综放开采不同顶煤端面顶板稳定性及其控制

采用离散元程序 UDEC模拟分析了不同顶煤条件下端面顶板的稳定性与支架工作阻力及端面距的关系 .模拟结果表明 ,在软及中硬煤条件下 ,在一定的端面距范围内 ,支架工作阻力与端面顶板下沉量呈类双曲线关系 ;而在硬煤条件下没有类似关系 .并据此提出了端面顶板控制原则 ,认为在软煤条件下最重要的是控制端面距 ,在中硬煤条件下在于端面距与支架工作阻力的合理匹配 ,而在硬煤条件则应以提高顶煤冒放性为重点 .上述结论成功地运用于现场端面顶煤稳定性的控制 .     

大倾角综放面防倒防滑防滚矸技术

基于永登集团丰阳煤矿12101综放工作面实际生产条件,采用理论分析与工程实际相结合的方法研究了工作面液压支架倒架、咬架及刮板输送机下滑的原因,分析了大块矸石滚落对工作面设备造成的冲击、卡塞等危害.采用伪斜推进、及时调整支架状态、"上拉下顶"防倒防滑、支架操作阀闭锁、端头支架锚固、及时支护、自上向下单向割煤、自下而上带压擦顶移架、控制采高等技术解决了支架的倒架、咬架和刮板输送机下滑问题;采用防滚矸钢网、全断面防滚矸装置、挡矸帘、柔性挡矸装置、加高挡煤板等技术解决了滚矸的危害.现场实践表明,该套技术保证了工作面的整体稳定性,为大倾角工作面安全生产提供了保障.     

综放面顶煤回收率的研究

本文用相似材料模拟试验法，对生产实践中无法确定的顶煤回收率问题进行了研究．获得了较有价值的研究结果：单轮顺序放煤优于单轮间隔放煤方式；含矸率越高，顶煤回收率越高，无矸回收率为80％．     

综放面多尘源粉尘分布规律数值模拟及实测

为解决综放工作面粉尘浓度高的问题,掌握各作业工序粉尘浓度空间分布规律,有效指导粉尘控制工作,依据气固两相流理论,运用Fluent软件对综放工作面割煤、移架、放顶煤、转载各工序单独及同时作业时的粉尘分布规律进行数值模拟,并与现场实测数据进行对比分析.结果表明:割煤作业粉尘沿采煤机机道扩散的同时向人行道空间扩散,需在滚筒尘源处控尘,并在采煤机外侧采取水幕帘除尘措施;移架作业时人行道粉尘浓度高于机道粉尘浓度,需在机道空间和人行道空间均设置架间喷雾;放煤作业粉尘沿人行道空间分布较大,需在放煤口采取隔尘措施;转载点局部风速大,粉尘影响范围较广,应采取密封等措施.还应在放煤和割煤作业之间增加全断面喷雾降尘装置.     

综放面采空区遗煤自然发火过程动态数值模拟

通过对影响煤炭自燃因素的分析，建立了采空区内遗煤自燃过程数学模型，可随时预测不同漏风强度和不同推进速度的条件下，采空区遗煤自然发火的危险性．在计算机上对徐庄矿7235综放面采空区遗煤自燃过程中，氧化时间、工作面推进速度、遗煤厚度对煤温的影响进行了模拟，预报了在回采过程中采空区遗煤不自燃，而撤支架过程中确可能发生煤炭自燃，预报结果与实际相符。     

大倾角综放工作面液压支架拆除及全风压通风技术

针对大倾角综放工作面回采结束,在拆除液压支架过程中,因倾角较大所采取的一系列防滑、防倒技术和措施;同时,介绍了如何针对拆除液压支架期间,因瓦斯积聚、煤炭自燃等重大安全隐患,所采取全风压通风技术。该技术在龙东煤矿7162-1工作面应用后获得成功,之后又在其他几个工作面继续应用,进一步验证了,大倾角综放工作面液压支架拆除及全风压通风技术的有效性。该技术也为煤矿同类型条件下工作面支架拆除及通防管理积累了宝贵经验。     

超长"孤岛"综放面大煤柱护巷的数值模拟

基于兖矿集团兴隆庄4324超长“孤岛”综放工作面开采条件，采用离散元数值计算程序UDEC3．0，模拟研究了不同宽度煤柱护巷条件下巷道围岩的应力分布和变形特征，分析了不同宽度煤柱的承载状况和应力峰值区的位置．研究表明，采用20m大煤柱维护巷道，可以改善巷道围岩应力环境；煤柱的承载能力适应超长“孤岛”综放工作面顶板的活动规律；围岩变形量小；能够保障巷道的整体稳定性和有效断面．通过现场实测，讨论了大煤柱维护巷道的矿压显现规律和对巷道的良好维护效果．     

某金属矿床充填法开采稳定性数值模拟研究

针对某金属矿床开采环境较为复杂,采用上向水平分层充填法开采,利用已经掌握的关于空区几何形态、矿岩特性等已知条件,建立矿体三维数值模型,通过数值模拟分析使用充填法开采矿体的稳定性.生产结果表明,应用数值模拟结果指导采矿方法和开采工艺设计是合理的,模拟结果为类似条件下矿山的开采提供了参考.     

大倾角煤层综放俯斜开采采煤机工作状态分析与改进

以理论分析、现场实测为基础,研究了大倾角煤层综放俯斜开采采煤机的受力及工作状态;提出了加高滑靴,调整摇臂摆动范围的采煤机防斜试验设计方案,并进行了现场试验与测试．结果表明,该方案简单易行,便于安装更换,工作稳定可靠．     

大倾角煤层综放俯斜开采采煤机工作状态分析与改进

以理论分析、现场实测为基础,研究了大倾角煤层综放俯斜开采采煤机的受力及工作状态;提出了加高滑靴,调整摇臂摆动范围的采煤机防斜试验设计方案,并进行了现场试验与测试.结果表明,该方案简单易行,便于安装更换,工作稳定可靠.     

