"两硬"条件下4.5～5 m大采高综采技术

大同矿区坚硬顶板、坚硬煤层的条件严重制约着该矿区厚煤层高产高效开采技术的应用，尤其是采出率难以提高。经过多年的研究和试验，解决了坚硬顶板、坚硬煤层条件下大采高综采技术装备的难题，有效地控制了坚硬顶板，取得了显著的经济效益。     

围岩松动理论指导井巷维修实践

1概况
　　新洛公司山西煤矿主采煤层23＃、21＃、13＃煤层，其中23＃煤层为厚煤层，平均厚度5.0 m ，煤层结构复杂，含多层薄层夹矸，普氏硬度3～4，煤层倾角8°～22°，煤层赋存相对稳定。23＃煤层伪顶为粉砂岩夹煤线，厚度0.8 m ，含炭质较高；直接顶为粗粉砂岩，厚度2.0m，致密坚硬；老顶为灰色细砂岩，厚度15 m ，坚硬。直接底为粉砂岩，厚度2.0m ，较坚硬，不易底鼓；老底为灰色细砂岩，厚度5m ，致密坚硬。该矿为瓦斯矿井，23＃煤层瓦斯绝对涌出量为3.17 m3／min ，相对涌出量6.28 m3／t ，煤层不易自燃，煤尘无爆炸性。     

坚硬煤层放顶煤开采顶煤预爆破试验分析

针对忻州窑矿煤层坚硬（f=3-4.5），顶煤难冒落、难破碎的特点，在工作面中间巷通过施工深孔，用爆破的方法直接破碎顶煤，实现了坚硬煤层放顶煤开采技术，取得了可喜的效果。     

忻州窑矿下分层工作面矿山压力活动规律研究

通过对忻州窑矿8924面下分层开采过程中支架的工作阻力、顶煤的运移规律、顶煤的垮落块度的现场观测，总结出坚硬煤层下分层开采的矿山压力显现规律，为坚硬煤层下分层综放开采提供科学依据。     

特厚“两硬”煤层综采工作面架前冒顶的处理

架前冒顶在软及中等稳定的顶板发生较多，但对于煤层和枯板坚硬时，架前冒顶不多。在坚硬煤层和顶板情况下，对综采工作面架前大冒顶的处理方法发生机理作了分析。     

“三硬”煤岩组合体冲击倾向性数值分析

采用RFPA2D对坚硬顶板、坚硬煤层、坚硬底板三体模型进行冲击倾向性数值试验研究。结果表明:坚硬顶板组合体峰值后突然失稳,易发生冲击地压;坚硬煤层组合体峰值前储存大量弹性能且瞬时释放,极易发生冲击地压;坚硬底板组合体峰后曲线呈现阶梯性缓慢下掉,不易发生冲击地压。组合体声发射能量释放分成3个阶段。坚硬顶板组合体和坚硬煤层组合体能量瞬时集中释放,坚硬底板组合体能量缓慢释放。虽然坚硬底板组合体释放总能量大于坚硬顶板组合体,但能量释放机制不同。     

测试坚硬煤层截割阻力合理选型刨煤机

以坚硬煤层截割阻力的测试,结合全自动刨煤机在大同煤矿集团公司晋华宫矿坚硬煤层成功开采之例,进行坚硬煤层截割阻力的测试和可刨性效果分析,选择合理的刨煤机。     

大同矿区采空区覆岩破坏特点分析

在分析大同矿区覆岩破坏现场调研资料的基础上，针对大同矿区坚硬煤层、坚硬顶板和坚硬覆岩的特殊条件，对采空区上覆岩层破坏进行了分类，指出了不同类型覆岩破坏原因机理。     

大同综采放顶煤工作面坚硬顶煤移动变形规律

文章采用现场研究、实验室相似材料模拟试验的方法，研究了大同坚硬顶板和坚硬煤层条件下一次采全高综采放顶煤工作面顶煤破碎特征，根据现场实测数据，论述了坚硬顶煤的移动变形规律。     

