动压巷道多次扰动失稳机理及开采顺序优化研究

应用计算机模拟、现场实测和理论分析综合研究方法,分析了煤层群开采条件下的张集煤矿1113(1)工作面轨道巷多次扰动失稳机理,并对煤层群邻近层多工作面回采顺序进行了数值计算,再现了不同开采顺序下的底板动压回采巷道围岩力学环境。研究表明：目前采用的邻近层交错同采方式,1113(1)工作面轨道巷失稳的力学本质为,本工作面回采活化了已破坏的上覆层间似连续-非连续-散体结构,加剧了工作面前方受多重采动影响的轨道巷浅部高应力环境下的大范围持续强变形,突出表现为巷道底鼓强烈;回采顺序显著影响煤层群回采巷道围岩稳定性,下行开采下伏回采巷道受扰动程度最低,巷道变形及围岩破坏范围最小;邻近层对应同采,下伏工作面轨道巷受上覆工作面底板聚压影响区高应力、巷道开挖、本工作面开采扰动等多重因素叠加作用,巷道围岩破坏范围最大、变形最严重。煤层群开采采区设计中应尽量采用下行开采,同时避免或减少巷道受多次采动影响。     

三软煤层大倾角俯采关键开采技术研究与应用

谢桥煤矿在三软较薄厚煤层回收采区煤柱时,采用国内先进的大采高综采装备,布置大倾角俯采工作面,通过分析总结设备选型、顶板压力显现规律和工作面刮板输送机、液压支架、运输巷转载机、带式输送机等设备的防滑方法及回采技术管理,成功实现了三软煤层大倾角俯采工作面安全高产高效回采,达到了国内同类矿井先进水平,取得了良好的经济和社会效益。     

近距离煤层群一次采全高工作面瓦斯涌出源精准分析

长岭煤矿属于近距离煤层群高瓦斯矿井,煤层瓦斯压力大,瓦斯含量高,为了精准分析回采工作面不同时期瓦斯涌出来源及涌出量,以C_(5b)煤层152105回采工作面为研究对象,应用现场测试及数值软件模拟方法开展了回采工作面瓦斯涌出量、开采层瓦斯涌出量、邻近层瓦斯涌出量、采空区瓦斯浓度分布规律及邻近工作面漏风规律研究工作。     

深井煤层群首采层Y型通风工作面采空区卸压瓦斯抽采与综合治理研究

以朱集煤矿1111(1)工作面为例,针对深井高瓦斯低透气性煤层群首采层开采卸压瓦斯治理难题,将Y型通风工作面采空区瓦斯运移规律与采空区内部空隙储存卸压瓦斯的优势相结合,提出并实施了强化留巷墙体封闭和Y型通风工作面留巷段采空区卸压瓦斯抽采技术,结合地面钻井抽采采动上部卸压煤层瓦斯,实现了深井煤层群首采层工作面的安全高效回采。1111(1)工作面回采期间,绝对瓦斯涌出量最大72.39 m3/min,平均为43.64 m3/min,在工作面风量2290~2700 m3/min条件下,回风流瓦斯体积分数0.6%以下,平均瓦斯抽采量34.27 m3/min,其中埋管抽采瓦斯纯量平均为21.94 m3/min,占瓦斯抽采总量的64%,工作面回采期间瓦斯平均抽采率为78%,研究成果为今后类似深井煤层群首采层开采的卸压瓦斯抽采和治理提供技术指导。     

“三软”煤层大倾角俯采关键开采技术研究与应用

谢桥煤矿在"三软"较薄厚煤层回收采区煤柱时,采用国内先进的大采高综采装备,布置大倾角俯采工作面。通过分析研究,总结设备选型、顶板压力显现规律和工作面刮板输送机、液压支架、运输巷转载机、胶带输送机等设备的防滑方法及回采技术管理,成功实现了"三软"煤层大倾角俯采工作面安全高产高效回采,达到了国内同类矿井先进水平,取得了良好的经济和社会效益。     

浅埋大采高煤层群开采覆岩结构及矿压特征分析

以神南矿区部分浅埋区域4-2和5-2两层大采高煤层开采为工程背景,通过物理相似模拟实验研究了上、下煤层重复采动时工作面覆岩的垮落特征及覆岩关键层结构,得出了浅埋煤层群起主要岩层控制的覆岩分别为直接顶关键层、下煤层有效关键层(组)、上煤层已扰动关键层,并分别对其结构特点进行分析。此外,还结合了该区域单一煤层及煤层群工作面矿压现场实测数据对比分析结果,总结出了较单一浅埋煤层开采,煤层群开采过程中周期来压步距相对较小,来压强度大的基本矿压特征,对该区域煤层的安全、高效回采具有重要的指导意义。     

