准大采高综放设备配套及其应用

介绍了准大采高低位放顶煤开采设备在高瓦斯松软厚煤层综放工作面的选型和配套,可有效优化采煤工艺,推进工作面推进速度,提高资源回收率,调整了采放比,并为高瓦斯松软厚煤层开采积累了实践经验。     

特厚煤层大采高综放开采关键技术

大采高综放是特厚煤层的主要开采方法,但随着割煤和放煤高度的增加,将带来矿压显现剧烈、工作面煤壁片帮严重、顶煤采出率低、瓦斯涌出量大等突出问题。笔者在分析我国煤炭综放开采技术发展历程的基础上,以塔山煤矿8105工作面为工程背景,研究了14~20 m特厚煤层大采高综放工作面顶煤顶板运移规律,成功研发了大采高综放工作面片帮综合防治技术、高效高采出率放煤技术和“低瓦斯赋存,高瓦斯涌出”条件下安全保障等关键技术。井下试验表明：塔山煤矿8105工作面采出率达88.9%,较8104工作面提高5.9%;工作面设备平均开机率达92.1%,2011年累计生产原煤1 084.9万t,首次实现了大采高综放开采全国产技术工作面年产1 000万t的目标。     

高瓦斯松软厚煤层大采高综放开采辅助切眼巷道变形规律

高瓦斯松软厚煤层大采高综放开采工作面为了满足通风、排水及瓦斯抽放的要求,采用内外双回路布置方式,即在开切眼及上下两巷的外侧平行布置进风顺槽-辅助切眼-瓦斯排放巷,两回路之间留设一定宽度的保护煤柱。在回采时,辅助切眼受到工作面矿压的影响,巷道收敛变形严重,维护难度大。通过对余吾煤业公司S2203大采高综放工作面辅助切眼现场实测,总结了巷道收敛变形规律,为采取有效的巷道设计、维护方式提供了参数和依据。     

塔山矿特厚煤层综放开采的实践及展望

塔山矿特厚煤层综放开采实践已完成5个工作面,通过在实践中不断摸索,基本解决了松软破碎大断面煤层巷道支护、端面破碎顶煤控制、工作面压架防治、支架适应性等几大难题.开采实践表明,塔山矿在特厚煤层采用综放开采技术是成功的.对塔山矿特厚煤层综放开采的未来发展进行了展望.     

特厚煤层大采高综放自动化开采技术与装备

针对我国西部矿区坚硬特厚煤层综放自动化开采技术难题,研究了大采高综放工作面液压支架与围岩耦合作用关系,分析了坚硬特厚煤层顶煤冒放结构及液压支架合理工作阻力确定方法,研发了液压支架与围岩智能耦合控制系统及自动化放顶煤控制系统,实现了大采高综放工作面自动化开采。基于坚硬特厚煤层大采高综放液压支架与围岩耦合作用关系,建立了坚硬顶煤冒放的"悬臂梁"模型及顶板岩层结构失稳的"组合悬臂梁"模型,揭示了大采高综放工作面合理机采高度确定方法及合理液压支架工作阻力确定方法。通过分析两柱强力液压支架的承载特性,创新设计了大采高综放液压支架三级高效强扰动放煤机构,研发了综放液压支架智能耦合控制系统,实现了对液压支架姿态与受力状态的实时监测。基于大采高综放工作面分段多窗口多轮放煤工艺的时序控制自动化放煤逻辑关系,研发了自动化放煤控制装置,实现了坚硬特厚煤层大采高综放工作面安全、高效、高回采率自动化开采。     

曹家滩矿井特厚煤层采煤方法选择

针对曹家滩矿井特厚煤层采煤方法选择问题,通过分析大采高和综放2种采煤方法的优缺点及在曹家滩矿的适用性,并在此基础上对国内厚煤层高产高效工作面所用采煤方法进行比较分析,认为目前大采高成熟技术开采高度仍在7 m以下,若采用大采高开采,需分2层进行回采,虽然能够保证矿井生产能力,但在下分层开采时将会面临一系列问题;而综放开采对于10m左右的特厚煤层适用性较好,有利于集中生产,单产高,巷道少,系统简单,对煤层厚度变化适应性强,同时减少了工作面设备搬家及巷道掘进、材料消耗量;此外,相比大采高,综放开采设备国产化,不需引进,购置周期短,投资相对较低且便于安装、拆卸、运输、维修等,最终确定2-2特厚煤层采用综放开采较为适宜。     

