中小煤矿在浅埋薄基岩下开采灾害防治研究

长壁留煤柱采煤法是陕北煤田中小型煤矿在采用单体支柱难以抗御剧烈的动压显现，在采空区留煤柱以支撑顶板防止切落而采用的一种特殊的采煤方法．在有限煤柱群的支撑下，顶板可能形成大面积悬露不垮，最终导致大面积整体垮落，这种大面积垮落的机理不同于坚硬或极坚硬顶板大面积垮落．针对陕北煤田中小煤矿采用的长壁留煤柱开采，其防灾减灾的技术目标是区分两类不同性质的煤柱，即区内煤柱和区域间的隔离煤柱，实现隔离小区域的适时无灾害垮落，防止跨隔离区的大范围垮落．建立防止大型顶板事故的“设计-诊断-监测-识别-对策”体系．     

中小型煤矿浅埋厚松散层薄基岩下安全开采

针对陕北煤田中小煤矿采用的长壁留煤柱开采,防灾减灾的技术目标是区分两类不同性质的煤柱,即区内煤柱和区域间的隔离煤柱,实现隔离小区域的适时无灾害垮落,防止跨隔离区的大范围垮落。建立防止大型顶板事故的“设计-诊断-监测-识别-对策”体系。     

长壁留煤柱支撑法开采存在的问题

通过“连续梁”力学模型计算和RFPA ^2D数值模拟，分析了“顶板-煤柱”相互作用下的破坏机理，并提出了解决采用长壁留煤柱支撑法开采时产生的2个问题的方案：在限定的开采区域内开采时，通过监测关键点防止工作面内切顶事故的发生；隔离区域形成后，通过监测关键区，防止顶板形成跨几个区域的大面积悬而不垮的局面.     

房柱式开采煤柱稳定性数值模拟研究

运用数值模拟方法,对不同开采参数下煤柱的塑性区、竖向位移及应力分布进行了系统研究。研究表明,煤柱的破坏是由剪切造成的,在煤柱的帮角位置存在应力集中现象,煤柱尺寸留设合理时,其中间存在弹性区,能够支撑顶板。目前泰丰煤矿的煤柱尺寸留设过大,适当减少尺寸是合理的。     

短壁工作面隔离煤柱稳定性研究

在短壁机械化开采中,煤炭回收后的采空区一般采用全部垮落法处理顶板,为防止顶板的大面积垮落,对回采空间产生不利影响,需留设一定宽度的隔离煤柱。文章采用理论计算与数值模拟方法,研究在煤柱两侧均采空的条件下,不同宽度隔离煤柱应力分布特征、煤体破坏规律;分析在煤柱采空一侧顶板大面积垮落时对隔离煤柱的影响,从而得出了神东矿区某煤矿隔离煤柱的留设宽度,研究结果为该矿区短壁工作面参数的确定提供了依据。     

浅埋区小煤矿发展长壁开采的技术途径

小煤矿必须采用能够形成负压通风的壁式采煤方法, 是国务院安全生产委员会的规定。在总结陕北煤田小煤矿开采浅部煤层经验的基础上, 建议将落后的房柱式改革为长壁留煤柱支撑法开采, 以较大幅度提高采出率。长壁留煤柱支撑法开采的关键技术是区分两类不同性质的煤柱, 即区内煤柱和区域间的隔离煤柱。区内煤柱是指在小区域开采期间暂时保留在区内的煤柱, 其作用仅仅是保障在区内开采时的顶板安全, 而在小区域开采结束后能够适时垮落。为了防止顶板事故, 需要进行有效监测, 提出了监测方法的技术基础。     

水体下急倾斜煤层开采覆岩破断规律

为了给水体下急倾斜煤层开采防水煤柱的留设提供依据,采用数值计算和相似模拟的方法,考虑顶板水与岩层的耦合作用,对水体下急倾斜煤层开采的覆岩破断和导水裂隙的演化规律进行了研究,结果表明急倾斜煤层顶板的垮落沿工作面方向呈不对称分布,直接顶垮落后向下移动,工作面的上端形成冒落空洞;顶板在采空区上下边界煤柱侧断裂形成的断裂线随着垮落层位的增高而向上山方向移动;在顶板垮落初期,主要是沿煤层法线方向的移动,垮落后期顶板向下抽冒特征明显;导水裂隙的产生在竖直方向上的发育高度大于垂直岩层方向,同时沿煤层产生一定深度的裂隙漏斗。研究结论为水体下急倾斜煤层开采时防水煤岩柱的留设提供借鉴。     

综采工作面切顶卸压自成巷技术应用探索

针对传统开采方式需要留设煤柱造成煤炭资源的浪费、工作面接替紧张等问题,本文以亿欣煤业XV2303运输巷道为研究背景,介绍了该技术的主要原理,设计了巷道的预裂爆破切缝的主要爆破参数及巷道的支护方式,并对留巷段巷道进行监测.该试验工作面成功保留巷道865 m,留巷段顶板下沉量为20～50 mm,工作面后方30 m范围内支柱压力均值为8120 kN,采空区顶板垮落程度较好,基本沿切顶线位置垮落,巷道围岩较稳定,能够满足下一工作面的使用要求.     

