西欧的露天采煤与边坡工程技术

<正> 前言1987年5月,笔者随煤炭部赴欧采煤技术考察团露天采煤与边坡工程技术考察组前往比利时、英国、西班牙、法国、西德等五国进行了为期25天的技术考察。现将考察报告的主要技术内容推荐给我国露天采煤界同行,以便了解西欧的露天采煤情况,借鉴有益的技术方法,珍视我国的煤炭资源,加快露天采煤事业的发展。     

预裂爆破技术在平庄西露天矿边坡到界过程中的应用

通过到界边坡预裂爆破工程的实施,使到界边坡形成了整齐的预裂面,保证了到界边坡的完整,提高了到界边坡整体的稳定性,为今后实施陡帮开采提供安全保障。     

露天转地下L型工作面开采上覆岩体稳定性分析及边坡治理方案

以乌海矿露天转地下开采工程实践为背景,应用数值模拟方法对L型工作面不同开采方案进行了模拟分析,探讨了地下采区由里向外和由外向里不同开采推进顺序对边坡破坏的影响机制,得出:当从里向外开采时,边坡向地下采空区移动,对边坡稳定性有利;从外向里开采时,边坡向外侧临空面移动,加速边坡的滑动破坏,对边坡稳定不利。因此应采用由里向外推进的开采方案;同时根据该矿的实际工况设计了减载锚固的加固方法,减小滑坡破坏程度,保证工程安全生产。     

扎哈淖尔露天矿北帮边坡稳定性研究

为了最大限度采出煤炭资源,基于刚体极限平衡理论与强度折减理论,利用CAD软件二次开发与FLAC3D软件分别建立扎哈淖尔露天矿到界北帮边坡二维与三维分析模型,研究了在二维纵采条件下和三维横采内排条件下的北帮边坡失稳模式与稳定性变化规律,确定了到界边坡最优边坡形态。结果表明:到界边坡失稳模式与稳定性主要受511煤层顶板、532煤层底板和543煤层底板弱层控制,其滑坡模式为开挖后的临空面与弱层面为底界面的切层-顺层组合滑动;结合不同弱层层位位置,在纵采条件下分阶段确定了北帮到界边坡形态;利用横采内排的开采程序,在空间上借助于横采工作帮与内排土场支挡的三维效应,最终确定弱层暴露长度为100m,开挖坡角33°,北帮到界局部边坡角可提高11°,可使煤炭开采效益最大化,最大限度回采煤炭资源155.7万t。     

西部生态脆弱矿区保水采煤实践进展

“保水采煤”是应鄂尔多斯盆地北部侏罗纪煤田独特的矿床地质条件而提出,经过多年研究和探索,在基础研究、工程实践等领域取得了大量成果。总结了不同阶段保水采煤研究的最新进展和存在的科学问题。基础研究阶段,查明了煤层与含（隔）水层空间关系、煤层覆岩结构类型,划分了保水采煤地质条件分区,编绘了基于地下水位保护的采煤方法规划图,提出了开采区域评价方法和采煤方法等实现“保水采煤”的途径。在工程实践阶段,以生态水位保护为原则,开展了基于含水层结构保护的充填开采、窄条带开采、限高（分层）开采、短壁机械化开采法、快速推进法等“因地制宜”的保水采煤工程实践,开展了基于岩溶承压含水层结构保护的底板注浆加固保水采煤工程实践;以水资源保护、利用为原则,开展了基于地下水转移储存、采空区储水的保水采煤工程实践。     

露天煤矿残煤自燃区边坡控制开采方案

以某露天煤矿为研究背景,根据该矿区工程地质特点,采用极限平衡法,针对易燃区边坡第1开采阶段进行边坡稳定性评价。通过计算可知,在保证内排跟进速度的情况下,第1阶段条采方案可满足矿区生产要求。在此基础上,结合现场实际情况,针对第2阶段边坡控制开采方案进行研究,进而确定条采煤层厚度、宽度、开采边界以及内排土场参数,确保露天煤矿安全生产。     

西部脆弱矿区绿色开采技术发展现状及方向

为了吸取东部地区的经验及教训,伴随西部大开发的进程,在前人提出的绿色开采概念的基础上,论述了我国西部地区煤矿绿色开采核心技术的发展现状。通过对支撑西部地区煤矿高效高质量发展的绿色开采技术发展的分析,阐述了我国西部地区保水采煤的工程地质及水文地质的特点;介绍了保水采煤地质条件预测的经验公式法、三图预测法、常用实测方法。同时,从西部地区充填、窄条带等保水采煤方法的工程实践出发,介绍了地下水转移储存保水采煤工程实践与煤水仿生共采理念以及主动型矿区生态环境综合治理与防治技术体系的理念,系统总结了保水开采的技术目前存在的问题以及西部地区绿色开采技术未来的发展方向。     

