煤柱工作面高效回采工艺技术研究

由于煤柱工作面较短,当采用综放采煤工艺回收厚煤层时,工作面端头不进行放煤,造成煤柱工作面的煤炭回收率很低,为了减小煤柱工作面的顶煤损失,本文以王庄煤矿42M2工作面为研究对象,利用PFC2D模拟了不同放煤方式对顶煤回收率的影响,找到最佳放煤方式。同时,对采煤工序实测提出优化方案,形成煤柱工作面的高效回采技术,为类似工作面生产提供借鉴。     

高瓦斯矿井大采高超长综放工作面开采技术实践

为实现高效开采,屯留煤矿投产后在S1201工作面采用280m长大采高超长综放回采技术。通过对6种不同循环作业方式进行合理的采煤工艺对比分析,得出矿井宜采用一刀一放端部斜切进刀双向采煤,并由一端向另一端放煤的回采方式进行开采。实现了综放日产1.5～2.0万t的高效生产水平,回采的平均工效达199.8t/工,比以往180m长综放工作面回采工效120.8t/工(国际先进水平)增加79.0t/工,增长率为65.8%。     

年产千万吨300m长综放工作面开采技术

为实现矿井年产千万吨的目标,以平朔井工一矿浅埋深、两硬条件下的特厚煤层为例,介绍了采用国产成套装备为主的300 m长综放工作面安全高效开采技术,结合工作面矿压显现、支架适应性、顶煤冒放性等指标,评价了特厚煤层千万吨300 m长综放工作面安全高效开采效果。结果表明:采用300 m长工作面综放开采的采煤方法,确定割煤高度为3.8 m、放煤高度为8.7 m,通过合理配套工作面设备,工作面平均日产4万t左右,平均月产108万t,最高月产118万t,平均年产1 200万t以上,工作面采出率88.98%,实现了单工作面年产1 000万t以上的目标。     

基于PFC2D对煤柱工作面综放工艺优化分析

以王庄煤矿43M1煤柱工作面为例,通过采用PFC2D颗粒元程序对煤柱工作面开采时顶煤放出率进行模拟分析,进而优化综放工艺参数.得出双轮顺序顶煤放出率为84.6%;单轮顺序顶煤放出率为82.8%;单轮间隔顶煤放出率为79.5%,故选用双轮顺序放顶煤.放煤步距为0.8 m时,顶煤放出率85.22%;放煤步距为1.6 m时,顶煤放出率81.31%;放煤步距为2.4 m时,顶煤放出率74.47%,故选用一刀一放的放煤方式.经井下现场数据记录分析后,综放工作面的开采工艺采用单向割煤端部斜切进刀的方式将更利于生产.     

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。     

炮采放顶煤工作面矿压规律显现研究

介绍了庞庄煤矿开采孤岛煤柱958工作面期间采用炮采放顶煤的开采工艺。根据孤岛煤柱厚煤层一次采全高炮采放顶煤工作面矿山压力观测数据,分析了支架初撑力、支架工作阻力、支架阻力增阻等,研究了孤岛煤柱工作面的矿压显现规律,为衰老矿井开采边角残煤中厚煤层工作面受条件限制不能应用综放回采时,采用炮采放顶煤回采工艺提供了可行性依据。     

6106综放工作面端头放顶煤工艺优化研究与应用

针对南阳坡矿综放工作面两端头区域顶煤损失严重的问题,通过分析煤岩层力学性质和工作面端头矿压显现规律,提出了弱支护深孔爆破耦合CO2分布式预裂松动综放工作面端头放煤工艺,实现综放面端头煤柱的安全高效回收,为其他类似工作面提供了一定的实际参考价值.     

孤岛短壁综放工作面护巷煤柱宽度研究

针对王庄煤矿43M1孤岛短壁综放工作面护巷煤柱赋存特征,采用理论分析、数值模拟并结合现场实测的方法,研究不同护巷煤柱宽度条件下的巷道围岩稳定性,结果表明,43M1工作面护巷煤柱宽度临界值为17 m。 研究结果对于类似条件下煤柱宽度留设、巷道布置及支护参数选择提供了技术经验和理论支持。     

综放开采顶煤破碎放煤工艺参数优化研究

提高顶煤回收率是综放开采技术的关键,而顶煤的破碎程度及破碎后的充分放出对顶煤回收率有着重要影响。因此,研究厚煤层综放开采顶煤在不同工艺参数下的破坏机理、破碎程度及放出规律,对于实现综放开采工作面的高产高效具有重要意义。以王家岭煤矿2#煤层12309综放开采工作面为研究背景,通过理论计算与相似模拟实验相结合的方法,得出合理的放煤步距为0.865m,并在合理机采高度和放煤步距的基础上研究了不同放煤方式,得出一采一放为最合理的放煤工艺;最后,基于研究得出的放煤工艺参数对王家岭煤矿2#煤层12309综放开采工作面放煤进行数值模拟,其顶煤回收率和含矸率分别为90.6%、7.2%,考虑到现场放煤控制难易程度及工作面生产效率,确定出合理的放煤方式为单轮间隔放煤。     

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。