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。     

“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。     

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。     

注水对顶煤强度及冒放性的影响机理研究

针对注水后煤层强度降低及顶煤冒放性增加的机理,引用Mohr-Coulomb强度准则构建水理性分析模型,并采用大量煤样岩石力学试验方法,分析了水对煤体单轴抗压强度和剪切参数的影响作用,得出了降低煤体强度、增加顶煤的冒放性与煤层注水水压力和孔隙压力系数的关系,分析了煤层注水对顶煤强度及冒放性的影响因素。结合碱沟煤矿急倾斜坚硬特厚煤层综放开采条件,进行了顶煤注水弱化试验,验证了模型的合理性。     

基于BP神经网络的急倾斜煤层耦合致裂方案优化

为准确优化急倾斜煤层顶煤耦合致裂方法,根据碱沟煤矿+495水平B1+2工作面开采技术条件,梳理制约顶煤冒放性的7个主要因素;构建了预测顶煤冒放性的BP神经网络模型,并对不同的耦合致裂方案效果进行了预测与分析。结果表明,随顶煤裂化率增加,顶煤冒放性逐步提高,当劣化率大于43%时,弱化后顶煤达到Ⅰ类冒放性标准。考虑经济和实施环境等,选定注水压力为5 MPa,炸药单耗为0.3 kg/m~3为最优方案参数。优化方案实施后,碱沟煤矿顶煤冒放性由第Ⅳ类向第Ⅰ类转化,顶煤冒放性与回采率大幅提升,为安全高效开采提供了理论依据。     

急倾斜水平分段放顶煤开采岩移规律

采用相似材料模拟实验研究方法,对急斜特厚煤层水平分段放顶煤开采上位顶煤与采场上覆岩层运动与破坏规律以及地表变形进行了系统的研究,阐明了上位顶煤与采场上覆岩层存在不稳定拱和地表向顶板方向偏移的非对称性下沉.     

急倾斜煤层巷道放顶煤放煤巷道合理定位分析

根据工 业性试 验的矿压 观测结果 ,应用弹 性理论 分析了 急倾 斜煤 层巷 道放 顶煤 法顶 板压力的分 布规律 ,据此对放 煤巷道 进行合理 定位图 ４ ,表 １ ,参 ３     

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。     

急倾斜水平分段放顶煤开采岩移规律

采用相似材料模拟实验研究方法，对急斜特厚煤层水平分段放顶煤开采上位顶煤与采场上覆岩层运动与破坏规律以及地表变形进行了系统的研究，阐明了上位顶煤与采场上覆岩层存在不稳定拱和地表向顶板方向偏移的非对称性下沉。     

急斜煤层顶煤可放性因素分析

依据大量的实际观测数据和实践结论,对影响急斜煤层顶煤可放性的地质因素进行了分类,采用样本主成分分析法对这些因素进行了分析,并应用Matlab对所得数据进行了处理,得出了急斜煤层顶煤可放性的评判函数.最后,按照第一主成分,给出了顶煤可放性分类指标,为此类煤层的开采实践提供了参考依据.图1,表4,参6.     

含气顶煤冒落影响因素主次性灰色关联研究

以巷道放项煤采煤法的特征及含气煤层层裂理论为基础提出了9个影响项煤冒落的因素;用工效表征顶煤冒落性,借助灰色理论中的关联分析方法,研究了各种因素对顶煤冒落性的影响程度;结论表明因素的重要程度依次为瓦斯含量、采深、煤层厚度、直接项、倾角、坚固性系数、老项、底板、夹矸系数;坚固性系数的影响受气体场作用而减小;这些结论为进一步研究巷道放顶煤采煤法顶煤冒落判据以及对策奠定了理论基础.表3,参9.     

利用瓦斯抽放孔注水降尘技术研究

摘要：成庄矿 4308工作面开采的3#厚煤层,采用的是放顶煤采煤方法,工作面产尘量较大,不仅严重危害职工身心健康,加快机械磨损;同时工作面瓦斯含量较高,加之煤尘的掺入,降低了瓦斯爆炸下限,增加了瓦斯爆炸的危险性。利用瓦斯抽放孔进行动压注水防尘,实现抽放孔的一孔多用,在煤尘防治、改善工作面工作环境方面取得了明显效果。本文通过对4308工作面抽放孔进行的脉冲动压注水试验研究,对煤层注水工艺参数、封孔方法及注水效果进行了考察分析。实践结果证明：本文论述的钻孔布置方式、注水工艺及设备能够满足现场注水的需要,取得了较好的润湿及降尘效果。     

大倾角厚煤层综放开采顶煤移动规律与破坏机理的离散元分析

应用UDEC2D计算程序,对某煤矿大倾角厚煤层综采放顶煤的空间效应及其放煤机理进行了数值模拟,揭示了在综放开采过程中采场覆岩与项煤的移动规律及相应的应力场、破坏场的变化特征,并对控顶区顶煤的变形破坏特征及直接顶的离层跨落步距进行了分析.     