大流量井下移动式碳分子筛制氮装置的研制

针对目前特厚煤层大采高综放工作面制氮防灭火能力不足的现状,研制2 000 m3/h大流量制氮机并成功应用于塔山煤矿。阐述了制氮机的构造及主要创新研究成果。该装置的推广应用,解决了特厚煤层大采高综放开采注氮防灭火的问题,全面提高综采放顶煤工作面注氮防火效果,为特厚煤层大采高综放工作面实现安全、高产、高效、高回收率提供技术支撑。     

我国采煤自动化工作面现状与发展趋势分析

基于我国采煤工作面自动化技术发展现状,探讨了现有的薄及中厚煤层自动化开采模式,分析了其关键技术、存在的问题,研究了在厚煤层大采高综采或巨厚煤层大采高综放工作面实现自动化开采的可行性,认为基于信息技术和高强度开采为主要特征的厚煤层大采高自动化工作面将是我国煤炭工业未来的主要发展方向。     

大采高综放开采技术标准体系研究

针对目前我国特厚煤层大采高综放开采技术研究尚缺少相关技术标准及技术标准体系的问题,对此相关技术标准进行了研究。按照GB/T 13016—2009《标准体系表编制原则和要求》,建立了大采高综放开采技术标准体系,确定了大采高综放开采技术标准体系的结构与框架形式,列出了技术标准体系表与明细表,提出了急需研究制定的大采高综放开采工作面设计规范、生产管理规范等62项标准,以提高我国厚煤层开采技术与装备的标准化水平。     

浅析大采高综放开采技术与应用现状

大采高综放工作面生产能力大、采出率高、安全条件和经济效益好,是目前厚煤层开采技术的主要发展方向之一,是实现厚及特厚煤层安全高产高效、实现年产千万吨级工作面的必要保障。通过对同忻、塔山、平朔一号井等矿井工作面地质条件、生产条件、产量及采出率、设备使用情况和矿压显现及安全可靠性等5个方面的调研,分析了目前大采高综放开采技术与应用现状,并提出了针对"三机"配套和开采工艺的建议,对大采高综放开采技术的发展有一定的借鉴意义。     

深部高瓦斯工作面煤体采动扩容特性研究

应用数值模拟、实验室实验、现场实测和理论分析的综合研究方法,对深部高瓦斯工作面煤体采动扩容特性进行了系统研究。研究发现含瓦斯煤体应力峰值前出现扩容现象,煤体初始瓦斯压力对扩容有显著影响,初始瓦斯压力越大,煤体发生扩容的应力临界值越小,瓦斯压力越易发生突变。高瓦斯工作面煤体扩容阶段,瓦斯压力具有采动应力响应特征,采动应力作用下煤体扩容力学行为打破了瓦斯解吸和吸附的平衡,瓦斯压力呈现先降低后升高的瞬变演化。基于深部开采高瓦斯工作面煤体扩容力学特征,考虑煤体瓦斯解吸吸附特性,依据理想气体定律,构建了含瓦斯煤扩容阶段瓦斯压力采动应力响应的数值力学模型,揭示了煤体扩容区瓦斯压力不稳定易突变失稳的内在机理。深部开采煤层在采动应力作用下的扩容是煤与瓦斯动力灾害发生的必要条件,也是灾害防控的主要可控因素,通过降低煤层采动应力集中以控制煤体扩容,可有效消除煤与瓦斯动力灾变隐患。     

顶板高位钻孔抽放在瓦斯治理中的应用

文章分析论述了祁东煤矿7124工作面瓦斯抽放治理的必要性,结合工作面具体情况,研究了高瓦斯工作面顶板高位钻孔瓦斯抽放技术。通过实践,取得了良好的效果,实现了安全生产和高产高效。     

高瓦斯矿井多重上保护层开采瓦斯抽放工艺探讨

为了解决祁东煤矿四采区高瓦斯浓度的问题,结合煤层赋存情况与煤矿生产实际,提出采用煤层按自上而下的开采顺序依次保护下伏煤层,实行多重保护,并对煤层瓦斯突出进行预测,对被保护层的卸压瓦斯抽放工艺进行了探讨。     

