双龙公司大采高单体液压支柱炮采采煤法研究

基于双龙公司张怀珠工作面实际地质状况,分析了地质构造对工作面回采的影响,根据煤层赋存条件、现有装备和技术管理水平确定了该工作面采煤方法和回采工艺—大采高单体液压支柱炮采采煤法。实践证明,该采煤方法和回采工艺满足了该煤层的回采要求,得到了成功应用。     

基于Bezier-样条曲线的工作面煤层赋存状态预测方法

为了精确预测采煤工作面内煤层和断层等地质构造的赋存状态,基于工作面开拓勘探数据、顶底板等高线和钻孔勘探预测数据,运用SolidWorks软件中B-样条曲线的插值算法对导线点进行插值。以得到的光滑样条曲线为引导线,以钻孔预测剖面为轮廓,结合顶底板等高线进行放样建模,建立能够精确反映复杂工作面地质构造赋存状态的三维地质模型。结果表明,该三维地质模型可以对每个推采位置进行任意角度的剖切,可观测和分析工作面中的煤层和断层等地质构造的赋存状态,实现精确预测的目的,降低开采风险和采矿成本。此外,SolidWorks软件的易用性能够降低科室及区队一线生产人员的使用门槛,提高采煤工作面生产的技术管理水平。     

煤层体三维建模及可视化研究

针对目前三维地质建模面临的两大困难——数据获取困难和煤层空间关系复杂这两个问题进行了研究:对于第一个问题提出了钻孔数据、剖面图数据和等高线数据综合利用的解决方案,对于第二个问题提出把复杂煤层地质情况化为简单、容易的基本结构单元再分别建模的思路.在建模方法方面,根据煤层的地质特征,从体建模和面建模两大建模方法中选择基于面建模的煤层体建模方法,又从面建模中选择建模速度快、精度比较高的TIN模型.最后利用可视化开发工具VisualC++开发出一个实验系统来生成煤层体模型,并利用OpenGL对其煤层体的三维模型进行了可视化.     

煤层注水中湿润半径和渗流速度演化规律的探索

本文基于达西定律,扩充了煤层注水渗流的基础理论,应用平行平面流煤层注水渗流模型,研究了煤层注水过程中湿润半径和渗透速度演化规律,得到了其解析表达式,并通过数值计算得到湿润半径的预测值。利用郑煤集团白坪矿采煤工作面实测数据,计算了白坪矿采煤工作面煤层的渗透率和注水速度。在此基础上,给出了煤矿开采不同时期,对应的不同煤层压力下,采用不同注水压力时所需的注水时间,对降低矿井粉尘有一定实用价值。     

露天矿三维可视化矿床地质模型的建立

基于裁剪曲面和不规则多边形，建立了露天矿三维可视化矿床地质模型，这个模型是由地质界面模型和地表面模型组合而成的。地质界面模型是由煤层的顶底板插值曲面经煤层边界和断层曲面裁剪而成的，地表面模型是对原始地表数据和矿坑数据进行三角剖分得到的三角形网格。根据露天矿的开采特点，实现了对模型的自动维护和更新，形成了动态的露天矿三维可视化矿床地质模型。     

煤矿综合机械化采煤工艺

综采工艺是回采工作面中采煤工艺,采煤全过程实现了机械化。阐述了综采工艺的技术途径和装备特点,煤层的开采条件,工作面长度和推进长度,端头作业等。     

复杂地质条件煤层群开采矿井合理生产能力分析

为确定复杂地质条件煤层群开采矿井合理生产能力,将采煤工作面煤层地质条件开采工艺性综合评价结果与计算机模拟的工作面单产相结合对工作面进行可靠的单产预测,基于工作面预测产量对可能满足矿井生产能力的多种方案进行接续方案的比较分析以得出矿井合理生产能力。以燕家河煤矿5-1,5-2和8煤层为研究对象,首先,对矿井未来开采的83个工作面进行开采工艺性综合评价;其次,基于综合评价结果对各工作面进行了可靠的单产预测;再次,提出了2种工作面配置方案并进行工作面接续编排;最后,分析了矿井合理生产能力。研究表明,矿井合理生产能力为180万t/a,产量波动范围为156.5~208.7万t,平均年产量为178.5万t,产量波动系数为0.114,矿井持续稳定开采25 a.     

