“两硬”煤层综放开采顶煤弱化机理及技术研究

对于"两硬"条件下的放顶煤开采,可以采用顶煤注水、爆破联合弱化措施,加强对顶煤和顶板的弱化,充分发挥矿山压力的破煤作用,使顶煤强度降至良好放煤效果要求的程度,提高顶煤放出率。本文以陕北矿区某矿为背景,从多个角度分析了顶煤注水、爆破弱化的机理,制定了顶煤注水、顶煤爆破、顶板预裂爆破等各项技术措施的具体参数,形成一套对提高两硬厚煤层综放工作面放煤效果行之有效的顶煤弱化技术。     

一种弱化坚硬顶煤的新技术

顶煤预破碎问题是坚硬厚煤层综合机械化放顶煤开采亟待解决的关键技术难题。本文介绍一种弱化坚硬顶煤的新技术——远离煤壁深孔预爆破与大直径空孔补偿相结合弱化顶煤技术。该技术已经在大同忻州窑矿试验和应用两年多，取得了良好的效果     

急倾斜综放破碎顶煤流动规律数值模拟

急倾斜特厚煤层综放工作面长度较短,提高水平分段高度可增产增效,但存在顶煤放出率低的问题。有必要采取措施弱化高阶段顶煤,研究弱化后煤体流动规律。苇湖梁煤矿急倾斜煤层高阶段顶煤超前注水-预裂爆破致裂弱化后,破碎顶煤具有散体介质特征。基于现场地质环境与开采条件分析,将弱化后顶煤视为非连续介质,应用颗粒流计算程序PFC(Particle Flow Code),对比分析了急斜煤层高阶段顶煤弱化前后随时间演化规律,为安全开采提供了理论依据。     

坚硬煤层综采放顶煤顶煤预爆破计算机仿真

利用非线性数值分析程序，仿真工作面开采过程中顶煤预爆破前后顶煤、顶板的变形及破坏规律。计算机仿真结果给顶煤预爆破工艺参数的合理确定提供了理论依据．     

急倾斜煤层顶煤超前预爆破工艺分析

急倾斜煤层综放面顶煤弱化是实现安全高效开采关键技术之一。水平分段放顶煤开采已成为乌鲁木齐矿区目前采用的主要开采方式。以乌鲁木齐矿区急斜特厚煤层高阶段综放开采问题为研究背景,通过对碱沟煤矿东三+564 mB3+6综放工作面煤层赋存与开采条件调查,辨识了影响安全开采的灾变源,实施了顶煤超前预爆破弱化工艺,并采用多种监测手段,保障了安全开采。     

顶煤弱化爆破参数的数值分析

为提高坚硬厚煤层放顶煤开采回采率,本研究借助FLAC3D数值分析手段,对采用爆破技术弱化顶煤的参数进行数值模拟,最终获得装药量与煤岩体破坏程度、对钻孔周围介质的扰动频率、在钻孔周围介质中引起的剪应力大小三方面规律,为煤矿现场顶煤弱化爆破参数选择提供依据。     

急斜特厚煤层顶煤注水弱化技术试验

针对急斜水平分段放顶煤中顶煤注水弱化问题,采用现场注水弱化工业试验对乌鲁木齐矿区B1+2煤层进行注水弱化研究,对顶煤弱化必要性进行了论证,提出了注水弱化工艺参数,运用光学钻孔窥视仪对注水煤体破坏程度和范围进行了检测,从注水前后效果对比可以得出预注水软化顶煤技术是急斜煤层安全高效开采的有效途径.     

影响顶煤采出率关键因素的UDEC数值模拟研究

为了揭示影响综放工作面顶煤采出率关键因素的作用规律,文章应用显式差分程序UDEC从比较顶煤预先爆破弱化前后,不同的底煤开采高度、不同的放煤步距对顶煤破断和垮落特征的影响进行了分析,寻求出提高综放工作面顶煤采出率的具体措施。     

急倾斜厚煤层102m阶段煤体综放开采煤体致裂综合分析

急倾斜高阶段煤体综放开采技术复杂,结合神新公司苇湖梁煤矿+579E2EB1+2急倾斜(64～69°)厚煤层(32.9 m)高阶段(102 m)综放工作面顶煤超前预爆破综放开采实践,运用爆破理论分析了孔内爆破的裂隙圈半径与临界抵抗值,采用RSM智能松动声波检测仪和YS(B)光学钻孔窥视仪对弱化煤体孔壁滑行波及爆轰气体应力场产生的径向裂隙等全面检测,辅以弹性波CT成像分析,继续追踪模拟高阶段上位顶煤破裂情况,综合分析表明:爆后除尚存有少量三角煤及顶煤结构外其它范围煤体破裂充分,理论分析与实践检测基本相符,并对爆破后支架最大工作阻力进行了分析对比,急斜高阶段煤体超前松动致裂效果显著.     

综放工作面开切眼深孔爆破预裂试验效果分析

为解决常村煤矿S6-2工作面坚硬顶板初采阶段老顶初次垮落步距大带来的安全问题及顶煤回收率问题,在工作面回采前实施深孔爆破预裂试验.通过对比爆破前后的顶煤垮落情况、支架工作阻力情况和炮孔爆破效果情况,分析爆破预裂试验是否达到截断基本顶的目标,从而更加有效地为邻近工作面提供现实依据.     

