应变过程中渗透特性,煤粒瓦斯放散的数学模型、实验和数值模拟研究结果,采动过程中煤层支承应力与瓦斯抽采流量及瓦斯流动的耦合效应,深部煤与瓦斯共采中的优质瓦斯通道及其构建方法,单一低透气性煤层卸压增透技术作用下煤体裂纹扩展,煤与瓦斯共采评价指标体系及评价模型的建立等重要研究进展。希望本期“深部煤炭开发中煤与瓦斯共采理论”专题学术论文能够为从事同类研究的学者提供帮助和借鉴。     

“十五”金属矿山采矿技术进步与“十一五”发展方向

为了促进金属矿山科技进步和“十一五”金属矿山科技工作的开展,对“十五”期间我国金属矿山采矿技术取得的成就进行了总结,提出了“十一五”我国金属矿山采矿技术的发展方向。总结认为“十五”期间我国陡坡铁路运输工艺的研制成功,大间距集中化无底柱采矿新工艺,深部矿床开采关键技术研究等课题极大地推动了金属矿山的技术进步;分析认为我国露天开采转入地下开采技术研究工作已滞后生产实践的需求,深井矿山开采仍有大量技术问题没有解决,复杂难采矿床开采技术难度越来越大,采矿技术装备与国际先进水平仍有很大差距,数字矿山的建立还处于起步阶段等;对此,提出了开展深凹露天矿新型运输设备与工艺研究、露天地下联合开采研究、深部矿体和复杂难采矿体开采技术研究、数字矿山研究及金属矿山循环经济研究等发展方向。     

对浅埋煤层“短砌体梁”、“台阶岩梁” 结构与砌体梁理论的商榷

基于砌体梁结构岩块平衡的几何条件,讨论了《矿山压力与岩层控制》教材中浅埋煤层开采岩层控制部分“短砌体梁”结构和“台阶岩梁”结构的概念. 认为浅埋煤层顶板因为不满足砌体梁结构断裂岩块长度起码大于层厚2倍的平衡先决条件,因而不能形成砌体梁结构, 而“短砌体梁”是“断裂岩块厚度与长度之比接近1”的砌体梁结构,故“短砌体梁”概念与砌体梁理论相矛盾;“台阶岩梁”的概念建立在不正确的假设之上,不恰当地应用了砌体梁理论的结论,将已失稳垮落的Ｎ岩块仍按砌体梁理论的“铰接”条件分析,因而 “台阶岩梁”结构是不存在的.实际上只要视M岩块即“控制岩块”为岩梁建立模型即可.     

底板承压水保水采煤技术与工程实践

为解决底板承压含水层上带压采煤问题,以董家河煤矿为例,在研究5号煤层下伏含(隔)水层特征及煤层开采底板破坏深度的基础上,分析了突水危险性,制定了承压水体上保水采煤技术体系。结果表明:奥陶纪灰岩峰峰二段含水层是本区5号煤层开采主要充水水源,突水系数大于0.06MPa/m的区域占矿区面积的43%,K2及K3含水层既可成为奥灰水突水通道,也可改造成隔水底板,对5号煤层安全开采意义重大。同时提出了"监测预报,超前探测,探治结合,综合防治"四位一体综合保水采煤技术体系,并在澄合矿区进行了工程实践,既指导本区安全生产,又保护奥陶系375 m水位。     

实施“操检合一”优化人力资源

为优化人力资源,提高市场竞争力、实现管理增效,针对本钢南芬选矿厂现场生产岗位人员紧缺的问题,推行“操检合一”的管理模式。工作中树立起“操检合一”管理理念,调动了广大职工的工作积极性及工作热情,规范了实施细则,进而形成了一整套比较完善的“操检合一”考核体系,使全厂的安全、生产、设备以及班组等管理工作取得进步,推动了企业文化建设,实现“操检合一”管理增效。     