特厚“两硬”煤层预采顶分层放顶煤开采及探索

介绍了煤峪口矿在坚硬顶板、坚硬煤层条件下，特厚煤层预采顶分层放顶煤开采工艺过程及采取的技术措施。     

高韧性易自燃难冒特厚煤层综放开采技术研究

灵武矿区二号煤层属高韧性易自燃难冒特厚煤层,通过对该特厚煤层物理力学特性和自然发火特点分析,采用顶煤深孔爆破弱化技术、综合防灭火技术在磁窑堡二矿高韧性、易自燃、难冒、特厚煤层条件下成功地进行了综采放顶煤开采,取得了预期效果。     

煤矿智能化开采新进展

智能化开采是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑。经过多年发展,我国智能化开采形成了薄煤层和中厚煤层智能化无人操作,大采高煤层人-机-环智能耦合高效综采,综放工作面智能化操控与人工干预辅助放煤,复杂条件智能化+机械化4种智能化开采模式。为了解决工作面综机装备智能决策难题,研发了工作面智能协同控制系统,实现采煤机自适应割煤与自主感知防碰撞,基于煤流量智能感知的采煤机、液压支架、刮板输送机等综采装备的协同联动,工作面综采装备与端头和超前支架的联动控制。上述研究成果在陕北侏罗纪1.1 m硬煤薄煤层、金鸡滩煤矿8 m超大采高综采、金鸡滩煤矿9 m以上硬煤特厚煤层综放开采进行应用,效果显著,实现了陕北侏罗纪1.1 m硬煤薄煤层高效智能化无人开采,8 m超大采高工作面人-机-环智能耦合高效综采,9 m以硬煤上特厚煤层超大采高智能化综放开采。     

综放开采是解决厚煤层开采难题的有效途径

我国厚煤层储量丰富，但是其赋存条件复杂，如何有效地解决我国厚煤层开采技术难题，一直是采矿专家们关注的问题。20多年来，在我国发展成熟的综合机械化放顶煤开采技术，以其技术先进、投资少、消耗少、效率高、安全性好的五大特点，将厚煤层的储量优势转化为经济优势，已成为我国厚煤层采煤方法改革和解决难采厚煤层技术难题的有效途径，取得了显的技术经济效果。介绍综放技术在解决我国不同矿区难采厚煤层的应用情况及其取得的技术效果。     

大倾角硬顶软底软煤走向长壁综放开采集成技术

针对硬顶软底软煤大倾角煤层埋藏条件复杂、开采难度大的条件,通过工作面“三机”配套、超前预爆破、回采工艺、巷道优化布置、矿山压力监测、工作面安全管理保障技术集成体系的应用,解决了该类煤层走向长壁综放开采难题,取得了良好经济社会效益。     

上保护层开采下煤岩强扰动力学行为与渗透特性

保护层开采在低渗透高瓦斯近距离煤层中得到广泛应用,研究保护层开采扰动下的煤岩强扰动力学行为与渗透特性为进一步更加高效安全的开采被保护层煤层提供了理论支持。选取平煤集团十二矿上保护层己14煤层工作面己14-31010和被保护层己15煤层工作面己15-31030为研究对象,进行相似模拟试验和保护层开采过后被保护煤层受力分析。通过相似材料模拟试验获取保护层开采方式下被保护层的受力情况,上保护层开采过程中,煤层压力先增大后减小,采空区重新压实稳定后,应力状态近似恢复到原岩应力状态。通过对保护层开采后的被保护煤层受力分析获取煤层变形后的应力状态,上保护层开采过后,被保护层煤层产生变形,煤层上部分膨胀变形,应力小于原岩应力;下部分煤层压缩,应力大于原岩应力。结合二者的结果获取保护层开采方式下室内试验中被保护层煤层应力加载路径。依据被保护层煤层应力加载路径,设计进行采动耦合应力路径下的煤样渗流试验。试验结果表明:上保护层煤层开采过程中,同等试验条件下,被保护层煤层可承受的上保护层开采扰动应力越大,被保护层煤层开采过程中的煤体破坏应力峰值越大,体积应变越大;被保护层煤层开采过程中,M组煤样和N组煤样应力应变曲线与常规保护层卸荷三轴试验相比,扩容点出现位置明显提前;同等应力状态下,水压越大,煤样的体积应变越大;被保护层煤层开采过程中,M组煤样初始围压为35 MPa,围压对渗透率的影响大于轴压的影响,N组煤样初始围压为20 MPa,围压、轴压交替对渗透率产生主要影响,渗透率曲线呈现"W"型。两组试验中,扰动应力最大的试样破坏前的渗透率普遍大于其他试样的渗透率。     

