特厚煤层综放开采顶煤冒放性数值模拟研究

为研究特厚煤层综放开采中硬煤层顶煤冒放性问题,以沙坪煤矿13~#煤层为研究对象,采用数值模拟的方法,综合分析了回采过程中顶煤、顶板破坏性及煤壁支承压力,得出顶煤冒放性随回采推进动态变化的特征。研究结果表明:工作面回采初期,由于煤质较硬,顶煤破坏高度3～4.5 m,顶煤冒放性差;回采到60 m以后,顶煤破坏高度可达12 m,顶煤冒放性变好。分析煤壁支承压力可知:回采过程中,在煤壁前方应力集中明显,应做好煤壁片帮防范工作;由于该煤层煤质相对较硬,回采初期应做相应的顶煤、顶板弱化处理,提高资源回收率,确保矿井安全开采。     

松软顶板特厚煤层综放开采可行性研究

针对老公营煤矿松软顶板特厚煤层下综放开采可能面临的漏砂及顶煤冒放性差的现象,分析了煤层强度、煤层赋存深度、顶板条件、采放比、顶煤裂隙发育程度及夹矸等影响因素,同时运用三维数值模拟对回采后煤壁的支承压力及顶煤的拉伸破坏程度进行了研究。分析结果表明:该煤矿松软顶板特厚煤层条件下可以采用综放开采,且顶煤的冒放性较好,有利于实现工作面的安全高产高效。     

高韧性煤层难冒放机理及弱化效果研究

为改善高韧性煤层综放开采顶煤冒放性,以煤样物理力学参数试验为基础,从理论方面对高韧性特厚煤层综放开采顶煤难冒放机理进行了分析;通过相似材料模拟试验从弱化前、后2个阶段对顶煤的垮落情况进行了模拟,对顶煤里的支承压力分布进行了监测。结果表明:高韧性煤层弹性模量较小(小于顶板岩层),在矿山压力作用下,煤层的变形挠度大于顶板,导致顶板不能将矿山压力较好的传递给顶煤,综放时顶煤难破碎垮落,易形成悬顶,冒放性较差;对顶煤采取弱化措施后回采时的垮落情况明显改善,直接顶随采随冒,较好的充填了采空区;煤壁前方顶煤里的应力峰值位置明显向深部转移,支架上方和后方顶煤卸压较好,利于顶煤的放出。     

特厚煤层分层综放开采技术可行性研究

研究特厚煤层分层综放开采技术可行性,解决特厚煤层的开采技术难题。依据特厚煤层结构以及冒放性分析结果可知,特厚煤层分层综放开采受煤层强度、顶煤节理裂隙以及顶煤直接顶条件的影响。依据特厚煤层综放开采时的顶煤冒放性,将顶煤冒放性划分为4类。通过顶煤冒放性划分结果可知,特厚煤层分层综放开采技术具有降低顶板强度、降低顶煤厚度、提升资源采出率、提升顶煤冒放性等优点。特厚煤层的最佳开采技术为上分层综采下分层综放技术,为了保障特厚煤层分层综放开采的安全性,分析分层综放开采技术的下分层综放开采工作面安全管控技术。将分层综放开采技术应用于某煤矿特厚煤层开采中,验证特厚煤层分层综放开采技术的可行性。     

"两硬"条件下综放工艺参数数值模拟优化研究

以坚硬顶板、坚硬煤层条件下综放开采的工业试验和矿压观测为基础,通过数值模拟正交试验,进行了顶板预处理步距优化和合理的综放工艺参数匹配,既消除了坚硬顶板冲击载荷,又充分利用了顶板来压对顶煤的压裂作用,改善了顶煤冒放性,有效提高了顶煤回收率.     

金山煤矿综放开采技术应用可行性分析

金山煤业有限公司12号煤层服务年限不足1年,为保证生产的正常接续,着手准备开采13号煤层;本文对影响放顶煤开采的水害、瓦斯、煤层赋存条件、顶板性质以及自燃性等影响因素进行了综合分析,运用采场顶煤冒放性评价方法对工作面顶煤冒放性进行计算,其13101综放工作面顶煤冒放性评价结果为"好";对13号煤层进行了放顶煤开采可行性初步论证,认定13号煤层可以采用放顶煤开采技术。     

麻地沟矿开采煤层采煤方法的探讨

通过对麻地沟矿开采煤层采煤方法的探讨,从综放开采顶煤冒放性评价研究现状、13号煤层顶煤冒放性分类、13号煤层综放可行性类比综合分析等三个方面进行了综采放顶煤冒放性评价,得出结论:本矿井13号煤采用综采分层放顶煤开采工艺方法。     