扎哈淖尔露天矿二采区南边坡到界煤层回采方案研究

为了保证扎哈淖尔露天矿南边坡到界煤层回采的安全性,详查工程地质资料及实际揭露边坡分层岩体各自物理力学性质,并利用刚体极限平衡法分析与评价了到界煤层边坡稳定性,通过对南边坡到界煤层回采前后边坡稳定性的分析研究,在保证南边坡稳定的前提下,制定了到界煤层保留、全部采出、部分采出3种合理的到界煤层回采方案,本着煤炭资源开采效益最大化、剥采比最小的原则,建议选择部分采出方案,可增加经济效益1 227.12万元。     

露井联合端帮膏体充填开采边坡稳定研究

目前对于膏体充填端帮采煤的研究尚少.以义煤天新矿业公司露天矿为例,采用FLAC与强度折减法相结合的方法对回采期间边坡的变形以及回采对边坡的稳定性造成的影响进行了模拟,对露天转地下端帮开采过程中边坡的变形机理进行了系统的研究.揭示了不同充填率端帮开采过程中边坡的变形规律.     

露天煤矿边坡工程研究

简要地介绍了我国露天煤矿边坡工程研究的主要内容，结合矿山实例论述了露天开采与围岩稳定、边坡水压控制、控制开采技术、边坡监测等方面研究成果及在实现最佳开采境界，提高矿山经济效益和为安全生产服务方面的应用情况。     

西部生态脆弱矿区保水采煤研究与实践进展

"保水采煤"是应鄂尔多斯盆地北部侏罗纪煤田独特的矿床地质条件而提出,经过多年研究和探索,在基础研究、工程实践等领域取得了大量成果。总结了不同阶段保水采煤研究的最新进展和存在的科学问题。基础研究阶段,查明了煤层与含(隔)水层空间关系、煤层覆岩结构类型,划分了保水采煤地质条件分区,编绘了基于地下水位保护的采煤方法规划图,提出了开采区域评价方法和采煤方法等实现"保水采煤"的途径。在工程实践阶段,以生态水位保护为原则,开展了基于含水层结构保护的充填开采、窄条带开采、限高(分层)开采、短壁机械化开采法、快速推进法等"因地制宜"的保水采煤工程实践,开展了基于岩溶承压含水层结构保护的底板注浆加固保水采煤工程实践;以水资源保护、利用为原则,开展了基于地下水转移储存、采空区储水的保水采煤工程实践。     

煤矿采煤掘进工作面高强度支护技术的应用探析

当前我国浅部煤炭资源已经出现了"煤荒",进入到深部开采已经成为了必然,在煤矿深部开采中,随着开采深度的加深,给支护工作带来的挑战相对较大.从大量的深部巷道支护来看,传统的支护方式在很多方面已经表现出明显的不足.本文以某工程为实际案例,对该工程在采煤掘进支护中采取的支护措施存在的分析进行了研究,并结合采煤工程实际,设计了...     

平朔东露天矿北帮边坡危险区治理与受井采扰动影响研究

随着矿区开采方式由露天开采转向井工开采,边坡稳定性逐渐降低,因此为保证矿区的安全生产,亟待对矿区开采边坡稳定性做出准确评价。依据平朔东露天矿工程项目,运用Slide软件对边坡危险区进行搜索与治理方案,并利用有限元软件ABAQUS建立二维模型,采用强度折减法分析不同井采方向下平朔东露天矿边坡稳定性。结果表明:典型剖面Ⅰ通过治理后边坡稳定系数从1.05增值到1.20,达到安全生产要求,并发现剖面Ⅱ采用逆坡开采较顺坡坡体变形小;矿山边坡局部受井采扰动影响明显,计算发现当开采至80 m时,边坡安全系数骤降至1.65,因此在后续的开采中要加强危险坡面的监测与评价工作。     

穆龙陶露天矿保证台阶、边坡及排土场稳定性的经验

根据以穆龙陶矿床为基地的企业建设第Ⅳ期工程技术经济论证,露天矿开采深度将增加到550～630m,同时胶带排土场的总高度拟增加到160～170m。在露天矿开采期间已记录22起岩石边坡和排土场的滑坡破坏,这是因为近边坡的矿体和排土场地基的工程地质条件不佳所致(存在严重的构造变动、改变的风化岩石带及片理发育)。随着露天矿加     

