大梁湾井田保水采煤经济开采方法分析

在保水采煤基础上,通过对长壁限高开采、长壁留煤柱支撑开采和"采12留8"条带开采三种采煤方法的比较,得出经济开采方案,并对其稳定性进行了数值模拟研究,从而确定大梁湾合理开采方案,为榆阳区煤炭经济开采研究提供了参考依据。     

陕北榆神府矿区保水采煤方法研究

论文研究了陕北榆神府矿区与保水采煤有关的地质因素,结合采空区上覆岩层的移动规律,提出了矿区保水采煤的采煤方法划分体系。对矿区进行了保水采煤的采煤方法区划,对不同区划提出相应的保水开采方法,为矿区保水采煤的宏观决策提供了参考和依据。     

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。     

生态脆弱区保水采煤矿井(区)等级类型

水资源保护性采煤是生态脆弱矿区可持续发展的必然选择,如何深化保水采煤研究,使之更好的付诸工程实践,是西北煤炭开发规划和建设生产亟需解决的问题。以陕北榆神矿区为例,结合浅表层水资源(保水采煤目的层)量分布和煤矿开采对浅表层水资源的影响程度两方面,研究了保水采煤矿井(区)类型。首先,分析了研究区生态-水-煤系地层空间赋存结构特征,提出了以保水采煤为目的的生态地质环境类型,将其划分为潜水沙漠滩地绿洲型、地表水沟谷河流绿洲型、地表径流(黄土)沟壑型和区域性(深埋)地下水富集型;其次,计算确定了浅表层水资源单位面积总储存量分布;然后,基于煤层开采对生态层及浅表层水的影响程度,提出了4种保水采煤环境工程地质模式(环境友好型、环境渐变恢复型、环境渐变恶化型及环境灾变型),在分析影响其分区的导水断裂带高度、残余隔水层釆动隔水性等关键指标的基础上,建立了不同环境工程地质模式分区阈值和确定方法;最后,基于浅表层水资源量和保水采煤环境工程地质模式分布特征,提出了保水采煤矿井等级类型划分方法,将其划分为:正常开采矿井、保水采煤一级矿井、保水采煤二级矿井和保水采煤三级矿井,总结了各级保水采煤矿井适用的开采方法与水资源保护、利用方法。     

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。     

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。     

保水采煤技术研究现状及发展趋势

实现保水采煤的目标是煤矿区生态环境发展的趋势和要求,为了系统归纳保水煤采技术的研究成果,促进保水采煤技术的发展,在查阅了近年来公开发表的文献资料的基础上,采用综合分析的方法,对目前保水采煤理论及开采技术研究现状进行全面总结和归纳,并指出了该领域的发展趋势。研究结果表明,实现保水采煤目标的核心是根据特定的水文地质条件选择合理的开采上限及适宜的开采方式控制生态水位。研究主采煤层覆岩结构空间组合特征,确定水、煤、岩等在三维空间内组合形态,在此基础上提高导水裂隙带发育高度预测精度,是保水采煤技术研究的趋势。     

近距煤层高效保水开采理论与方法

地下煤炭资源开采极易导致珍贵的浅表水资源流失,从而造成地表植被死亡和生态系统失衡。为保护维系西部矿区生态环境的浅表层水(河流湖泊水和第四系砂层潜水),尤其是为保护地下潜水(生态)水位,基于前期已取得的浅埋单一煤层保水开采理论成果和岩层控制工程经验,提出保(生态)水位和突水防治一体化的近距煤层水资源保护性采煤构想。以"高效保水采煤"为目标,针对近距煤层与极近距浅表水下开采条件,研究解决反复开采扰动区区域覆岩导水裂隙协同控制、极薄阻隔层低损伤控制,以及采掘面涌(突)水灾害监测预警等技术难题。提出长壁保水采煤方法、壁式连采连充保水采煤方法和采掘面突水红外监测辐射预警方法,实现近距煤层安全高效保水采煤,具体包括近距煤层岩层控制、采动覆岩导水裂隙带高度计算、隔水层变形计算和承载煤岩红外辐射响应等理论和特征,以及反复开采扰动区域导水裂隙控制、充填体主动接顶和"采-支-运"快速作业等技术。最终确定了保水开采薄弱区,形成基于水资源保护的浅埋近距煤层工作面优化布置、采煤方法配置与水资源运移监测的高效采煤理论与方法体系。研究成果已在陕北与华北等矿区进行了保水采煤实践,为实现我国煤炭资源的绿色化开采提供支撑。     

浅埋煤层矿区“保水采煤”条带开采的技术参数分析

条带采煤法是目前实现保水采煤的一种行之有效的方法,关键技术是根据具体的水文地质条件,科学设计开采煤层的采留比参数。结合某设计院为陕北榆阳区沙炭湾煤矿设计的保水采煤方案,通过分析其条带开采方案技术参数的合理性,并应用东北大学RFPA2D数值试验程序模拟了不同采留比的条带开采设计中围岩破坏的力学过程,提出了在浅部煤层实施条带保水采煤的条带开采技术参数。指出需要进行“围岩-煤柱群”整体力学模型计算,只有煤柱群的长时稳定,才能保证水体(含水层)不受破坏,以达到保水采煤的目的。     

长壁留煤柱法开采煤柱破坏过程数值模拟研究

针对陕北榆卜界煤矿"采8留7"留区内煤柱与"采12留8"留条带煤柱两种开采方式的煤柱破坏过程进行了数值模拟研究。模拟过程表明:在推进长度一致情况下,条带煤柱的稳定性优于区内煤柱。采用基于煤柱破坏过程数值模拟的方式优化"保水开采"区域采煤方法及开采参数是可行的,该方法为国内外同类型区域其它煤矿的采煤方法及开采参数优化设计提供了有益借鉴。     