浅述煤矿现代综采工艺

综采工艺是回采工作面中采煤工艺,采煤全过程实现了机械化。阐述了综采工艺的技术途径和装备特点,煤层的开采条件,工作面长度和推进长度,端头作业等。     

采煤工作面上隅角瓦斯综合治理研究

随着煤层开采深度不断增加,煤层瓦斯含量增大;同时回采工作面实现了采煤机械化,产生了大量高产高效工作面,使得原来工作面瓦斯含量不大的矿井,也逐渐变成上隅角瓦斯积聚超限,给矿井安全生产带来巨大隐患.详细地分析了采煤工作面上隅角瓦斯超限的原因及上隅角瓦斯治理技术,并根据A采煤工作面实际情况,通过采用风量调节、本煤层瓦斯钻孔抽放、采用引风帘解决上隅角瓦斯、采空区瓦斯抽排和上隅角瓦斯抽排相结合的方法,使采煤工作面上隅角瓦斯浓度得到有效控制,实现了采煤工作面安全生产,同时对防治其他采煤工作面上隅角瓦斯积聚超限有一定的参考价值.     

综采工作面增加、缩减支架的方案选择

煤矿开采过程中,地质条件变化复杂,如遇大断层、无炭柱等构造,工作面无法正常推进采煤,必须采取增加、缩减支架来改变工作面的长度,方能正常顺利开采。文章结合煤层顶、底板条件、巷道开凿布置情况,制定相应的施工方案及安全注意事项,详细对比、说明各种方案的优缺点。     

基于采煤机截割路径的动态三维地质模型构建方法

针对虚拟综采工作面难以构建实时动态煤层的问题，提出了一种根据采煤机行走轨迹构建三维地质模型的方法.建立了初始三维地质模型和动态三维地质模型，并提取了目标煤层的轨迹曲线，为采煤机提供了目标截割路径;基于当前工作面采煤机的实际截割情况及未来发展趋势提出了三种采煤机截割方案，分别是采煤机记忆截割、人工干预的采煤机记忆截割和采煤机自主截割;建立了真实的虚拟综采工作面，构建了三种方案的实际煤层形态，并进行了仿真对比实验.结果表明:通过采煤机自主截割方案构建的实际煤层的总体平均误差为15.73mm，能够实现较小的割岩量和较高的回采效率.     

尖灭分叉型煤层三维地质建模研究：基于地质统计学和符号矩阵的方法

由于成煤期的泥炭沼泽基底不平以及地质环境等的变化，导致相对较大的地质区域内煤层常出现尖灭、分叉等复杂情况，影响开采设计，为高效准确定位煤层边界及分布位置，本文提出一种基于地质统计学和符号矩阵进行三维地质建模的方法。通过符号矩阵方法，按照一定精度离散煤层和非煤层数据，利用泛克里金法确定平面煤层厚度，反距离加权法确定每个栅格的符号距离函数估值，局部窗口对煤层进行精准定位，确定与煤层厚度相匹配的距离函数截距，建立煤层的三维地质模型。本文还讨论了距离函数截距对煤层精度的影响；滑动垂直窗口大小与煤层位置对建模结果中煤层连通性的影响。结果表明，该建模方法可以针对煤层尖灭、分叉等复杂情况快速建模，对大范围区域地质模型构建有一定的适用性，自动化程度高，可应用于煤层开采设计及资源评估。     

宝日希勒露天矿端帮高位煤层靠帮回采技术研究

现阶段近水平复合煤层露天矿端帮靠帮回采建设过程中,仍然存在局限,只是研究了下部煤层的回采,对于高位煤层的回采难度较大,研究较少,因此,为了能在近水平复合煤层中进行高位煤层的回采,通过分析宝日希勒露天矿边坡工程地质情况和地层赋存特点,利用FLAC^3D构建端帮三维数值模拟模型,计算了借助内排土场平盘靠帮回采高位煤层1-2煤时换填步距与边坡稳定性的关系,设计确定了靠帮回采高位煤层1-2煤边坡稳定性控制技术及相应的靠帮回采方案。研究结果表明：端帮1-2煤高位煤层靠帮回采换填步距不超过80 m,端帮1-2高位煤层靠帮回采时,借助于发展到1-2煤台阶底板上的内排土场平盘布置设备进行靠帮回采,回采方式为分层捣运、内排追踪回填。全区靠帮回采可多回收1-2煤2.260×10⁷ t,取得49.72亿元的经济效益。     

近距离煤层内错式开切眼合理错距的研究

为探究近距离煤层内错式开切眼水平错距的合理选取问题,以神东矿区某矿为工程研究背景,通过构建力学模型得到上覆煤层遗留停采煤层产生的附加应力对下方开切眼的应力解析解,采用数学分析得到下煤层的水平停采距离的合理范围,并运用FLAC3D数值模拟软件分析不同水平错距下切眼位置所处的应力环境,得到下煤层开切眼停采的水平距离为50 m时能够满足巷道布置要求。通过地质雷达进行开切眼巷道的围岩松动圈的测试,得到开切眼巷道松动圈的范围为3.1 m~3.8 m,切眼巷道左帮的破碎范围大于顶板,开切眼巷道围岩完整性较好。研究结果表明,下煤层内错式开切眼停采水平距离为50 m时,开切眼巷道能够满足工作面的正常回采。     

