同家梁矿薄煤层综采工作面的开采实践

1 首采工作面简介 为了实现合理配采,加大薄煤层的开采强度和有效地回收煤炭资源,我矿在薄煤层中试行了综采。首采工作面为8805工作面,位于408盘区8~#层,2000年3月8日正式投产试采。1.1 8805工作面地质条件 煤层埋藏深度211m～273 m,平均 242m。单一煤层,结构较简单,煤厚0.9m～1.4     

极不稳定煤层槽波地震勘探技术

为解决极不稳定煤层工作面因煤厚变化不清,造成大量巷道报废而导致盲目改造,使生产效率低下等技术难题,选用井下槽波地震勘探透射法,基于特定频率下Love型槽波速度与煤厚的关系,通过频散分析、拾取波速、CT成像等数据处理手段,预测工作面内部煤厚变化,圈出了厚度小于1.5 m薄煤层范围,经探巷及回采验证了其准确性。     

聚氨酯锚杆在采煤工作面防片帮中的应用

1.工作面概况权台矿3106高档普采工作面开采的是二叠纪下石盒子组三层煤,该煤层总厚4.5m。由于煤层较厚采用分层开采。31062工作面开采的是下分层,工作面长131m,倾角18°,采高2m。顶板为自然胶结再生顶板,强度较低。在回采过程中,因煤层厚度的变化,造成工作面中部不能采到底,遗留煤厚0.3～1.0m。使用的支柱均为外注式液压支柱,每天有大量的乳化液排在煤底上,使底板     

沿空留巷在采煤工作面过薄煤区中的应用

根据1421工作面材料巷下帮剖面和回采12110工作面时的煤层厚度资料,以及该面在回采推进工作面上部的煤层厚度情况,预计工作面为沿倾向30 m、走向约为50 m薄煤区,煤厚0.2～0.4 m,对工作面回采影响大。现工作面上部60棚基本是全岩,工作面钻眼困难,支柱打定型,给采空区回料造成了困难,并且倾角大,防飞矸措施难以实施,严重制约了工作面生产能力的发挥,威胁工作面生产安全,使煤炭含矸率上升。为了减少薄煤区对工作面正常回采的影响,1421工作面回采过程中,采用沿空留巷方法,避开过薄煤层,提高了煤炭资源采出率,实现了安全高效、绿色高效的效果。     

基于槽波透射法的采煤工作面煤厚解释技术

为了探测采煤工作面的煤层厚度,选用适宜频率将在采煤工作面透射法采集的Love型槽波进行波速CT层析成像,根据波速与煤厚的负相关关系以及不同煤厚的基阶振型槽波频散曲线,结合巷道揭露煤厚以确定不同波速所对应的煤厚变化,最后将波速等值线图转化为煤厚等值线图。采用该技术在义马矿区开展了多次煤层厚度探测试验,选用185 Hz频率进行槽波速度CT层析成像,将波速1 250 m/s预测为1.5 m煤厚的等值线,共圈出5处煤厚小于1.5 m的薄煤区;根据改造巷与回采验证,预测准确率达84%,很好地指导了煤矿的安全高效生产。     

薄煤层综合机械化开采技术研究及应用

为提高薄煤层综合开采工作面生产能力,实现安全高效开采,阐述了国内薄煤层开采技术现状,分析了刨煤机和滚筒式采煤机综合机械化开采机组的特点与适应性,进行了薄煤层综合机械化开采配套方式的选择和配套设备的选型,提出复杂地质条件下应采用滚筒式采煤机综合机械化开采薄煤层。最后分析了薄煤层综合机械化开采技术在川煤集团的应用效果,说明实际生产中,应以具体薄煤层地质条件为基础,选用不同的配套方式和设备进行机械化开采。倾角大于60°、煤厚0.6~1.5 m的薄煤层采用刨运配套液压支架自动化开采;倾角小于60°、煤厚小于0.8 m的极薄煤层采用滚筒式采煤机、刮板输送机、液压支架电液控制系统进行自动化开采。     

罗克休充填结合马丽散加固技术在巷道过断层破碎带中的实践

1 概述 11、12#层410盘区是我矿目前主采盘区,全区为近水平煤层,平均煤厚8m左右,地质构造及水文地质条件简单,回采工作面拟采用低位放顶煤技术开采,上下顺槽均沿煤层底板掘进,由两个机掘队负责回采巷道的掘进施工。     