我国保水采煤的扛鼎之作——《干旱半干旱矿区保水采煤方法与实践》评介

我国是煤炭生产和消耗大国,为生产生活提供了70%的能源。煤炭为国民经济的发展作出了重要贡献,但社会对煤炭了解少而责难多。实际上,煤炭不仅有安全问题,在不久的将来,随着产量向中西部进一步扩张,在干旱缺水的地区集中大     

“保水采煤的理论与实践”专辑特约主编致读者

<正>保水采煤是指在干旱半干旱地区煤层开采过程中,通过控制岩层移动维持具有供水意义和生态价值含水层(岩组)结构稳定或水位变化在合理范围内,寻求煤炭开采量与水资源承载力之间最优解的煤炭开采新技术。这一概念是根据陕北侏罗纪煤田(神府煤田)开发中遇到的地质生态环境环境问题而提出的,对水资源供需矛盾突出、     

“煤矿深部开采煤岩动力灾害防控技术研究”专题编者按

随着我国浅部煤炭资源的逐渐减少甚至枯竭,地下开采深度的逐渐延伸,越来越多的矿井将面临严峻的深部开采煤岩动力灾害问题。如何有针对性地开展防控深部开采过程中遇到的冲击地压和煤与瓦斯突出等煤岩动力灾害事故,是摆在科研和生产工作者面前的难题。鉴于此,国家在“十三五”期间,将“煤矿深部开采煤岩动力灾害防控技术研究”列入国家重点研发计划项目,重点对煤矿深部开采条件下的冲击地压、煤与瓦斯突出和复合煤岩动力灾害的危险性探测、防控机理和防控技术开展研究,本期第1~11篇论文基于该项目两年来的主要研究成果,从材料失稳角度研究了冲击地压的触发判据和从结构失稳角度研究了冲击地压的孕灾机制;系统研究了采掘巷道冲击危险性的探测与支护技术;从理论和数值模拟上研究了煤矿深部开采卸荷消能与煤岩介质属性改造协同防突机理和深部矿井冲击地压、瓦斯突出复合灾害发生机理等。本期“煤矿深部开采煤岩动力灾害防控”专题是上述成果的集中展示,希望有益于促进我国煤矿深部开采煤岩动力灾害的防控。     

泉上煤矿“3+3”网格化管理模式的探索与实践

在煤炭市场经济下行压力加大的情况下,泉上煤矿针对人员相对紧缺的实际,持续优化现场安全生产管理人员配置,坚持“点、线、面结合,多层级覆盖”的原则,以重要岗位为点,以巷道分段为线,以带班区域为面,对井下生产现场划分为53个安全生产网格;根据地面管理工作实际,以各部室、区队为基本单元,将地面分为77个网格,实施“3+3”管理模式,落实“网格定位、设备定置、人员定责”的“三位一体”安全监管机制,形成了分级监管、责任明晰、定位准确、高效运转的网格化管理,建立了安全监管新机制、新平台。     

“深部复合地层围岩与TBM的相互作用机理及安全控制”专题学术论文编者按

与传统的钻爆法相比,TBM工法掘进效率高,施工质量好,当地下工程长径比达到800以上时造价较低,施工过程有利于环境保护,因而在深埋长大隧道和矿山巷道建设中已得到越来越广泛的应用。然而,由于深部高应力和复杂的地质条件,TBM掘进过程中容易发生挤压大变形、卡机等工程灾害和刀盘刀具异常磨损、主轴承损坏等机器异常现象。国家重点基础研究发展计划(973)项目“深部复合地层围岩与TBM的相互作用机理及安全控制”,自2014年立项以来,紧紧围绕深部复合地层围岩与TBM的相互作用关键科学问题开展研究,取得了系列研究进展和一批成果。本期前11篇论文是从该项目2014年1月至2015年5月研究进展中,遴选出部分有代表性的研究成果,主要涉及深部复合地层TBM破岩机理及可掘性评价方法、深部复合地层挤压大变形与TBM卡机致灾机理、深部复合地层TBM系统适应性评价决策等。希望本期论文能够为从事相关研究的学者和工程技术人员提供借鉴和参考。     