辰通煤业综放工作面多位一体瓦斯治理技术

为了解决辰通煤业回采工作面瓦斯涌出量大、上隅角瓦斯浓度高的问题,结合矿井瓦斯涌出特点和二盘区地质情况,通过实施本煤层预抽、上隅角抽采和邻近层瓦斯抽采相结合的多位一体瓦斯抽采方法,分别对回采工作面煤层瓦斯、采空区瓦斯和邻近层瓦斯进行抽采,从而控制回采工作面瓦斯涌出量,实现了回采工作面安全开采。     

丁集矿下保护层开采卸压保护范围研究

为了防治丁集煤矿主采13-1煤层发生煤与瓦斯突出,依据13-1煤层存在的高瓦斯、高应力条件,采用数值模拟、理论计算及现场测定等方法,分析了丁集煤矿下保护层开采卸压保护范围,并采用保护层开采和地面钻井抽采被保护13-1煤层卸压瓦斯技术进行瓦斯治理,结果表明,在保护层工作面回采完毕并稳定之后,开切眼前方50m到工作面后方60m的范围内存在较为稳定的卸压效果,被保护层的卸压保护角沿走向为60°,沿倾向为78°和82°;经现场对煤层瓦斯基础参数测定、观测及抽采效果分析,测定的卸压保护范围与数值模拟的数据基本吻合。     

神东矿区7m大采高综采关键技术研究

针对6.3m以上采高综采工作面回采过程中遇到的矿压显现强烈、设备选型不合理等问题,以神东矿区浅埋煤层7 m大采高综采工作面为研究对象,分析其主要难题为支架稳定性差、煤壁容易出现大面积片帮、工作面两端头煤炭损失严重、工作面末采贯通难度大。通过开采实践得出大采高综采工作面关键回采技术,主要为工作面巷道布置及开采技术、设备配套关键技术、顶板岩层控制技术、快速贯通技术、防止煤壁片帮技术、两端头采用垂直过渡技术。通过关键技术的实施,保证了神东矿区浅埋煤层7m大采高综采工作面安全高效回采。     

孤岛工作面过老巷群开采技术实践

工作面回采期间若需穿过采区系统巷道时,易造成采空区与系统巷道沟通,从而导致采空区及邻近煤层卸压瓦斯瞬间涌入老巷,造成瓦斯超限等事故的发生。谢桥矿12326孤岛工作面开采6煤层为突出煤层,为彻底消除过老巷群期间可能出现的瓦斯涌出异常、老巷底板涌水、支架陷落老巷无法退采等安全隐患,对工作面安全过老巷进行了深入研究,针对不同层位老巷回采期间,采用木垛接顶、铺底工字钢、临近巷道及贯通孔抽采、均压通风等方式顺利通过15条巷道,实现了工作面的安全回采,对类似过巷情况下工作面的安全开采具有重要的参考价值。     

高瓦斯孤岛工作面瓦斯防治技术分析

针对丁集矿1412(1)高瓦斯工作面,建立了11-2煤层瓦斯梯度关系式,预测1412(1)工作面煤层瓦斯含量5.98 m3/t,11-2煤层瓦斯总含量937.439×104m3,相对瓦斯涌出量9.42 m3/t;工作面瓦斯治理采取地面井、顺层钻孔、采空区埋管、高抽巷抽采卸压瓦斯、高抽巷及底抽巷穿层钻孔抽采瓦斯综合防治措施,工作面瓦斯浓度平均0.53%,瓦斯抽采率平均达80%,实现了高瓦斯易自燃孤岛工作面安全快速回采。     

三软煤层复合顶板沿空掘巷锚索网支护

谢桥煤矿在C13-1煤层回采巷道中积极推进支护改革,在总结1221(3)等工作面锚索网支护成功经验的基础上,进一步优化设计,成功解决了三软煤层复合顶板沿空送巷的锚、索、网支护难题,为类似情况的巷道支护提供了重要的参考依据。     

隆德煤矿浅埋上下煤层协调同采技术研究

为了确定隆德煤矿浅埋深1-1煤与2-2煤协调开采合理安全间距,采用CT探测技术及钻孔应力监测系统两种测试方法开展了上下煤层同采应力实测研究。研究得出：CT探测确定了2-2煤层大采高工作面超前采动应力范围最大为59.5m,1-1煤工作面顶板在采空区后方47.5m开始垮落,并影响下方2-2煤工作面应力分布|钻孔应力计实测确定了2-2煤层工作面超前应力影响距离最大50.7m,应力峰值超前于工作面6m,应力集中系数1.23,而2-2煤层工作面不受间隔煤柱宽度20m的相邻工作面以及间隔顶板岩层厚度54m的上覆1-1煤回采影响|采用了3种方法综合确定了隆德煤矿上下煤层协调同采合理滞后距离为138.4m。数值模拟研究表明,安全间距50m以内拉应力贯穿整个层间距,从而验证了隆德煤矿上下煤层协调开采安全间距138.4m的安全性。     

