露天矿过断层开采方式及生产能力接续分析

在露天开采过程中遇到断层时,由于煤层突然错位,造成剥采比剧变,工程接续困难。因此,过断层期间剥采比合理控制和矿山工程平稳过渡接续是露天开采的技术难题之一。笔者通过建立剥采比与断层落差、产状及煤层厚度数学模型,研究不同煤柱留设宽度对边坡稳定的影响;分析了矿山工程发展速度与同时采煤台阶数的关系,计算确定了过断层期间确保矿山工程平稳过渡接续的动态降深速度和生产能力接续方式。结合胜利东二号露天矿过F61断层进行实例研究。结果表明:过断层开采方式和生产能力接续方法可有效均衡生产剥采比,保证产量稳定,提高矿山经济效益。     

露天煤矿采区转向接续期间剥采工程优化

 近水平煤层露天煤矿划分成多个采区按顺序开采,上一个采区开采即将结束转向下一个采区开采时,需要做好两个采区在转向过渡期间的剥采工程优化安排,以保证转向过渡顺利.本文以平朔安家岭露天煤矿首采区向二采区转向开采期间剥采工程为例,提出了缓帮L型转向方案、缓帮扇形转向方案、重新拉沟开采转向方案,采用方案比较法分析比较了3个转向方案的生产剥采比、转向过渡时间、剥采运距及经济效益等,确定采用L型转向方案.在采区接续工程位置确定研究中,提出了多种两个采区V-P曲线接续方案,分析不同接续方案的生产剥采比、过渡时间等的变化规律,综合分析确定合理的转向过渡方案,并对两个采区的逐年剥采工程量进行优化.     

露天煤矿过无煤区留“岛”搭桥开采方案优化

针对露天矿田内出现无煤区,其上覆产生无效剥离量,为解决过渡无煤区期间生产剥采比增加、运距增大、煤量接续困难等问题,提出了一种露天煤矿过无煤区留“岛”开采新方法。系统研究了“岛”后搭桥、“岛”前滞后剥离的运输方式,优化留“岛”搭桥运输系统,动态模拟搭桥、拆桥衍变过程,提出过无煤区期间生产能力接续措施。研究成果在神华北电露天煤矿首采区过渡无煤区期间得到了应用,结果表明：对于露天矿田境界内出现无煤区,留“岛”开采方案有效降低了生产剥采比,“岛”后运输搭桥方式可减小运距,降低运输成本,提高矿山经济效益。     

基于层次分析法的复合煤层露天矿初始拉沟位置确定

 露天矿合理拉沟位置的确定对露天矿生产接续、剥采比控制具有重要影响.本文应用层次分析的基本决策理论,建立露天矿拉沟位置方案综合评价分析模型,结合内蒙古宝日希勒露天煤矿煤层赋存情况及开采现状,分析了三采区上部煤层采空区重新拉沟、开采下部煤层的可行性及必要性.依据露天矿拉沟位置的选择原则以及该矿的特殊地质地形条件,设计两个拉沟位置方案,分别分析各因素对下部煤层拉沟位置选择的影响.利用层次分析法,分析比较各方案的优缺点,最终确定出最合理的拉沟位置方案.结果表明,层次分析法的评价结果符合实际情况,且计算简单,具有较强的实用性.     

大断层条件下开采技术研究与应用

针对石壕煤矿煤层地质条件复杂,断层发育,特别是南区上部水平受FA49逆断层及羊叉滩背斜轴的影响,造成6#煤层解放层开采因断层落差过大,岩石硬度大而无法正常开采的难题。基于对6#煤层顶底板岩性的分析,合理选择开采层位,调整采面控制,实现了大断层条件下开采,解决了矿井接替紧张的难题。     

露天煤矿采剥工程探讨

随着露天煤矿开采工作的规模化进行,采剥工程也处在不断变化中,随之而来的采剥设备、计算等方面的问题也逐渐出现。本文对露天煤矿采剥工程进行详细的探讨,分别论述了采剥工程中的工艺问题、工程计划调整问题以及设备问题。     