基于黏结颗粒模型的特厚坚硬煤层综放开采数值模拟研究

基于榆神矿区特厚坚硬煤层超大采高综放开采技术条件,针对散体颗粒模型在埋深较浅的坚硬煤层综放开采模拟中顶煤冒放情况与实际不相符的问题,对比黏结颗粒模型与无黏结散体颗粒模型力学性质,讨论两种模型适用条件,得出黏结颗粒模型更适合坚硬煤层综放开采模拟。阐述了黏结颗粒模型的建模和模拟过程:岩层内部采用平行黏结颗粒模型以模拟层内整体块体力学特性,层间采用光滑节理模型以模拟结构面力学性质;通过Fish语言和伺服控制原理实现液压支架初撑阶段、增阻阶段和恒阻阶段不同工况的模拟;根据支架顶梁位态采用逆向运动学方法更新支架整体位姿;通过Fish语言实现尾梁的不同幅度摆动。数值模拟结果表明:覆岩可形成下位基本顶不稳定砌体梁结构和上位基本顶稳定砌体梁结构,顶板来压步距介于10~20 m;顶煤破碎度和冒放性具有双周期性(走向周期与周期来压步距一致,表现为来压期间顶煤破碎较充分、冒放性好,优于非来压期间;垂向周期与顶煤层位相关,表现为下位顶煤破碎充分、冒放性好,优于上位顶煤);工作面煤壁整体稳定性较好,来压期间会出现煤壁破坏现象;液压支架总体处于较高的工作阻力状态;不同块度的顶煤冒放过程中可能形成小块度瞬时动态松散拱结构、中等块度不稳定拱结构和大块度稳定拱结构,尾梁成拱可采用“小拱小摆、大拱大摆”对策高效破拱,掩护梁成拱则需移架才可破拱。超大采高综放开采实践表明数值模拟结果与现场情况一致,黏结颗粒模型能较好地模拟埋深较浅的坚硬煤层综放开采顶煤冒放特征和矿压显现规律。本研究可为坚硬煤层顶煤冒放性和顶板覆岩结构数值模拟研究提供力学模型选择依据,为模拟过程实现方法提供借鉴。     

王坡井田3号煤层综放开采可行性研究

就王坡井田3号煤层综放开采的可行性在煤层强度、顶底板情况、煤层结构和节理裂隙等5个方面进行了顶煤冒放性评价,并运用了天地公司开采所事业部的综放开采顶煤冒放性评价软件进行了评判,认为该煤层采用综放开采是可行的。在工作面配套设备方面实现了高可靠性,提出了搞好3号煤层瓦斯抽放工作是综放工作面实现高产高效的关键技术。     

深井特厚煤层综放开采适应性研究

巨野龙固煤矿1401工作面为深井大采高综放工作面,开采深度为800 m左右。为分析大采高条件下综放开采煤壁裂隙发育及煤矸放落的流动场特征,通过理论分析对3煤层综放工作面顶煤冒放性进行分析,理论证实龙固煤矿3煤层适宜采用综放工艺。应用FLAC3D数值模拟软件研究深井复杂条件下采场应力随工作面推进分布特征、顶煤塑性破坏规律的影响,为深井厚煤层确定放煤工艺参数、实现工作面安全高效生产提供理论依据。     

综放条带开采顶煤破坏规律研究

以肥城梁宝寺矿3#煤层地质条件为基础,建立了综放条带开采顶煤破坏的FLAC3D模型,进而研究顶煤及顶板破坏区随面长、采高的变化规律,提出了在类似地质条件下综放条带开采合理的面长及采高参数.模拟结论和现场观测有很好的吻合性.     

哈密一矿综放开采的可行性研究

新疆哈密一矿主采7煤层,平均厚度9.5 m,该煤层结构简单,全区稳定可采,属于典型的浅埋特厚煤层,采用摩尔-库伦理论研究了煤层强度对顶煤冒放性的影响,运用覆岩破坏高度理论中的公式法及类比法计算了综放开采覆岩破坏高度,运用FLAC3D数值模拟方法对7煤综放开采进行了分析,研究首采区顶煤的冒放性能,判别了总体可以实施综放开采技术方案,并给出了主要的技术难题及解决途径。     