大采高综放割煤高度合理确定及放煤工艺研究

为提高塔山矿石炭系特厚煤层顶煤采出率,运用数值分析、相似模拟分析、实测统计分析以及工业性试验等方法,研究了大采高综放开采工艺中最为关键的机采高度及放煤工艺问题。研究及实践结果表明,在塔山矿8105工作面的地质开采条件下,合理机采高度为4.0～4.3 m,合理放煤步距为一刀一放0.8 m,合理放煤方式为多轮间隔顺序多口放煤。     

基于单片机的煤矿挖掘钻机变幅机构动态仿真研究

为了有效地提高煤矿挖掘钻机的动力学性能,提高煤矿工作效率,研究了一种基于单片机的煤矿挖掘钻机变幅机构的动态仿真模型,对其多变幅机构的变幅过程进行了多种状态的虚拟仿真,然后通过仿真分析得出了煤矿挖掘钻机变幅机构工作的关键点,以及在不同工况下的最大受力状况,从而对煤矿挖掘钻机的PLC控制提供了依据。     

霍尔辛赫煤矿回采工艺的优化设计

根据霍尔辛赫煤矿地质条件及煤层赋存特点,提出在该矿的煤层地质条件下采用大采高一次采全厚综采是一种提高规模经济效益,有发展潜力的采煤工艺。通过相似条件下的工程类比及构建FLAC3D模型进行数值模拟,论证了霍尔辛赫煤矿3#煤层采用大采高综采工艺的可行性。对原设计中的采煤工艺进行了优化设计,实现了大采高综采工艺,最大限度的提高矿井资源回收率,并且充分利用现有采煤装备,实现矿井经济效益最大化。     

济宁三号煤矿放顶煤上行开采关键技术探讨

为保障放顶煤工艺条件下上行式安全回采煤层,提高煤炭资源采出率,研究了放顶煤工艺条件下上行开采机理、可行性判定及配采关系。研究提出的济宁三号井田放顶煤工艺条件下上行开采的判定方法和原则,为济宁三井田3上煤层上行开采提供了技术支持和安全回采保障。     

急倾斜煤层群开采覆岩破坏与煤柱稳定性数值模拟

利用数值模拟的方法,以北京木城涧煤矿大台井建筑物下压煤开采为工程背景,研究了急倾斜煤层群开采条件下覆岩破坏和煤柱稳定性的规律,为急倾斜煤层群建筑物下压煤开采提供了必要的技术依据。     

工作面采高对O形圈分布规律的影响研究

为合理布置瓦斯高位抽放巷而研究O形圈分布规律,以阳泉三矿K82O5工作面为工程背景,采用离散元数值模拟方法研究了工作面采高对O形圈变化形态的影响。模拟结果表明：在一定的覆岩关键层结构条件下,O形圈的宽度随煤层采高增加而增大;O形圈的高度受煤层采高的影响很小,采高在一定范围内变化时O形圈高度均止于覆岩主关键层下;采高增加时砌体梁结构中第1个回转岩块的回转角度增大,从而使砌体梁弯曲段长度增长,O形圈宽度增大。基于该研究结果,提出了不同煤层采高条件下走向高抽巷布置优化方案。     

风积沙和黄土覆盖下煤层开采地表移动规律对比研究

针对榆林地区特殊的地貌和煤层埋藏条件,在对风积沙和黄土性质分析的基础上,分别建立了风积沙和黄土覆盖下煤层开采模型,采用数值模拟计算,结合实际观测结果,对风积沙和黄土覆盖下煤层开采造成的地表移动进行了对比分析。     

连续采煤机短壁机械化开采煤柱合理宽度研究

为提高东圪堵煤矿1601连续采煤机短壁工作面采出率,确定合理的顶板控制技术措施,针对该矿连采工作面开采条件,采用FLAC3D数值模拟和现场观测手段,分析了1601连采工作面刀间煤柱、区间隔离煤柱不同宽度条件下顶板垮落情况。数值模拟与现场观测结果一致表明：在刀间煤柱宽1.0～1.5 m,隔离煤柱宽12 m条件下,既能最大限度地提高连采工作面采出率,又能保证顶板有规律的垮落。煤柱宽度进行合理优化后,1601连采工作面的采出率达到了68.7%,顶板垮落步距为5个联络巷宽。     

纳林庙二号井浅埋煤层条件下采煤方法改造

为了对纳林庙二号井原房柱式开采方法进行技术改造,分析了该矿6-2煤层浅埋深条件下需采用的合理采煤方法,探讨了综采放顶开采及大采高综采在此条件下的适应性,确定了大采高综采在技术上的合理性,进一步采用FLAC3D数值模拟软件分析了该浅埋深条件下大采高综采的矿压规律,并提出了相应的顶板控制技术措施,同时提出了适合该工作面的国产大采高设备配套方案。结果表明:纳林庙二号井6-2煤层在浅埋深条件下采用大采高综采是可以适用的,在对顶板采取措施的情况下,可以保证工作面顶板来压的安全性。     

采区巷道合理煤柱留设与模拟研究

采区巷道合理煤柱的留设关系到巷道稳定性以及巷道的维护和正常使用,通过理论计算和数值模拟,分析了不同宽度煤柱条件下3条采区大巷的围岩变形规律以及应力分布规律,得出了布置39采区工作面的合理位置以及距离采区巷道煤柱尺寸的合理宽度,为具有类似条件的巷道掘进和布置提供参考。