露天矿剥采比和含矸率的估算方法探讨

露天煤矿开发建井前,需要对露天矿可采煤层的剥采比、含矸率进行估算,为煤矿露天开采的可行性评价提供地质依据。本文主要是对露天矿剥采比、含矸率的估算方法进行探讨。     

倾斜煤层窄长露天矿分区开采分期境界优化

针对倾斜煤层窄长露天矿,经常采用纵采转横采内排的开采程序,基于其剥离物流向流量的变化对经济合理剥采比大小的影响,提出一种分区、分时期的优化开采境界方法。该方法依据首采区位置的不同可分为A模式(即首采区位于矿权一侧)和B模式(即首采区位于矿权中部)两种开采模式。此外,按照露天剥采工程发展过程中剥离物流向流量变化的情况,将其露天矿山开采过程归结为三个时期:全部外排期、部分内排期和全部内排期。通过构建剥、采、排工程位置模型,系统地研究了两种开采模式分时期境界优化的原则和适用条件,并提出境界优化模型。研究成果在准东露天煤矿开采实践中得到应用,结果表明:准东露天矿的经济合理剥采与其开采境界优化前相比,由原来的1.50m~3/t增加至1.62m~3/t,其经济合理开采深度增加了24.7m,顶帮外扩距离增加了45.65m,经济可采储量增加了85.27Mt。实现了露天开采经济效益的最大化。     

急倾斜煤层深部开采对浅部断层活化影响的数值模拟研究

淮南矿区某矿采区属倒转地层,灰岩含水层位于煤层顶板,断层的活化极易导通上部含水层,引发突水事故.面对急倾斜煤层开采深度不断增加的现状,采用FLAC3D数值模拟的方法,对急倾斜煤层深部开采对顶板浅部断层活化影响的规律进行了研究,总结了急倾斜煤层开采深度与断层活化之间的时空关系,验证了通过控制采高和隔离煤柱大小,可以有效降低急倾斜煤层开采对断层的扰动作用,对急倾斜煤层后期深部开采断层突水预测与防治具有重要的理论指导意义和工程应用价值.     

安家岭露天煤矿扩帮工作线长度优化

为确定安家岭露天煤矿经济合理的扩帮工作线长度,采用3Dmine矿业工程软件建立了三维矿床地质和采矿模型,选取了首采区扩帮后5工作线长度方案,每个方案设置17个工程位置进行模拟开采,计算得到不同工作线长度下的煤岩量、剥采比和运距等数据指标,进而对不同开采方案进行技术经济比选和优化,以确定经济合理的工作线长度方案.研究结果表明:安家岭露天煤矿扩帮后的经济合理工作线长度为1 500 m.     

元宝山露天矿地质模型及采矿计划编制系统

介绍元宝山露天煤矿复杂地质条件下的三维矿床地质模型的建立方法,钻孔、断层等地质数据的分析与整理,钻孔数据库的建立;以及地质储量管理,露天采场测量验收现状图形成原理与方法;阐述编制露天矿的各种开采计划的方法和步骤,以及其台阶划分、计划台阶项底版的控制、计划剥离量和采矿量及其煤质指标等;绘制剥采计划平面图和断面图的方法.     

复杂条件下褐煤露天矿开采程序优化

随着煤炭市场环境的下行,煤企经营难度急速上升,控制煤炭生产成本成为提升市场竞争力最直接的手段之一,本文基于霍林河南露天煤矿复杂的煤层地质条件,通过研究煤矿开采程序对生产成本带来的影响,分析了搭配开采、过断层的开采程序问题,提出合理的解决方法,降低褐煤生产成本,产生较大的经济和社会效益,对同类露天煤矿开采具有较高的借鉴意义。     

极软厚煤层综采面超前支撑压力的分布规律

针对极软厚煤层围岩控制问题,以河南神火集团梁北矿11151工作面煤层赋存条件为依据.采用Flac 5.0数值计算软件模拟分析了煤层采高和煤体强度对工作面超前支撑压力和围岩变形的影响规律,现场实测了梁北矿11151极软厚煤层大采高工作面超前支撑压力的分布规律,实测与数值计算结果相吻合.研究表明:在极软厚煤层大采高开采条件下,工作面围岩变形严重,煤壁破裂区和塑性区显著增大,影响范围和应力值增大,在工作面安全生产过程中应加强对煤壁片帮的控制,加大工作面超前支护范围.     

缓倾斜煤层开采技术研究

本文分析了缓倾斜煤层中不同厚度条件下的开采工艺,薄煤层中的高档普采、薄煤层综采、创煤机开采技术的关键技术要点,厚煤层开采技术中比较常用的带式回采膏体充填技术,特厚煤层开采工艺中的放顶煤开采.并以某煤矿开采实例,分析了缓倾斜薄煤层开采技术的特点.     