3上241工作面顶煤的可放性分析

本文针对三河口矿业有限责任公司矿井3上241工作面,从煤层强度、煤层赋存深度、顶煤节理裂隙、煤层夹石、顶板条件、采放高度比等几方面对顶煤的可放性进行了分析,并通过对3上煤层顶煤冒放性的模糊聚类分析和3上煤层顶煤冒放性数值模拟分析结果得到如下结论,3上241工作面使用放顶煤开采能够取得较好的技术经济效果。     

3上241工作面顶煤的可放性分析

本文针对三河口矿业有限责任公司矿井3上241工作面,从煤层强度、煤层赋存深度、顶煤节理裂隙、煤层夹石、顶板条件、采放高度比等几方面对顶煤的可放性进行了分析,并通过对3上煤层顶煤冒放性的模糊聚类分析和3上煤层顶煤冒放性数值模拟分析结果得到如下结论,3上241工作面使用放顶煤开采能够取得较好的技术经济效果.     

大采高综放开采适应性研究

通过数值模拟的方法对顶煤冒放性影响因素、煤壁稳定性影响因素进行综合分析,得到了顶煤拉伸破坏系数与煤壁拉伸破坏系数的多元线性回归方程,给出了大采高综放开采对煤层强度下限以及对煤层开采厚度上限的要求,并在平朔安家岭煤矿和潞安屯留煤矿进行了应用。应用结果表明,大采高综放开采有利于工作面实现安全均衡生产。     

上湾煤矿1~(-2)煤层四盘区大采高综放开采技术研究

根据上湾煤矿四盘区1-2煤层的特点通过估算法和数值模拟计算的方法对现有综放支架的可行性进行了分析,同时对该煤层在煤层强度、煤层赋存深度、顶煤节理裂隙、煤层夹矸顶板条件和采放高度对顶煤冒放性的影响进行了深入研究,并使用FLAC3D对顶煤的冒放性进行模拟分析。研究结果表明,该煤层运用大采高综放开采的方案是完全可行的,在开采过程中既能保证煤壁稳定性又可依靠矿山压力和支架的反复支撑作用使顶煤破碎,同时又能够得到较高的回采率。     

综放开采顶煤冒放性识别的未确知测度模型及工程应用

针对综放开采中顶煤冒放性等级评价中许多不确定性影响因素,借鉴未确知测度理论,将顶煤冒放性与其影响因素之间的关系作为未确知系统,提出综放开采中顶煤冒放性识别的未确知测度模型。分析了影响综放开采中顶煤冒放性诱因,选取煤层埋深H、煤体单轴抗压强度σc、煤层节理裂隙的发育程度η、煤层厚度M、煤层中夹矸层厚度mj和直接顶充填系数k等6个实测指标作为顶煤冒放性识别的主要影响因子,以16个放顶煤工作面为例,构造了适于顶煤冒放性评价指标的测度函数,同时引入信息熵理论确定各指标的权重,采用置信度识别准则对其冒放性等级进行识别。为进一步考察该模型的有效性与实用性,运用已建立的未确知测度评估模型应用到4组综采工作面顶煤冒放性评估中。研究表明,该评价模型结果符合工程实际情况,与模糊聚类和BP 神经网络方法一致,能解决综放开采中顶煤冒放性等级评价中诸多因素不确定性问题,可考虑在实际工程中进行推广。     

综放开采顶煤冒放性确定

在分析综放开采顶煤冒放性影响因素的基础上,确定了煤层强度、节理裂隙发育度等7项指标作为顶煤冒放性的分类指标,提出了综放开采顶煤冒放性的分类和确定方法。     

综放工作面液压支架支护阻力对顶煤冒放性影响的数值模拟研究

根据庞庞塔矿北区5-108综放工作面的实际地质条件,通过FLAC~(3D)软件模拟液压支架在不同支护阻力对顶煤冒放性的影响,采用模型中顶煤塑性区变化情况表示顶煤的冒放性。当液压支架支护阻力在6000~8000kN时,支架具有足够的支撑力,不仅保障工作面安全,而且顶煤冒放性较好。若支架支护阻力小于该数值时,将无法满足顶板支护要求;大于该数值时,支架支护效率变低,顶煤冒放性变差。模拟研究对于相似条件下工作面开采具有一定的参考意义。     

综放工作面坚硬顶板放顶技术实践

针对大同矿区“两硬”煤层的特征,在综放工作面采取了顶煤、顶板预爆破措施,较好地解决了顶煤冒放和采空区顶板处理问题,提高了资源采出率,减轻了顶板来压强度,实现了安全高效开采。