基于长壁式和短壁式相结合的条带采煤法研究

为了达到保护地表建(构)筑物和井下安全生产、提高企业经济效益的多重目的,根据地质采矿条件,提出了一种集长壁式采煤法通风系统完整、旺格维利采煤法机动高效、条带式采煤法可有效控制地表变形的优点于一体的快速采煤方法。进行了工作面斜长、留宽和采宽设计。采用3种方法对煤柱稳定性进行了验算。简要介绍了巷道布置、工作面主要设备和回采工艺流程。结果表明,留设条带煤柱是稳定的,地表变形是可控的。新的条带式采煤法技术可行、经济合理。     

条带式Wongawilli煤柱特征及作用机理分析

条带式Wongawilli采煤法是一种新型高效减沉采煤法,对减轻采场覆岩破坏、控制地表沉陷、减少采动对地表建(构)筑物的损害具有重要意义,而煤柱是条带式Wongawilli采煤法减沉降损效果的关键。为研究条带式Wongawilli开采煤柱特征及其对覆岩作用,阐明了条带式Wongawilli采煤法煤柱系统与顶板的相互作用机理,本文结合王台铺煤矿地质采矿条件,采用理论分析、相似模拟及现场验证相结合的方法,研究了条带式Wongawilli开采煤柱形式及特征,建立了条带式Wongawilli煤柱的结构力学模型,分析了直接顶离层情况及不规则煤柱、条带煤柱的受力与支护强度。研究表明:条带式Wongawilli采煤法由刀间煤柱、不规则煤柱、条带煤柱形成了特殊的煤柱系统,刀间煤柱起临时支护作用,随着工作面的推进,刀间煤柱随采随垮或者短时间内就失去支撑能力;不规则煤柱能对顶板的维护起到一定作用;条带煤柱是整个煤柱系统的关键。条带式Wongawilli开采直接顶与基本顶发生离层,直接顶弯曲下沉形成"固支梁"或垮落形成"悬臂梁" 2种结构,并作用于条带式Wongawilli煤柱;条带煤柱与传统条带开采煤柱类似,支撑直接顶及基本顶。不规则煤柱类似于支撑单体的形式(类单体)被动支撑直接顶,且不规则煤柱如果发生失稳破坏,条带煤柱的压缩突变量也会突增,影响其稳定性,进而影响整个条带式Wongawilli开采煤柱系统的稳定。     

旺格维利充填采煤条件下覆岩及地表变形特征

综合旺格维利采煤法和短壁式充填采煤法的特点提出了旺格维利充填采煤法。以王台铺煤矿XV23(09)工作面建筑物下开采为工程地质背景,采用实验室物理相似模拟及现场工业性试验的方法研究旺采充填采煤条件下的覆岩和地表变形特征。相似模拟结果表明,地表最大变形量的相似模拟预计值和现场实测数值基本吻合,两者所得各地表变形指标的最大值均小于国家规定的建筑物Ⅰ级损坏等级指标,XV23(09)工作面对应地表建筑物没有损坏。     

旺格维利式开采采硐间煤柱合理宽度留设研究

为解决条带式旺格维利式开采(简称"旺采")特有采硐间煤柱在回采过程中影响顶板稳定性,制约连采设备高效回采、安全退出,降低煤炭资源采出率的难题,以盛平煤矿为研究对象,采用FLAC3D数值模拟研究方法,分析了1.00、1.25、1.50、1.75 m不同采硐间煤柱宽度方案下的煤柱受力情况、煤柱塑性区分布、直接顶塑性区受力、...     

条带式Wongawilli开采煤柱系统突变失稳机理及工程稳定性研究

对于条带式Wongawilli新型减沉开采技术,煤柱失稳直接导致地表沉陷,影响建(构)筑物的安全,采用突变理论和损伤本构方程,建立了采硐间狭窄煤柱和条带煤柱失稳的尖点突变模型。计算分析了条带式Wongawilli开采煤柱系统工程稳定性及突变影响参数,得出了窄煤柱与条带煤柱的突跳压缩量计算公式,通过工程实例计算与数值模拟验证了结果的合理性。研究结果表明:采硐狭窄煤柱满足突变失稳的必要条件,其所受载荷、屈服刚度和峰值载荷压缩量决定着突变的发生;当采高在2~6 m变化时,采留宽度比需控制在0.16~0.75,才可保证系统不产生突变失稳。条带煤柱保持稳定则要求其核区率大于17%,在弹塑性区宽度比小于0.21的情况下,条带煤柱可能发生突变失稳。     

旺格维利开采时刀间煤柱合理宽度的模拟研究探讨

针对斜沟煤矿煤柱回收率低且开采导致地表下沉的问题,在斜沟煤矿18114旺采工作面实施条带式旺格维利采煤法,利用传统的刀间煤柱宽度的计算方法,采用两种煤柱留设方案,并通过FLAC3D软件研究宽度不同的刀间煤柱塑性区、巷道变形量及围岩应力情况。现场试验表明：每4个刀间小煤柱留设1个刀间大煤柱的开采方法可靠、稳定性较强,保证了安全高效回采,经济效益显著。     

某铁矿地下开采地表变形数值模拟

地下矿产的开发不可避免地造成地表沉陷和移动变形,对矿区地表建(构)筑物造成一定的影响。为定性和定量研究矿区地表变形特征,运用FLAC3D数值模拟方法,对某铁矿开采引起的地表变形区域进行了划分,结果表明,地表建(构)筑物大多位于地表移动边界之外,扩界开采带来的影响较小。     

吴寨矿建筑物下压煤条带开采设计与试验

针对平煤集团吴寨矿具体的地质采矿条件及地表建筑物情况，在理论计算、地表移动和变形预计分析的基础上，对建筑物下压煤条带开采方案及其参数进行了分析研究。通过现场实施，提高了煤炭资源回收率；延长了矿井服务年限；保证了地表建(构)筑物的安全。     

旺格维利采煤法在七五生建煤矿的应用分析

分析了旺格维利采煤法在七五生建煤矿的应用,以及旺格维利工作面的巷道布置、回采工艺。采用这种采煤方法可灵活机动地布置工作面,回收普通综采方法难以开采的煤炭资源,是解决"三下"压煤、不规则块段和残留煤柱煤炭开采的有效途径。     

工业广场下采煤方法探讨

为研究工业广场下压煤开采技术,以五亩冲煤矿"三下"开采为实例,结合现场实际情况,提出了3种开采方案,即重点保护建(构)筑物煤柱外开采方案(方案一);重点保护建(构)筑物留煤柱,其它建筑物控制变形等级采后维修方案(方案二);重点保护建(构)筑物留少量煤柱外充填开采方案(方案三).通过对跨落法、条带法、充填法等采煤法引起地表变形分析,预测了3种方案对地表变形和建筑物的影响,并从技术上和经济上比较了3种方案的优缺点,认为方案三对地表建筑物极轻微影响,回收煤炭资源多,经济效益好,适合工业广场下采煤.