正断层两盘不同开采顺序的支承应力演化规律

以工作面沿正断层走向布置时断层两侧工作面开采为背景,采用FLAC~(3D)数值模拟,研究了下盘工作面接替上盘工作面开采及上盘工作面接替下盘工作面开采时,断层两盘煤柱应力及接替面超前支承应力的演化规律。研究表明:正断层一侧工作面采动时,下盘工作面开采的煤柱应力集中程度小于上盘,下盘工作面采动对上盘煤岩体应力的影响较大;断层两侧工作面采动时,上盘工作面接替下盘工作面开采,上盘断层煤柱应力集中程度较高,下盘工作面接替上盘工作面开采时,下盘断层煤柱应力集中程度较低;2种开采顺序下接替面超前支承应力集中明显,其中上盘工作面接替下盘工作面开采时,上盘工作面超前应力集中程度更大。     

大倾角综采工作面设备快速安装技术研究与应用

综采工作面的安装速度直接影响工作面的接替。由于综采工作面设备多,设备体积大直接制约工作面的安装速度,尤其在大倾角工作面安装期间,设备运输期存在安全隐患。该工作面通过制定合理的安装工艺,运输过程中采取分层刹车,提高了运输安装效率,实现了大倾角工作面安全快速安装,有效缓解了工作面接替紧张,同时为类似条件下综采工作面高效安装提供经验。     

工作面长度对风流温度的影响研究

目前高温矿井热害工作面降温,主要采用空调制冷、冰水降温、加大通风等措施,没有考虑到工作面长度对工作面风流温度的影响。经对工作面的风流温度与长度的推导发现:工作面某一点处的温度与该处距离工作面入口处的长度成正比,对于高温热害工作面,减小工作面的长度可以降低风流的温度,减小热害。     

复合顶板下综采工作面大俯角开采技术实践

章村矿391809工作面为复合顶板下大俯角回采的综采工作面。该工作面开采100m后遇大角度俯采段,工作面最大俯角42°,平均35°,且工作面顶板为极不稳定的复合顶板,在回采过程中,易出现工作面"三机"倾倒,工作面推进速度慢引起煤壁片帮导致工作面冒顶。根据该工作面的实际地质情况,制定了支架防倾倒、保证采煤机装煤效果、保证工作面刮板运输机正常推移的措施,保证在工作面过大角度回采过程中正常推进。     

综采工作面采空区水治理技术研究与应用

论述了陈四楼矿21503综采工作面受地质构造影响设计为里、外两段,工作面里段在回采过程中,由于受到回采扰动影响,顶、底板裂隙水从工作面55#~81#支架后的老塘流出,出水量约20m3/h。工作面里段轨道顺槽低于皮带巷,工作面外段轨道顺槽整体高于皮带巷,工作面里段的老塘水经里段轨道巷流出后流到工作面外段轨道巷。为防止里段老塘水在工作面外段推进过程中流经工作面,影响正常回采,采取在工作面里段轨道顺槽堵水、引水,在工作面外段埋设管路导水的方法,将工作面里段老塘水引流到工作面外段皮带顺槽流出,实现了工作面的正常回采。     

常村煤矿复杂条件下综放开采实践

常村煤矿21072综采放顶煤工作面地质条件复杂,通过合理确定工作面的布置,克服了影响工作面生产的不利因素,实测分析了工作面的矿压显现规律,解决了工作面回采巷道的修护、过原工作面老巷、过老切眼、顶板局部流沙层、工作面瓦斯防治、煤层自然发火等一系列的技术难题,保证了工作面的安全生产。     

长壁综采工作面无人自主开采发展路径与挑战

智能化无人开采是实现煤矿安全高效开采的技术途径。根据无人控制系统发展的一般规律,分析了综采工作面控制系统发展历程包括远程遥控、自动控制和自主控制3个阶段。综采工作面自主控制需要解决综采工作面环境实时感知、综采“三机”协同控制、高精度煤层地理信息系统、开采工艺智能决策与无人综采工作面评估试验方法5个方面的问题。总结了综采工作面控制系统的3个目标任务：可靠割煤与装煤、保持工作面几何关系、围岩可靠支护;凝练了综采工作面控制系统的8项关键技术：液压支架电液控制技术、综采装备协同控制技术、工作面通信技术、工作面可视化技术、采煤机定位技术、采煤机自动调高技术、工作面自动调直技术、工作面围岩支护控制技术,并分析了综采工作面控制系统关键技术与其目标任务之间的逻辑关系。通过分析综采工作面控制系统关键技术的功能需求和综采工作面自主控制的研究问题,提出了综采工作面由自动控制迈向自主控制首要解决的问题,即工作面煤层地理信息系统精细化、采煤机截割规划策略、工作面围岩智能支护策略以及综采工作面控制系统适用性评估检验方法。     