浅埋极薄煤层无煤柱开采覆岩运移与地表损伤特征研究

为了探究浅埋极薄煤层切顶卸压无煤柱开采与常规留煤柱开采覆岩运移与地表损伤区别,以子长矿区浅埋极薄煤层为背景,基于关键层理论,得到了硬岩破断距及覆岩的垮落高度临界值的计算公式,结合3DEC数值模拟及现场试验,对比分析了无煤柱开采与留煤柱开采条件下浅埋极薄煤层覆岩运移破断及地表损伤特征,确定了极薄煤层覆岩两带高度。结果表明：当工作面回采达到60 m时,两带发育高度基本稳定,当大于60 m时,工作面后方覆岩裂隙由开裂逐渐闭合,裂隙区随工作面回采向前方移动,两带高度稳定在24.6～27.7 m;相较于常规留煤柱开采,切顶留巷无煤柱开采方式下覆岩呈连续移动变形,可有效修复煤层开采工作面两侧非连续移动变形导致的覆岩裂隙及地表损伤裂缝,消除了常规留煤柱开采方式下相邻工作面间区段煤柱两侧覆岩裂隙,现场观测较好地验证了该结果。     

苏联刨煤机的使用及研制现状

<正> 一、苏联刨煤机的使用概况苏联薄煤层煤田主要分布在顿巴斯、卡拉干达、库茨巴斯、布尔库达等地区,其中顿巴斯1m以下的薄煤层占了该煤田储量的70％。目前1.5m以下的薄煤层95％由刨煤机开采,每年刨煤机工作面数量约在150个个左右,占机械化面总数的12％。150个刨煤机工作面中,采用普采的为105个,所采煤层厚度为0.5～0.7m左右;采用综采的工作面有45个,所采煤层厚度为0.8～1.4m左右。     

薄煤层综采自动化配套装备开采技术

为提高薄煤层资源采出率和开采效率,采用理论分析和工业试验的方法,在薄煤层工作面开采实践的基础上,对薄煤层自动化工作面开采设备选型进行研究,研制了适应于薄煤层的综采液压支架、采煤机和刮板输送机,并进行工作面自动化平台建设,增设视频监控功能,提高了工作面自动化水平,并在黄沙煤矿进行了工业试验,实现煤层厚度0.75 m自动化开采,试验工作面月产达3.67万t,矿井煤炭采出率提高了4％,延长矿井服务年限5年.     

煤厚变异区开采冲击地压发生的力学机制

针对地质构造区域煤层开采容易发生冲击地压的情况,建立了煤岩组合体力学模型,研究了煤厚变化对超前支承压力分布特征和能量演化规律的影响,揭示了煤厚变异区煤层开采冲击地压发生的力学机制。研究表明:煤厚变薄区的原岩应力比变厚区大,煤厚减小率或岩煤弹性模量比越大,应力变化梯度越大;工作面由厚向薄回采,超前支承压力呈"双峰值"分布,而工作面由薄向厚回采,超前支承压力呈"单峰值"分布;冲击地压发生时,工作面由厚向薄回采,第2峰值应力区内形成高能区会阻碍能量向煤壁深部传递,产生的冲击能量将主要向巷道或工作面临空面释放,而工作面由薄向厚回采,冲击能量可向煤壁深部转移,冲击影响范围小。现场案例分析及工程实践表明,工作面由薄向厚回采更有利于防冲。     

智能开采透明工作面地质模型梯级优化试验研究

煤矿智能开采工艺与装备对于地质条件适应性不足,亟需在各种复杂地质条件下构建高精度透明化的煤层地质模型。以山西某地质条件复杂的矿井为例,选择陷落柱、断层、褶曲等较为发育的XY-S工作面,利用勘查、生产阶段获取的地质数据,递进式构建了设计阶段的黑箱模型、掘进阶段的灰箱模型、回采前的白箱模型和开采中的透明模型;以XY-S工作面总长7 400 m掘进巷道、1 470 m推采范围的实测数据作为统计依据,对不同模型的地质建模精度进行实证分析。试验结果表明:①煤层底板标高的建模误差:黑箱模型10～20 m(仅有钻探数据时)、5～10 m(钻探+三维地震),灰箱模型和白箱模型0～5 m,透明模型0～1.0 m;②断层、陷落柱的控制程度:槽波解释的3条落差为1.5 m以上断层验证可靠,直径为20 m以上陷落柱的解释准确率平均75%,但是槽波探测的陷落柱范围明显偏大、推断的异常区偏多;③煤厚预测误差:主采煤层平均厚度2.70 m,黑箱、灰箱、白箱模型煤厚预测最大误差为1.5 m、均方误差0.5 m左右,透明模型的煤厚预测误差小于0.30 m,但是可统计的实证点偏少。按照智能开采工作面地质模型梯级构建的思路...     