特厚煤层智能化综放开采理论与关键技术架构

综放开采方法是我国特厚煤层矿区实现高产高效的主要技术途径,智能化综放开采是未来综放开采技术发展的重要方向。在分析千万吨级特厚煤层智能化综放开采技术和问题的基础上,围绕安全、高效、智能这一主题,综合考虑特厚煤层顶煤体和上覆岩层的相互作用,以掌握特厚顶煤冒放理论,实现综放工作面放煤智能化,降低含矸率、提高顶煤采出率为主导,提出要解决的关键科学问题和技术构想。针对综放开采存在的煤矸智能识别、智能放煤控制、“采-支-放-运”系统智能协调等主要难题,凝练出特厚煤层智能综放开采大尺度顶煤体破碎与冒放机理,特厚煤层智能化采放协调控制机理与方法,特厚煤层智能综放开采群组放煤过程控制原理三大科学问题。攻克特厚煤层群组协同智能放煤工艺决策技术,特厚煤层顶煤厚度与放煤量实时监测技术,冲击振动和高光谱融合的煤矸识别技术,多模式融合的智能化放煤装备及控制技术,综放工作面“采-支-放-运”系统智能协调控制技术五项关键技术。突破特厚煤层智能化综放开采技术与装备瓶颈,研发煤矸识别装置、开发智能放煤控制系统及软件,解决采放协调、煤矸识别、群组放煤等难题,创建年产1 500万t智能化综放开采示范工程。最终实现特厚煤层智能化综放开采,为我国特厚煤层的安全、高效开发提供可靠的技术支撑。     

我国井工煤矿开采技术装备回顾及展望

我国井工煤矿开采技术及配套装备发展30年来,不论是开采、掘进技术及配套装备,还是安全高效现代化矿井建设技术水平,都实现了由弱到强的跨越式提升。对我国30年来厚煤层开采技术发展、薄及中厚煤层开采技术装备发展、安全高效矿井配套技术装备发展等方面进行了回顾和总结,展望了我国井工煤矿开采发展前景,认为,安全、高效、绿色、智能将成为未来我国井工煤矿开采技术的主要发展方向,主要表现在复杂煤层安全高效开采、井工煤矿智能无人开采、煤炭资源绿色一体开采等方面。     

厚煤层预采顶分层网下放顶煤开采的分析

在厚煤层开采中,预采顶分层网下放顶煤具有效率高、投入低、回采率高、解放煤层的优点,应予以推广。     

淮北矿区三软合并煤层大采高液压支架设计

介绍淮北矿区三软合并煤层赋存条件开采工艺及液压支架选型,针对矿区煤层赋存特点,提出大采高一次采全高的开采方式,针对三软合并煤层的特性对大采高综采液压支架的支护强度、护帮机构、稳定性以及底板比压等问题进行了改进,在三软合并煤层上实现了大采高开采.     

分段水力压裂技术提高煤层块煤率的试验研究

为了解决陕北侏罗纪厚硬煤层综采能耗大、块煤率低的问题,采用水力压裂造缝技术提高煤层开采的块煤率、降低煤尘。以陕北某国有煤矿为例,在矿区回采工作面进行水力压裂试验及分析,并对试验段和非试验段的块煤率、煤层截割比能耗、含水率和工作面粉尘浓度进行现场统计,得出:水力压裂技术在煤层中的起裂压力、时间及扩散半径等参数。通过回采试验区和非试验区的对比,得出采用水力致裂煤层后,采煤块煤率、工作面粉尘浓度具体的改善程度。研究表明,对煤层进行超前水压预裂,具有清洁高效、提高块煤率及降低煤尘等优点,采用分段水力压裂技术可大幅度提高单孔的造缝率,具有很好的推广价值。