不同回采方式下地表沉陷特征UDEC数值分析

利用UDEC分析了综采和分层开采工作面不同进尺下地表沉陷特征。研究结果表明:下分层开采工作面与综采工作面地表下沉变化趋势基本一致,极值处于采空区的中部偏后位置,但下分层工作面最大下沉值增大约30.9%,下沉系数降低约11.5%;综采工作面下沉速度极值随工作面进尺增加而增大,并向推采方向偏移,而下分层工作面下沉速度极值相对降低;下分层开采工作面比综采工作面的地表水平移动更为剧烈和波动,水平移动正、负极值分别增大约45.2%和63.6%;综采工作面采动影响范围大于分层开采工作面,分层开采工作面下分层开采超前影响角较综采工作面降低约4.38%,边界角降低约1.43%。     

楔子形综采工作面回采技术研究和应用

由于受断层、各种保安煤柱以及其它地质条件的影响,综采工作面不能按正规工作面布置,为增加煤炭资源的回收率,形成工作面局部布置为楔形工作面,即工作面初采或收尾结     

严重突出煤层回采工作面瓦斯地质规律分析及控制技术

以瓦斯地质理论为基础,对严重突出煤层回采工作面的瓦斯规律及控制技术进行了分析研究。在根据现场资料分析矿井瓦斯地质规律和突出规律的基础上,从采区及工作面瓦斯地质规律、工作面瓦斯赋存模型、工作面区段突出危险性等方面对工作面瓦斯地质规律进行了分析,并利用工作面瓦斯地质动态分析及管理系统,对工作面进行瓦斯地质信息的动态管理和防突工作的全过程控制,绘制了渐变图式工作面地质图。现场应用表明,工作面瓦斯地质规律分析及控制技术使工作面防突措施更有针对性,能减少防突工程量,提高工作面施工效率。     

综采工作面支架工作阻力数值模拟研究

近些年来,随着煤矿开采深度的增加,矿山压力也逐渐增大,而由此引发的安全事故也逐年递增。为了确定某煤矿首采工作面的支架工作阻力,运用通用离散元软件UDEC,对采场开采过程进行数值模拟分析。并通过现场实测,获取基础数据。通过UDEC数值模拟得到该工作面顶板的下沉量与液压支架支护强度的关系,从而对该综采工作面液压支架的工作阻力进行确定。     

临涣煤矿瓦斯防治技术研究

根据临涣煤矿六采区1061工作面的实际地质与开采技术条件,在综合分析和研究的基础上,制定了1061工作面回采期间的瓦斯治理技术方案,其方案总体架构是构建“风排瓦斯+综合抽采瓦斯（地面井+高位钻孔+上向拦截钻孔+采空区埋管）”技术体系。六采区瓦斯治理技术方案的实施,确保了六采区回采期间采掘工作面的瓦斯浓度在《煤矿安全规程》规定的临界指标内,实现了1061工作面的瓦斯治理目标,确保了安全生产。     

综采工作面低位放顶煤回采工艺研究

随着科技的发展,采矿工程回采工艺方法不断优化升级,从最初的炮采、薄煤层开采、中位放顶煤回采,已发展到如今的低位放顶煤回采。通过对新郑煤电公司12202、11208综采工作面概况和回采工艺存在的问题进行分析,得出采用低位放顶煤回采工艺后能够提升矿井资源的采出率,因此低位放顶煤应用前景十分广阔,应在综采工作面回采中大力推广。     