基于端帮开采的边坡稳定性及巷道布置形式优化研究

为高效、安全回采露天矿开采后端帮大量压煤,查明端帮开采下群巷效应所引起的边坡变形和应力重新分布特征,保证边坡稳定安全;以某露天矿为工程背景,通过分析端帮开采煤柱应力分布特征来确定合理的端帮开采煤柱设计参数;采用Midas GTS NX有限元数值模拟来研究端帮采煤所引起边坡的受力和变形特征及验证边坡稳定性;进一步通过优化采巷布置形式来提高回采率。研究结果表明:对于端帮厚煤层开采而言,煤柱强度、尺寸及采巷布置形式是影响边坡稳定性的主控因素;单、双排采巷布置下整体边坡安全系数分别为1.21、1.14,边坡安全性降低,但仍能够满足安全系数要求;端帮压煤回采率将提高5%,能够有效回收端帮压覆资源量。     

我国综合机械化开采50年发展历程与展望

分析了我国综合机械化的发展历程,总结了在机械化开采方面从引进、消化、吸收再到发展创新的成功经验,认为:(1)我国煤矿机械化开采历经50 a发展,大体可分为3个阶段,即探索阶段(20世纪70—80年代)、大发展阶段(20世纪90年代)和全面突破阶段(21世纪初至今);(2)在工作面煤机装备发展理念方面,20世纪80,90年代总体是突出经济实用型,21世纪初至"十二五"末期,煤机装备突出重型化和高可靠性,以达到装备效益的最大化,"十三五"至今,煤机装备向智能化、无人化方向发展,以实现工作面设备集群的智能感知和协同控制;(3)采煤方法与工艺依然是煤矿机械化发展的基础,任何采煤方法或工艺的变革都会促进煤机装备产业的升级换代,甚至脱胎换骨的进步,而煤机装备是采煤方法与工艺的载体,因此采煤方法与工艺研究依然是煤矿开采的基础和根本;(4)尽管我国煤机装备的整体水平有了巨大提高,但在关键元部件、材料、工艺、整机可靠性方面,与国际先进国家依然存在一定的差距;(5)煤矿智能化是煤炭行业发展的必然趋势,是煤炭科技工作者的理想和努力方向,但其前提必须是装备要具有高可靠性,而且采煤工艺的可操作性与岩层控制的定量...     

矿区开采与隧道建设的安全性相互影响分析

当露天矿区开采与隧道建设交汇时,两者工程爆破产生的强烈震动相互影响,极易造成事故。基于窑沟隧道与白云岩矿工程,利用有限元方法从矿区边坡自身稳定性、矿区开采和隧道开挖对矿区边坡稳定性影响三方面进行模拟;理论确定了岩矿开采时产生飞石的安全距离。     

黑岱沟露天矿端帮压煤井工开采覆岩与地表变形破坏规律研究

为保证黑岱沟露天煤矿首采区西端帮压煤能够安全回采,分析了该采区端帮下煤层的赋存条件、顶板条件、地质构造与上覆岩层结构特征。研究了端帮下压煤层井工开采的上覆岩层与地表变形破坏规律;构建了露天与井下采场的三维地质模型,分析了针对首采区西帮与南帮下压煤层开采后的巷道煤柱稳定性、地表变形范围与采场边坡对工业场地的影响。结果表明,在矿坑边界侧的浅部与矿权界侧深部的上覆岩层变形破坏规律不同,形成的"三带"存在明显差异;缺失原坚固地层并回填松散排土的边坡下采煤工作面顶板关键层仍能起到保护作用;井巷工程的三角形保护煤柱应力集中区与塑性区分布小,大部分区域处于安全状态;西帮与南帮地下开采所引起的潜在滑坡危险区与地表移动变形范围对井口工业场地影响较小,不会对井口造成安全威胁。     

我国井工开采实现高产高效的主要采煤方法及其发展前景

采煤方法及工艺是高产高效矿井建设的核心。我国煤层赋存条件差异大,通过30多年机械化开采摸索与实践,针对不同煤层条件的高产高效采煤方法已逐渐发展成熟,形成了厚及特厚煤层综放开采、大采高综采,中厚及薄煤层综采和连续采煤机旺格维利采煤法等高产高效采煤方法。根据我国当前采煤设备现状,提出了各采煤方法的发展前景。     

我国薄煤层采煤工艺现状及发展趋势

薄煤层在我国储量丰富,但开采比例较小,随着中厚煤层储量的减少和开采深度的增大,薄煤层开采前景很大。我国薄煤层采煤工艺按采煤设备可分为滚筒采煤机采煤方法、刨煤机采煤方法和螺旋钻采煤方法。介绍了我国薄煤层开采工艺现状和发展趋势。