综合探测在回采面隐蔽构造及探放水中的应用

为了保证诚南煤业15102回采工作面的安全开采,采用无线电波和瞬变电磁法对回采工作面可能存在的构造和煤层变薄区及含水区进行探测,并采用钻探法进行验证。综合分析认为:工作面回采至50～100 m、200 m左右、350～400 m及550～650 m时可能存在构造和煤层变薄的情况;回采至60～160 m、200～240 m、280～460 m、520～680 m范围内可能存在顶板裂隙水。     

半煤岩工作面保护层开采的卸压机理及回采设备选型

基于保护层开采是解决低透气性高瓦斯突出煤层群卸压防突有效办法的现状,针对煤层群中不具备常规保护层(煤层厚度≥0.8 m)开采条件的问题,及实现下部被保护煤层卸压增透的难题,提出了极薄、薄煤层半煤岩工作面保护层开采技术的解决思路。通过理论分析了半煤岩工作面采高与下部煤层卸压的关系,并基于沙曲煤矿地质条件,采用数值模拟分析得出:被保护煤层膨胀变形率随着保护层开采厚度的增加大致呈线性增长。据此在沙曲煤矿22201工作面进行现场工业性试验,试验结果表明:在观测7个月时间内工作面共推进了602.6 m,平均每天推进3.05 m,共计出煤约181020 t。从现场生产实际可知,工作面及回采巷道内配置的设备满足生产需要,半煤岩工作面基本可实现安全高效开采。     

华北型煤田下组煤开采围岩破坏规律研究

为了防止华北型煤田下组煤开采因围岩破坏致煤层底板奥灰突水,基于FLAC3D数值模拟软件,建立了下组煤开采试验工作面数值模型,利用光纤光栅传感器技术,监测了工作面回采过程中底板突水信息,通过数值模拟与监测结果的对比,获得了工作面煤层顶底板应力与破坏特征.结果表明:试验工作面初次来压步距为35～40 m,周期来压步距为10～20 m;工作面底板存有3个应力分区,即应力增高区、应力降低区和应力恢复区;煤层顶板破坏形态为沿走向和沿倾向方向“马鞍形”的叠加;试验工作面煤层底板破坏深度10.0～12.5 m,开切眼与终采线位置附近煤层底板破坏深度均达22.5 m,终采线位置附近煤层底板破坏深度大是试验工作面突水的主要原因.     

缓倾斜薄煤层综采自动化配套装备应用研究

缓倾斜薄煤层开采存在工作面空间狭窄、回采效率低、机械装备不配套及采煤工艺不完善等问题,为了实现矿井安全高效生产,在对薄煤层赋存条件进行分析的基础上,对工作面自动化开采设备进行选型,选用适应于缓倾斜薄煤层的液压支架、采煤机和刮板输送机等配套装备,并在斯派尔煤矿110701回采工作面进行工业试验。结果表明:采用综合机械化采煤,在工作面长度170 m和煤层平均厚度1.3 m的条件下,试验工作面月产量最高达4.1万t,年产值最高达39 363.84万元。说明该套综采自动化配套装备能够有效提高生产效率,降低劳动强度,促进安全生产。     

苏联缓倾斜极薄与薄煤层回采工作面浅截深采煤机工作机构综述

<正> 开采煤厚为1.2米以下的缓倾斜薄煤层,尤其是开采煤厚为0.5～0.8米的缓倾斜极薄煤层的浅截深采煤机,我国虽进行了研究并取得了一定成绩,但迄今尚未研制成功能较好地满足生产实践需要的系列产品。苏联由С.М.克尔洛夫命名的戈尔诺夫斯克机器制造厂成批生产了2Ук、Бк-4、1к-101、Бк-52、Мк-67及马拉霍夫斯克泼罗煤矿机械试制工厂设计并制造了1Бш(《Старт》)型等六种专供缓倾斜极薄及薄煤层回采工作面     

对近距离煤层安全开采的认识

<正>我国煤层层间距在1~10 m这样的极近距离所占比例较大,极近距离煤层开采时,薄煤层开采最为困难。因此,极近距离薄煤层的安全高效开采一直是我国乃至世界煤炭工业研究的难题。在极近距离薄煤层生产实践中,按通常的上、下层工作面错距公式及覆岩移动规律进行设计开采,工作面围岩控制较困难。因此,研究极近距离薄煤层同采时工作面覆岩移动规律,设计合理的上、下层回采     

近距离煤层群上煤层回采的底板应力分布规律

为了研究近距离煤层群开采时的巷道围岩应力及塑性区发育的变化规律,以某煤矿回采近距离煤层群上位煤层为研究背景,采用理论分析计算、数值模拟的研究方法,对工作面回采期间煤层底板及巷道周边围岩应力的变化规律进行研究,同时模拟研究了回采对原开切眼周边围岩及底板塑性变化情况.计算结果显示:煤层在回采期间底板应力最大值位于回采位置前方10～15 m,随着工作面回采距离的不断增加,其底板的应力集中系数也逐渐变大,同时位于原开切眼处的巷道周边围岩塑性区发育范围也逐渐增大、发育更深.     

薄煤层刨煤机工作面设备配套及开采工艺

通过对薄煤层工作面的优化设计,以提高工作面单产,安全高效为原则,选择合理的配套设备,改进回采工艺,加强安全技术管理,实现了薄煤层刨煤机工作面的安全高效生产。并获得了薄煤层工作面机械化开采经验和技术数据,为国内其他同类煤层的开采积累了经验。