开采扰动区断层水患防治

富水断层采动活化诱发涌水溃沙是地下煤矿开采中面临的典型隐蔽性动力灾害源之一,预测断层水患对安全开采具有现实必要性。文中通过对宁东矿区羊场湾煤矿的现场水文地质与开采技术条件调研与分析,总结得出该矿开采扰动区断层分布广泛,隐蔽性强,最大落差约32.0m,最大涌水100.0 m~3/h,最大含沙量12.0%,围岩易风化。采用综合防治技术,成功安全快速穿越了宁东矿区羊场湾煤矿12采区断层开采区域,保障了采掘接续和安全生产,为后期深部断层区开采诱发水患及灾害链防控提供了可靠适用方法,根据开采扰动区断层水渗流演化规律,为后期深部断层区开采诱发水患及灾害链防控提供了可靠应对方法。     

断层带煤体瓦斯地质特征与瓦斯突出的关联

针对煤与瓦斯突出煤层开采期间的突出与断层之间的关联问题,采用瓦斯地质方法,通过矿井开采实例研究了井田内断层封闭与开放的瓦斯地质特征,并根据断层附近瓦斯涌出规律判断断层与突出的关系.研究结果表明:断层的开放性与封闭性对煤与瓦斯突出具有控制作用.封闭性断层带附近瓦斯涌出异常增大,构造应力集中、常常封闭有高能瓦斯以及发育的构造煤,为煤与瓦斯突出创造条件;开放性断层带附近具有煤层瓦斯压力相对较低,煤层瓦斯含量较正常下降的特征,而在远离断层面的一侧,伴随有平行断层的条带状煤层应力集中区,其中具有煤层瓦斯压力大、煤层瓦斯含量高的特征.该成果对煤矿在煤层断层带开采瓦斯防治具有一定的理论价值和实用意义.     

复合厚煤层孤岛工作面冲击地压的数值模拟

复合厚煤层发生冲击地压动力灾害事故,严重地影响矿山的安全生产。以南屯煤矿两边采空的9303复合厚煤层孤岛工作面为工程背景,利用Flac数值模拟软件,研究同一开采条件下,单一硬煤、软煤及复合厚煤层孤岛工作面回采过程中的采场压力分布规律,并进行对照模拟。结果表明:复合煤层支撑应力峰值小于单一硬煤和单一软媒。复合厚煤层工作面回采见方阶段时,产生明显的集中应力,易出现动力灾害事故。该研究成果在南屯煤矿实际开采中得到应用。     

浅析复杂地质条件下过断层找矿方法

在矿井生产中时常碰见的断层构造致使煤层断失,严重影响了工作面设计和采掘接续计划,因此在开拓中过断层找矿就显得尤为必要,本文以实例简述复杂地质条件下过断层找矿的基本方法,以层位对比、旁侧小构造判定法和断面特征法判断断层性质和断失翼煤层方向,通过生产勘探法确定断层对工作面影响程度。     

近距离煤层同步开采分析

在煤矿生产中,近距离煤层的开采较为常见,尤其是两层煤均为全区可采,且上层煤为薄煤层、下层煤为中厚或厚煤层的开采。柳林王家沟煤矿的4号、5号煤层属于此种典型情况。通过分析可以得出,同步开采4号、5号煤层是可行的。     

采动影响下逆断层特征参数对断层活化的作用规律

笔者分析了采动影响下断层滑移的主要影响因素,以数值模拟为研究手段,利用FLAC3D建立了逆断层简化模型,分析了不同断层倾角、不同落差及采掘工作面与断层不同距离的断层带附近煤岩体弹性能、断层面正应力与剪应力、断层滑移量的变化规律,从而揭示了采动影响下逆断层特征参数对断层活化的基本作用规律。研究结果表明:上盘或下盘开采,断层带附近煤岩体弹性能集中程度随工作面与断层距离的增大而降低,随断层倾角及落差的增加而增大,但下盘开采对断层带的能量集中程度较上盘高。下盘开采时剪应力较上盘显著增加,但正应力变化较小,易于断层活化。上盘或下盘开采,随工作面与断层距离的增加,断层滑移量减小。上盘开采,随断层倾角增大,断层滑移量增加;随断层落差增大,断层滑移量减小。下盘开采,随断层倾角增大,断层滑移量减小;随断层落差的增大,断层滑移量增加。