近距离煤层联合开采的矿压观测

煤层间距离的不同,开采时相互的影响也随之有很大不同。尤其是当煤层间距很小时,上部煤层的开采会破坏下部煤层顶板的整体性;顶板上方又为上部煤层的采空区,充满了垮落的矸石以及上部煤层开采时遗留下的留设煤柱。所以下部煤层开采时的顶板结构和应力环境均发生了变化。本文就通过对某矿的近距离煤层联合开采时的矿压进行观测研究,进而得出该矿近距离煤层联合开采时的矿压规律。     

大同矿区薄煤层切顶卸压沿空留巷技术应用

针对大同矿区薄煤层坚硬顶板不易自然垮落且易形成煤柱应力集中的问题，提出了运用切顶卸压沿空留巷开采技术解决这个难题。通过运用板壳理论、关键层理论以及岩石断裂理论，成功实施了综采工作面沿空留巷的切顶卸压，此项技术对于大同矿区薄煤层开采推广切顶卸压沿空留巷技术应用具有一定的借鉴意义。     

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。     

液压支架护顶旺格维利采煤法在大柳塔矿的应用

通过对履带行走式液压支架护顶的旺格维利采煤法研究和应用,优化了旺格维利采煤工作面巷道布置参数及煤柱留设的尺寸,提高煤柱回收率,减少巷道的掘进量,降低成本,提高工效,杜绝了顶板随采随冒和大面积垮落的隐患,保证了两翼回采的安全.该工艺的成功实践,不仅为不适合布置综采面的边角煤开采提供了一种新工艺新方法,而且验证了履带行走式液压支架的可行性,并对具备布置旺格维利采煤工作面的矿井提供了经验.     

浅埋煤层旺格维利采煤法矿压显现数值模拟研究

 摘要：旺格维利采煤法作为一种高产高效采煤方法,在神东矿区得到了广泛的应用,神东矿区浅埋煤层坚硬顶板地质条件下的旺采开采工艺,在压力显现方面有其自身的特点。针对这种情况,本文根据现场实际开采情况建立了FLAC3D数值计算模型,按照实际的开采顺序和煤柱形状进行模拟,对整个开采过程中煤体的应力变化和煤柱的支撑状态进行了数值模拟计算,得出一些有益结论,为旺采条件下矿山压力控制提供了依据。     

煤层巷道冒顶机理与预警方法

顶板灾害是我国煤矿各类灾害中发生频率最高和死亡人数最多的灾害,当前绝大多数顶板灾害事故发生在巷道,尤其是受采动影响的煤层巷道。在分析巷道冒顶事故与围岩体环境之间关系基础上,将煤层巷道冒顶分为围岩主导型和应力主导型两大类型,揭示了裂隙危岩坠落、松散岩体冒落、弱黏结复合顶板垮落、大变形巷道蝶叶型冒顶等煤层巷道冒顶的机理与成因;在此基础上,提出了巷道冒顶隐患分阶段多层次的全时预警方法与机制,即设计阶段的冒顶隐患远期风险评价、巷道掘进施工阶段的随钻预估、服务周期内的长时临界预警,开发了岩层结构随钻探测仪、顶板多点位移监控器、锚杆锚索工况监测报警仪等用于长时和临界预警的仪器设备,形成的煤层巷道冒顶机理和预警方法与仪器设备将为顶板事故预报预防提供理论支撑和技术保障。     

旧采区复采采场围岩应力分布研究

通过对望田煤业旧采区赋存结构的调研,总结了3种不同的旧采区顶板力学模型,对力学模型进行理论分析,得到顶板最大应力出现在靠近煤柱处。采用PFPA软件对旧采区复采过空巷、过煤柱时复采采场顶板和煤柱进行数值模拟,初步给出了过空巷、过煤柱时应通过注浆、充填、提前支护空巷控制顶板的技术措施。     

浅埋深蹬空底板煤柱群动态失稳机理及防治

针对山西元宝湾煤矿浅埋深上覆和下伏柱式采空区中部煤层的安全复采难题,综合采用理论分析、实验室实验、物理模拟、数值模拟和现场实测方法,探究了柱采区蹬空开采底板煤柱垂直荷载及内应力分布形态,并基于Mises等效应力探讨了柱采区蹬空煤柱潜在破坏形式;揭示了柱采区蹬空开采底板关键柱破坏形式及破坏剥落体运动特征;阐明了底板煤柱破...