综采放顶煤工作面矿压显现规律的数值模拟研究

本文在现场实测资料和相似模拟试验的基础上，采用数值模拟方法，对三河尖煤矿７１３１工作面分层开采及放顶煤开采条件下上覆岩层的活动规律及矿压显现进行了系统的研究，并对不同开采条件下的覆岩结构特点进行了初步分析，所得结论在７１３１面的放顶煤开采中得到了验证，并对指导生产起到了积极的作用．     

下分层综放工作面上覆岩层结构特征

我国综放开采技术是在分层综采技术的基础上发展起来的,对于一直采用分层综采的一些大型厚煤层生产矿井,面临着顶分层采后下分层综放开采技术问题,这个问题与一．次采全厚整层综放开采矿压显现有所不同．下分层综放开采时,二次垮落的直接顶岩层碎胀系数较小,垮落带高度与采高的比值将增加,造成顶分层开采时下位老顶岩层垮落后转化为规则垮落带,成为下分层综放工作面的上位直接顶,促使下分层综放工作面的老顶“砌体梁”式平衡结构向更高层位岩层发展．上位直接顶岩块强度较高、块度较大,容易形成“岩-矸”半拱式平衡结构．该结构的周期性失稳和垮落,造成采场出现小的周期来压现象;而“砌体梁”平衡结构的周期性失稳和垮落,将导致采场出现大的周期来压现象．     

下分层综放工作面上覆岩层结构特征

我国综放开采技术是在分层综采技术的基础上发展起来的,对于一直采用分层综采的一些大型厚煤层生产矿井,面临着顶分层采后下分层综放开采技术问题,这个问题与一次采全厚整层综放开采矿压显现有所不同.下分层综放开采时,二次垮落的直接顶岩层碎胀系数较小,垮落带高度与采高的比值将增加,造成顶分层开采时下位老顶岩层垮落后转化为规则垮落带,成为下分层综放工作面的上位直接顶,促使下分层综放工作面的老顶“砌体梁”式平衡结构向更高层位岩层发展.上位直接顶岩块强度较高、块度较大,容易形成“岩-矸”半拱式平衡结构.该结构的周期性失稳和垮落,造成采场出现小的周期来压现象;而“砌体梁”平衡结构的周期性失稳和垮落,将导致采场出现大的周期来压现象.     

高瓦斯综放采煤工作面瓦斯综合治理方案

针对佳新煤矿1504综放工作面瓦斯的实际情况,分析了该工作面的瓦斯主要涌出来源及涌出量,结合该矿通风系统及瓦斯抽采现状,在上下顺槽顺层、上隅角、措施巷道等采用钻孔、高位钻场、埋管、吊管多种方式抽放,以及增加工作面风量和局部风机对上隅角供风等综合措施治理瓦斯,从而解决了上隅角及回风巷瓦斯超限问题,确保了工作面安全高效生产,真正实现了高瓦斯综放工作面的高产高效。     

极软厚煤层大采高台阶式综采端面煤岩稳定性控制研究

基于对极软突出厚煤层大采高综采工作面端面煤岩稳定性的有效控制,提出了台阶式采煤工艺,采用台阶式割煤方式;用数值模拟分析了台阶式割煤的防片帮机理.现场实测分析了大采高开采工作面在采用台阶式回采工艺条件下端面煤岩的失稳特征.研究表明:台阶式割煤工艺改善了煤壁区域的应力状态,减少了工作面煤壁片帮和端面冒顶的发生不同台阶高度比割煤所引起的围岩破坏程度不同,上下台阶高度比为1:2时煤壁塑性破坏区最小;极软厚煤层大采高开采煤壁片帮主要以剪切滑移引起的三角斜面片帮为主,超高开采是端面顶板冒落的主因.     

大采高综采面端部底煤的分析

八十年代以来,我国某些矿区陆续投产一批采高在3.5—5.0m的大采高综采面。总的说来大采高综采面的各项经济技术指标不如采高为3m左右的综采面。其原因是多方面的,其中之一是某些大采高综采面顺槽沿煤层顶板掘进在工作面端部区域形成底煤,底煤留设不当给端头采煤作业和顶板管理造成困难,影响综采面正常推进,同时也浪费煤炭资源。本文作者在现场调查基础上,通过理论分析,提出了底煤的合理型式和留设方法以及相应的端头技术管理措施,并推导出底煤尺寸的计算公式,分析了影响底煤型式和尺寸的参数。     

J型通风综放采空区流场与瓦斯运移数值模拟

针对综放开采新型J型通风系统，建立了J型通风采空区流场模拟的计算流体力学模型．通过数值模拟，对比分析了J型通风和U型通风条件下的采空区流场及瓦斯运移特征．在不同采空区大小、排瓦斯专用巷抽排能力以及抽排风机安设位置等条件下，系统研究了J型通风采空区流场和瓦斯运移规律．结果表明，采用J型通风系统可消除采空区向上隅角的集中漏风，从而有效解决了U型通风上隅角瓦斯积聚问题．     

综采工作面直接顶碎裂岩体冒顶机理及其控制

本文根据直接顶岩体冒顶现场实测和相似模拟实验结果，阐明综采面破碎顶板的碎裂岩体属性与冒顶特征，并建立碎裂岩体冒顶力学模型，深入研究冒顶本质原因和控制原理。在此基础上，本文提出了有效控制碎裂岩体冒顶的指标体系与技术措施，进而在生产实践中成功地控制了碎裂岩体冒顶事故。