突出煤层防突预警技术研究与应用

为了更好地对突出危险工作面进行预警，平煤股份十矿在回采前采用瓦斯地质分析、无线电坑透、矿山CT探测等技术对工作面突出危险区域进行划分，同时在回采期间采用声发射预警技术对突出危险性进行预测的综合预警技术。通过现场试验表明，声发射信号变化与工作面出现的动力现象、瓦斯涌出异常、顶板活动等有着良好的对应关系，且声发射信号变化能够超前反映工作面可能发生的异常情况。综合应用结果表明，综合预警技术可为采取有效的针对性的灾害防治措施及工作面的安全回采起到指导作用，并进一步为类似条件下突出灾害的预测与防治提供新的技术手段和方法。     

大采高长壁综采技术在厚煤层开采中的应用

嵩阳东升(登封)煤业有限公司15104工作面煤层平均厚5.5 m,采用大采高综采技术进行开采。通过现场实测,分析了工作面矿压显现规律,并对大采高工作面煤壁片帮与设备倾倒、下滑问题进行了探讨,在此基础上介绍了开采方法与液压支架的选型。研究表明,支架工作阻力选择合理,呈正态分布状态,能够有效控制工作面的围岩稳定。     

大倾角薄煤层沿空留巷围岩控制技术

针对新庄孜矿62110工作面上风巷倾角大、煤层薄,且该留巷维护时间长、变形大,分析了该条件下巷道围岩支护的特点,提出了采用架喷锚注和巷帮充填对留巷进行联合支护,并应用FLAC2D5.0软件模拟分析了不同充填墙体尺寸对留巷效果的影响。矿压观测结果表明:采用架喷锚注支护后,随工作面向前推进及充填墙体强度增加,墙体承受的压力逐渐加大,巷道移近量呈跳跃性减小性的趋势。     

察哈素煤矿工作面顶板岩性变化对矿压规律的影响研究

针对工作面走向长度不断加大、顶板岩性变化剧烈的情况,有必要研究其对工作面矿压分布规律的影响。采用理论分析、支架工作阻力和宏观矿压显现监测的方法,研究了工作面不同阶段周期来压步距、支架来压判据限和煤壁片帮、冒顶等参数的差异,进而获得了不同顶板岩性对工作面矿压分布规律的影响:顶板岩层中存在坚硬基本顶时支架来压判据限和周期来压步距要大于存在软弱基本顶的工作面,且周期来压步距不仅和强度有关,而且也和顶板岩层厚度有关;另外,工作面直接顶厚度增大会减缓支架的工作阻力强度变化;基本顶的强度较高且厚度较大时,宏观矿压显现也较强烈。     

煤层动压注水技术研究

为了有效降低煤矿生产中的粉尘,介绍了煤层动压注水技术的原理和技术特点,并在晋煤赵庄矿28118工作面进行了动压注水防尘试验。实际应用表明,经动压注水后,煤层全水分随着进尺深度的变化呈现“先上升后下降”的变化规律。平均粉尘质量浓度在距工作面上隅角25 m处降低了336.8 mg/m³,在距离工作面上隅角175 m处降低了13.1 mg/m³,距上隅角不同距离处的降尘效率呈正态分布规律。动压注水降尘效果明显。     

基于ARM控制平台的矿井提升机调速控制系统应用研究

矿井提升机的机电系统具有电路复杂、故障率较高、后期保养维护不变等缺点。面对环境恶劣复杂的矿井工作面环境,应该实现提升机工作参数监测、控制、反馈的功能,特别是实现提升机的变频调速控制。为了提高对开采工作面的控制效率,采用ARM处理器作为控制平台,基于ARM处理器对提升机的变频调速控制系统进行了开发设计。通过仿真软件对调速控制系统进行测试,试验结果表明,系统能有效地对电动机进行变频调速,提高了提升机对工程外界因素的反应调节速度,对实际工程现场应用具有重要意义。     

黔金矿区孤岛区域突出危险性预测及瓦斯治理技术研究

黔金煤矿瓦斯含量高、压力大,给矿井的安全生产带来极大的安全隐患。根据黔金煤矿2408、2410工作面情况,对井下煤层瓦斯压力、瓦斯含量等基础参数进行测定,按照相关规定对区域的突出危险性进行预测,并根据不同瓦斯区域提出有针对性的瓦斯治理措施。针对2410工作面孤岛应力问题,提出切顶卸压、降应力、防突出的措施,节约了矿井生产成本,缓解了采掘接替紧张状况,为矿井瓦斯治理起到示范作用。