兴泰煤矿二1煤层坚硬顶煤预裂爆破技术

 急倾斜坚硬厚煤层的开采方法是采矿技术所面临的难题之一。由于急倾斜坚硬厚煤层矿山压力显现不清楚,煤层顶板管理复杂,顶板事故多,回采率低等诸多因素的存在,使得矿井生产能力的提升及经济效益的提高受到束缚。兴泰煤矿二₁煤层具有煤质坚硬、倾角大、瓦斯高、煤层厚等显著特点。因此,提高坚硬顶煤的冒放性是兴泰煤矿放顶煤开采所面临的主要技术难题。本文在对坚硬顶煤破碎特点分析的基础上,结合兴泰煤矿二₁煤层工程地质条件,提出了提高二₁煤层坚硬顶煤冒放性的主要技术措施及三种预裂爆破方案。通过现场试验,成功的解决了二₁煤层坚硬顶煤难以放出的问题,取得了预期的效果。实现了急倾斜坚硬厚煤层放顶煤开采技术的突破,对中国急倾斜坚硬厚煤层的开采具有指导意义。     

急斜特厚煤层开采方法转变顶板垮落及防治

急斜特厚煤层的开采在中小型煤矿一直沿用大放高非机械化开采方式，造成采区回采率低下，煤损严重。由于目前的煤炭效益越来越好，许多原有的地方煤矿开始进行采煤方法的改革，其中在从房柱式开采向综放开采转变过程中出现的顶板垮落现象直接危害到工作面的安全生产。文中通过相似模拟实验对此进行了研究，得出控制顶板垮落动力灾害的关键在阶段煤柱的留设。     

大倾角厚煤层综放开采颗粒元分析

应用PFC2D计算程序,对某矿水平与倾斜联合布置的折线型综采面,分析了散体顶煤和破碎直接顶的落放过程及落放形态,揭示了不同放煤步距连续推进模式下的煤损动态特征,并对不同放煤顺序的顶煤回收率及支架受力工况进行了优化分析. 研究表明:折线型综采面采用自上而下的回采顺序,顶煤回收率高,支架受力均匀;低位单口放煤时,放出体形态向采空区侧偏转;在支架连续推进过程中,煤损形态节律性变化;大倾角厚煤层综放开采,采用中档放煤步距的经济技术效果较好.     

综放采场围岩复合结构力学模型及其控制研究

根据综放采场顶煤冒放形式和顶板移动结构,提出5种煤岩复合结构,研究了其形成条件,并建立了相应的力学模型:拱—拱组合模型、拱—砌体梁组合模型、拱—传递岩梁组合模型、台阶悬臂—砌体梁组合力学模型、台阶悬臂—悬臂梁组合力学模型,并由此推导其控制方程,计算支架载荷;针对不同顶板、煤层条件,运用相应力学模型分析支架—围岩关系,计算综放工作面支架载荷,确定综放采场支架合理工作阻力,从而有效控制综放采场围岩;通过对10个不同条件综放工作面支架载荷的计算与实测比较,计算值的安全系数为1.06,表明根据综放采场围岩组合结构力学模型计算支架载荷比简化的岩重计算更为合理,从而为综放采场围岩控制提供了理论基础。通过一个工程实例详细阐述了根据综放采场煤岩结构为学模型计算支架载荷的方法。图5,表2,参10。     

综采综放采区地质条件综合评价系统研究

综采综放采区地质条件综合评价的目的是根据评价单元条件对相关开采工艺的适应程度进行综合评价。该评价系统的指标体系包括地质条件(煤层、煤质、地质构造和岩浆岩)和开采技术条件(工程地质条件、水文地质条件等),评语集可按评价因素的分级来确定。因评价指标体系具有层次性和模糊性的特点,多级模糊综合评价法是较为适用的评价计算方法。因素的权重可采用专家调查法与层次分析法相结合的方法确定。文中利用上述模型建立了综采综放地质条件综合评价系统,并对即将开拓的某矿5#,7#采区进行评价计算。结果表明,5#采区能进行综采综放开采,7#采区较适合综采综放开采。从而为煤炭资源高产高效、安全开采提供了科学指导。     

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。