“同步充填”研究进展与发展方向展望

“同步充填”是陈庆发教授继“协同开采”理念之后于2010年提出的一项采矿技术理念。该理念提出10 a来，我国学者在该方向的理论与技术研究方面均取得了一些显著进展。通过对这些进展进行细致地梳理、分析与研究，并对发展方向进行了展望。研究表明：金属矿领域有4种“同步充填”性质的采矿方法被提出，这些方法在提高矿石回采率、降低损失贫化率、维护采场稳定等方面与传统采矿方法相比具有显著优势；煤炭领域也有命名为“同步充填”的采矿技术被提出，但其实质与“同步充填”理念的内涵有一定的区别，宜归属于“单层充填”或“跟随式充填”范畴；同步充填放矿理论研究取得了新进展，形成了一套比较完整的柔性隔离层下散体介质流理论。最后，从实践应用、技术创新、理论研究、机械装备等方面对“同步充填”的发展方向进行了展望。研究成果有助于进一步认清“同步充填”的内涵，同时有助于推进相关研究与工程实践。     

保水采煤的科学内涵

为保护干旱半干旱矿区含水层及生态系统,通过阐述榆神矿区矿床地质、开采条件、岩层移动特征等,从系统论角度提出了保水采煤的概念和科学内涵,并构建了保水采煤研究基本框架。认为保水采煤适用于干旱半干旱缺水矿区,目标是保护含水层结构和河流基流量基本稳定;主要研究地质条件、岩层移动控制技术、水与生态约束条件和保水采煤关键技术;技术途径包括控制岩层移动抑制导水裂隙带发育、隔水层再造和注浆改造隔水层等。低成本充填技术和沙漠区地下水位相对变浅后的环境效应是保水采煤研究面临的挑战。保水采煤研究是我国干旱半干旱矿区煤炭开采与水资源保护的理论基础和依据。     

典型高强度开采矿区保水采煤关键技术与实践

神东矿区是我国重要的煤炭生产基地和典型的高强度开采矿区,同时也是我国典型的干旱半干旱生态环境脆弱区,矿区高强度煤炭生产与生态环境的协调发展是该区的重要研究课题。针对神东矿区干旱半干旱地区水资源贫乏、生态环境脆弱等特点,通过研究矿区水文地质结构特征、煤层覆岩结构类型等,提出了矿区的水文地质结构分区和保水采煤分区;以此为基础,针对不同的水文地质结构类型,提出了神东矿区的保水采煤的基本原则,以及矿区重要水源地、厚基岩含水层、烧变岩含水层、水资源转移存贮、矿井水资源化利用等保水采煤的关键技术;最后,结合典型矿井,开展了上述关键技术的现场工程实践,并取得了良好的应用效果。     

谈矿山企业“123456”安全管理模式

矿山的安全管理工作是矿山企业各项工作的重中之重。叙述了浙江漓铁集团有限公司实行“123456” 安全管理模式的基本内容,即一个贯彻执行、二个全面落实、树立三个理念、实现四个转变、坚持五项原则、实施六项制度;重点探讨了矿山实行安全管理的体会,指出安全生产是企业长治久安的大事。     

“渐进式”揭煤法在立井近水平煤层的实践

 重庆川九建设有限责任公司施工的寺河矿,年产量达千万吨以上,地质条件复杂,瓦斯涌出量大,煤层赋存厚度达6.62米,为了防止煤与瓦斯突出,在施工潘庄进风立井揭穿3#煤层时,采用了“渐近法”揭煤技术,在立井施工中,有效地防止了煤与瓦斯突出,保证了揭煤安全,加快了立井施工进度。这在对于相同的地质条件下立井预防煤与瓦斯突出提供了借鉴。