急斜厚煤层综放面应力分布与演化规律

急斜厚煤层综放面支承压力分布范围确定是安全开采主要指标之一。以碱沟矿顶煤超前预裂为背景,基于开采技术条件与危险源辨识,建立了三维有限差分数值(FLAC3D)模型,分析并揭示了弱化前后2巷中不同位置沿走向超前支承压力分布规律。超前预裂顶煤前后,进-回风巷自底板起1.6m处压力均大于3.2m处,顶煤爆破预裂前两巷超前支承压力值较预裂后大,进-回风巷支承压力变化趋势迥异。现场监测表明:支承压力在0～10.0m内变化剧烈,10.0～50.0m范围内煤体支承压力保持平稳,为安全开采提供了定量依据。     

复合硬厚煤层顶煤破碎技术在我公司的应用

窑街煤电集团天祝煤业公司回采的3200S1综放工作面为复合硬厚煤层,煤层硬度大,埋藏较浅,回采时顶煤不易冒落,顶煤块度大,回采率低。为了提高煤炭回收率,我公司采用工作面脉冲水力压裂破碎技术为主体,深孔爆破为辅的超前顶煤弱化技术,通过该项技术的实施,顶煤回收率从以前的23%提高到了85%,取得了良好的经济技术效益。     

急倾斜(大倾角)坚硬煤层顶煤弱化及合理回采工艺效益探讨

根据窑街三矿现采工作面煤层赋存条件及近年来对急倾斜特厚坚硬煤层顶煤弱化及合理回采工艺研究效果,对三矿急倾斜特厚煤层顶煤弱化及合理回采工艺研究的经济社会效益作了较为全面论述和探讨,指出了顶煤弱化及合理回采工艺研究的紧迫性和必要性。     

用工艺巷深孔爆破法改善综放开采中顶煤的冒放性

改善顶煤冒放性是综放开采急需解决的关键技术之一,顶煤冒放性与煤体裂隙发育程度有着很大的联系。工艺巷深孔爆破就是利用爆破产出裂隙,在不影响采煤机正常割煤、不会对支架造成威胁的情况下改善顶煤的冒放性。主要介绍了工艺巷深孔爆破参数的确定及其在现场的应用。     

硬岩体强度弱化范围理论分析与工程验证

岩石巷道综合机械化快速掘进有助于改善采掘接续紧张的局面,而岩石硬度是影响综掘设备快速掘进的关键因素之一。针对硬岩巷道围岩岩性特点,利用超深孔预裂爆破技术,对硬岩巷道岩体强度进行弱化,并通过工程实践检验预裂效果,结果表明:硬岩巷道超深孔预裂爆破后,钻孔周围形成压碎区、裂隙区,使岩体有效强度降低,有利于综掘截割机具经济破岩;理论及数值模拟分析得出钻孔爆破后形成半径为1.8 m左右的松动破坏区;通过对新庄孜矿-812 m水平B4胶带大巷硬岩进行超深孔预裂爆破,钻孔窥视及工程验证爆破松动半径能够达到1.5~2.5m之间,取得了良好的岩体强度弱化效果,为硬岩巷道机械化快速施工技术研究提供指导。     

急斜煤层预爆破顶煤裂隙特征钻孔光学测定

煤岩裂隙钻孔光学窥视测定是基于数字图像相关方法(Digital Image Correlation,DIC)光学测量手段,基于室内光学测试技术,改进煤岩损伤与裂隙现场声光电综合测试装置,以碱沟煤矿+564 m水平B3+16急倾斜煤层工作面为例,经过对超前预爆破顶煤裂隙特征测定,定量分析了顶煤裂隙的数量、大小和倾角,确定裂隙方位,为安全开采提供保障.     

大倾角坚硬顶板深孔超前预爆破研究与应用

新疆焦煤集团2130平硐煤层大倾角煤层顶板坚硬,易形成大面积悬露,严重影响矿井安全生产,本文运用物理相似材料模拟实验和三维数值模拟研究手段,分析研究了坚硬顶板预爆破弱化项板变形破坏规律,并结合坚硬顶板深孔超前预爆破机理,提出了"非等长多炮孔、非均匀大药量、高层位低震动"坚硬顶板超前爆破弱化方法,实现对坚硬顶板进行控制性处理,降低项板强度,消除顶板大面积悬露和冒落产生的冲击性矿压显现和由此导致的工作面围岩灾变隐患.     

深孔爆破技术在改善顶煤冒放性中的应用

本文针对综放工作面坚硬顶煤冒放性差,顶煤回收率差的情况,总结了工艺巷深孔爆破技术的实施参数及实施后的效果。表明该项技术能有效改善顶煤冒放性,顶煤回收率有大幅度提高,为坚硬煤层综放开采实现高产高效提供了有效途径。     

“两硬”综放面顶板控制技术研究

通过工业试验和数值分析，研究了现金条件下综放面顶板预处理技术的必要性和可行性，确定２０ｍ步距双层扇形深孔的预爆破处理顶板方案的合理性，取得了顶煤放出率７５％左右，工作面回采率８３％，月胶１０万ｔ以上的好成绩，获得了“两硬”条件下综放开采的试验成功。     

提高硬煤层放顶煤工作面回收率的研究

本文介绍了七五煤矿悬移支架放顶煤工作面顶煤破碎冒落规律，叙述了顶煤爆破和松动方法及参数优化，此法是煤质较硬煤层放顶煤面控制块度，提高回收率的一种有效方法。