新兴煤矿冲击矿压影响因素及危险区域划分

针对新兴煤矿冲击矿压频发的情况,结合该矿工作面概况,从地质赋存条件和开采技术入手,分析影响冲击矿压的主要因素,并进行危险区域划分.结果表明：煤层冲击倾向性、开采深度、顶底板坚硬程度、多种应力叠加作用、相邻开采区、巷旁留垛等为影响新兴煤矿冲击矿压的主要因素.41051工作面和41062工作面的冲击危险区域为工作面回风巷130 ～200m与其上出口40～50 m范围;特别冲击危险区域为工作面上出口附近.该结果为煤矿安全开采提供了保障.     

上限区域浅部煤层保水开采工作面安全推进速度实验研究

基于国内外研究结论,本文以皖北矿区百善煤矿6煤层为研究对象,通过分析浅部煤层保水开采机理和关键,提出以"上覆岩层水体渗流速度确定工作面推进速度"的思路(工作面推进速度能使关键层采后破断的砌体在上部水体渗流到采空区前闭合)。根据渗流理论、经验公式和实测资料等,对保水开采分类中工作面上覆岩层中的潜水渗流时间进行公式推导及计算;根据关键层理论和百善煤矿地质资料,计算出各分类上覆岩层初次和周期破断距。由此,计算和确定出各分类工作面推进速度,同时,以推进速度下限和采煤机切割速度确定安全保水开采的工作面长度范围。进一步完善保水开采技术体系,为浅部煤层保水开采技术的安全应用提供理论指导。     

神东矿区短壁单翼旺采矿压规律的研究

针对神东矿区各煤矿不同地质条件、上覆岩层组成情况及煤层赋存情况,运用RFPA2D数值模拟软件,分析了不同上覆岩层结构(松散层厚度、基岩厚度、直接顶厚度)对短壁单翼旺采工作面岩层运动和矿山压力的影响规律,为神东单翼旺采工作面安全高效开采提供了理论依据。     

急倾斜煤层复采抽冒规律与安全开采高度确定

为了最大限度的开采煤炭资源，通常进行复采，尤其是特厚煤层。针对复采过程中，特殊的地质条件下，易发生抽冒事故的此问题，以开滦马家沟矿急倾斜煤层开采地表塌陷规律及井下同一煤层开采时发生的抽冒事故为现实依据，经过分析总结，得出了急倾斜煤层开采时复采抽冒规律及上部复采与下部正常开采的安全距离等重要结论。     

含夹矸厚煤层综放开采顶煤运移规律数值模拟

根据鹤岗富力矿含中位厚夹矸煤层地质条件及煤的赋存状况,应用RFPA2D数值模拟软件分别对-450南18-2工作面含0.5、1.0、1.5 m厚夹矸开采煤体的运移情况进行数值模拟。结果表明,采动过程中,上部顶煤垂直方向的位移量均大于下部,而下部顶煤始动点距工作面的距离均大于上部。夹矸层强度与煤层强度既定情况下,工作面顶煤的运移规律及破碎程度均与含夹矸层的厚度相关。含1.0 m厚夹矸顶煤总位移量大于含0.5、1.5 m厚夹矸顶煤总位移量;含1.0 m厚夹矸顶煤比含0.5、1.5 m厚夹矸顶煤破碎充分。该研究为含夹矸条件下厚煤层综放开采冒放工艺的确定提供了依据。     

极近距离薄煤层同采工作面的时空关系

针对鸡西矿区极近距离薄煤层下层工作面顶板管理问题,研究同采工作面时空关系。根据正阳煤矿地质资料,利用ANSYS软件建立数值模型,分析27-1#和27-2#同采工作面前、后方支承压力的分布规律。运用SPSS软件对现场工业实验数据进行多元统计分析,得到极近距离薄煤层同采工作面时空关系回归方程及错距计算公式。结果表明：27-1#和27-2#同采工作面前方4～8 m内支承压力急剧增长,在工作面控顶区1～2 m内支承压力降至最低;下煤层工作面应力峰值出现在上煤层峰值前方。两煤层按错距计算公式设计,将下煤层工作面处于上煤层工作面开采所形成的减压区内可实现同采。该研究对极近距离薄煤层的安全高效开采具有借鉴意义。