首采层开采对底板煤层影响规律分析

为了分析首采层开采对底板煤层的影响规律,采用理论分析,分析了首采层开采对煤层破坏范围,研究了首采层开采对煤层工作面掘进和回采的影响,然后钻孔验证了1901运输巷反掘联络巷26.3 m打钻地质成果。研究得出:首采层工作面回采对下部9号煤层工作面产生影响为走向方向上内错19.8 m,倾向方向上内错8.42 m;首采层工作面回采对下部7号煤层影响范围为工作面范围内走向方向上内错9.42 m,倾向方向上内错3.93 m。研究为今后底板煤层的设计工作提出理论基础。     

谢桥矿1202(3)面提高开采上限可行性研究与实践

通过对谢桥煤矿1202(3)工作面上覆松散含水层分布规律、煤层顶板岩性特征的研究,提高工作面开采上限4.6～12.1m,并在开采过程中采取了一系列行之有效的预防措施,确保工作面安全、顺利回采,取得了显著的经济和社会效益.     

大断面沿空掘巷锚网索与U型棚腿联合支护技术

大采高工作面上、下风巷沿空掘进的支护问题一直是大力推广锚网索支护技术的难题。潘一矿通过对13-1煤层采煤工作面采场应力的分布规律进行仔细分析和研究,在2321(3)大采高工作面上风巷成功实践了锚网索与U型棚腿联合支护技术,并先后在1511(3)下顺槽和2632(3)上风巷得到成功推广,取得了较好的经济效益和社会效益。     

工作面邻近层超大直径钻孔瓦斯治理技术研究

在煤矿开采中,瓦斯仍然是影响矿井安全生产的关键性因素。万峰矿所回采的1号煤层距离邻近层较近,工作面回采后上邻近层直接垮落于采空区当中,成为采空区瓦斯主要来源,回采期间容易造成瓦斯超限。为了最大程度解决瓦斯涌出问题,选用三轴联动式双向螺旋钻机,在回采工作面邻近层布置22个大直径螺旋钻孔,钻孔宽×高为2 080 mm×800mm,孔深60 m,钻孔施工结束后及时封闭及预埋抽采管,利用顶板裂隙带对开采煤层采空区瓦斯进行抽采。通过该项技术的应用,能有效地将回采工作面回风流及上隅角中瓦斯浓度控制在安全范围内。     

张集矿大采高薄基岩顶板破碎煤层综采实践

以张集矿回采实践经验为基础,通过对不同工作面地质构造、设备配置选型、推进速度、矿压显现的比较,分析得出大采高薄基岩顶板破碎煤层综采工作面漏顶、压架及矿压规律变化原因,从而得出结论:成熟的"三机"配置、工作面合理推进速度、稳定的直接顶板及有效的技术措施是回采成功的关键条件。通过分析研究,形成了大采高薄基岩综采面安全开采评价技术体系,为类似条件综采工作面安全开采方案设计提供参考。     

佳瑞煤矿近距离邻近层高抽巷瓦斯抽采技术研究与实践

煤层开采,采动裂隙发育形成瓦斯流通通道,影响范围内近距离邻近煤层内卸压瓦斯往往通过该通道流至回采工作面,造成瓦斯积聚超限。本文研究了近距离邻近层卸压瓦斯特征及高抽巷抽采该卸压瓦斯的技术原理,并成功应用于工程实践中。     

布尔台煤矿大采高开采转综放开采实践研究

布尔台煤矿42101-1和42102-2大采高综采工作面回采过程中出现了严重的冒顶、片帮等强烈矿压显现,工作面难以安全高效回采。为此,对该矿4-2煤层新回采工作面选用综放开采工艺的可行性进行研究。采用多因素模糊综合评判方法,评判了采深与单轴抗压强度比值、夹矸强度、采放比、煤层节理裂隙间距、夹矸厚度、直接顶岩性和基本顶岩性的冒放性隶属度,得到4-2煤层冒放性综合隶属度为0.82～0.85,煤层具有良好的冒放性。结合工作面顶板结构参数和大采高综采工作面实测矿压参数,可预计4-2煤层综放支架支护强度为1.36～1.39 MPa。综放工作面实际回采表明:工作面矿压显现正常,单产达到52.4～63.1万t,工作面实现了高产高效回采。