高位瓦斯排放巷在高瓦斯综采工作面的应用

高位“E”巷是在综采工作面风巷内错5m顶板施工一条专用排瓦斯巷。通过高位“E”巷在采空区内部形成低负压通道,改变瓦斯的移动方向,消除了上隅角瓦斯积聚,降低采面回风流瓦斯浓度,保证回采工作面的安全回采。     

淮南矿区高瓦斯煤层群深井开采设计创新

近几年开发建设的矿井,由于不断加大设计创新力度,采取分区开拓、分区通风、煤与瓦斯共采等先进科学的设计理论,从而使建井工期、达产工期大为缩短,工作面单产水平大幅提升,安全生产状况大为改观,形成了一套适合淮南矿区复杂地质条件下的快速建井及高产高效核心技术体系,取得了明显效果,从而为淮南矿区复杂地质条件下深部高瓦斯煤层群安全开采提供了必要的技术储备和借鉴经验.     

彬长低阶煤高瓦斯矿区瓦斯地质及其涌出特征

针对近年来低煤阶煤矿区高瓦斯矿井数量增多,但瓦斯赋存规律及涌出特征知之甚少的问题,以陕西省黄陇煤田彬长矿区为例,依据勘查阶段和煤矿生产过程中测试的瓦斯参数及抽采数据,总结分析低煤阶煤矿区矿井瓦斯参数及瓦斯富集规律,讨论地质因素对低煤阶煤矿区瓦斯涌出特征的影响及其机理。研究表明,低阶煤煤化程度低,孔隙度较高,游离气含量高,煤层透气性好,瓦斯富集规律和涌出特征明显区别于中、高阶煤。彬长矿区发育大佛寺瓦斯富集区、小庄-亭南瓦斯富集区、胡家河瓦斯富集区3个瓦斯富集区。地质构造是控制低煤阶煤矿区矿井瓦斯富集的主要因素,煤质特征决定了低煤阶矿区瓦斯赋存状态。瓦斯涌出量同时受控于开采层瓦斯含量、煤厚、煤层底板标高、地质构造等地质因素。开采煤层原位瓦斯含量越高,煤层厚度越大,煤层底板标高越大,回采工作面瓦斯涌出量越大。褶曲翼部瓦斯涌出量明显要大于向斜轴部宽缓区域,翼部地层倾角越大,回采工作面瓦斯涌出量越大,褶曲对煤层倾角的影响控制了低阶煤瓦斯涌出特征。断层附近受游离气含量的影响,易造成回采工作面瓦斯涌出量突然增大。综采放顶煤采煤工艺在显著提高煤炭产量的同时,也造成了近年来低煤阶煤矿区高瓦斯矿井数量增多。     

唐山矿高产高效综放工作面瓦斯的综合治理

介绍唐山矿业分公司T2195综放工作面瓦斯治理研究情况，通过采取调风调压和综合抽放等综合治理措施，有效控制了采空区的瓦斯涌出和采场瓦斯超限，保证了工作面的安全生产，为实现高产高效打下了坚实基础。     

掩护支架工作面安全高效开采技术

在总结淮南煤矿掩护支架50年安全高效开采成就的基础上，分析了合理巷道布置、优化工作面几何参数、挖潜改进、改革创新、加强生产流程控制与水、火灾害防治以及伪斜柔性掩护支架采煤法的适应条件等关键技术，介绍了以伪斜柔性掩护支架工作面为核心的安全高效开采技术新发展以及现场试验。提出了伪斜柔性掩护支架开采技术以后的发展趋势。     

极复杂煤层条件下倾斜长壁大采高综采技术

针对张集矿开采高瓦斯三软厚煤层的极复杂地质和技术条件,结合倾斜长壁和大采高采煤法特点,开展地质条件保障系统、采煤方法、围岩控制理论与技术、工作面瓦斯综合治理技术、矿井生产系统可靠性及工作面参数优化综合技术研究,实现了高瓦斯三软厚煤层应用倾斜长壁大采高的安全高产高效。     

红会一矿坚硬煤层大放高综采放顶煤开采技术

针对坚硬致密、节理裂隙不发育、平均厚度16m煤层的赋存特点，通过对顶煤预先综合弱化技术和工作面回采工艺的研究，攻克坚硬煤层大放高综放开采技术难题，实现安全、高效生产，提高了矿井经济效益。