重点保护建筑群下普采工作面矸石机械充填安全、技术和经济效果研究

基于鄂庄煤矿2220东工作面的地质条件和地面学校等建筑群需要重点保护的要求,对比了不同的采煤方法效果,介绍了普采工作面直接利用井下掘进矸石充填采空区的相关技术,分析了矸石机械充填开采的地表移动及建筑群保护安全效果、矸石充填系统及主要装备的技术参数、产值、成本和利润.研究认为:采空区得到密实充填,地表重点保护的建筑群得到有效和安全的保护,实现了煤矸互换,充填开采的吨煤利润为119.75(元/t),经济效果显著.     

煤巷综合机械化掘进快速过断层技术

为提高掘进机械化装备水平,实现掘进安全高效,确保矿井生产接替正常,翟镇煤矿在布置巷道时尽量避开断层构造,减少了断层对掘进的影响.掘进面过下压正断层时,采用后退卧底法,过上跳正断层时,采用后退割顶法,巷道超高处补加铺锚网进行支护,断层上下盘结合处打锚索加强支护,并合理设计断层带应力集中区的支护参数.不断优化掘进机过断层施工工艺和方法,并试验了掘进机过断层降尘添加剂,效果显著,使机掘巷道施工环境面貌得到较大改观.实现了连续过落差12 m及7.5 m的断层,仍能保证月平均单进310 m;连续过落差5.0～7.0 m的大小不等7条断层,仍能保证月平均单进406 m.     

矸石充填采煤覆岩移动的弹性地基梁模型分析

基于弹性基础梁解析方法,考虑顶板岩梁触矸前的下沉,建立了长壁工作面采空区矸石充填顶板岩梁力学模型,推导了岩梁下沉基本微分方程,实验得出矸石地基系数为26～127MN/m3.分析了矸石充填条件下矿压显现规律及影响因素、岩梁下沉与地表下沉的关系,结果表明:工作面煤壁后方10～20m后顶板岩梁下沉就接近最大值,矸石地基系数是影响采空区顶板下沉最重要的因素,煤壁附近充填矸石承受的压力随地基系数变化而变化,减少地表下沉最有效的途径是增加kg值和减小W1值,控制煤层之上直接顶板的下沉是控制地表下沉的关键.在煤厚2.1m、埋深437m的条件下工业试验表明,W1可以减少至12～64mm,实测的地表最大下沉平均值为253mm,与解析法预测的261mm很接近.     

井下矸石充填工艺及普采工作面充填装备

基于鄂庄煤矿2202东工作面地质和生产条件及其地面有建筑物压煤情况,介绍了利用井下全岩巷道掘进出矸对普采工作面采空区进行充填的系统及充填装备。通过优化与改造原有的生产系统,形成了以矿车、翻矸硐室、斜巷矸石仓、耙斗装岩机为工程或装备的矸石外部充填系统;通过研制和开发,形成了以转弯带式输送机和带式抛矸机为主要装备的矸石内部充填系统,与普采工艺配合,矸石充填工作面平均煤炭月产达到1.22万t。     

矸石充填普采面采煤充填工艺及矿压显现

基于鄂庄煤矿二采区2#煤层的地质条件和地面学校等建筑群需要重点保护的要求,介绍了2202东普采工作面直接利用井下掘进矸石充填采空区的相关技术,涉及充填系统、采煤与充填平行作业方式、支护技术、机械矸石充填工艺及充填效果;分析了矸石充填工作面顶底板闭合量、支柱载荷和活柱缩量的变化规律.结果表明:2202东工作面采用胶带抛矸机充填装备及"见六充三"和4.5 m×3.0 m充填循环参数,工作面月产量可达到1.47万t,采空区得到密实充填,采场矿压显现十分缓和,顶底板闭合量平均累计值小于25 mm,在工作面投影上方地表下沉为203~276 mm,地表重点保护的建筑群得到有效和安全的保护,矸石充填后的最大压缩量为251mm,最大压缩率为12.1%.