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。     

逐步判别分析的急倾斜煤层顶煤可放性分类

运用煤矿生产实践中积累的相关数据,分析影响顶煤可放性的多个因素,基于逐步判别分析理论,建立逐步判别分析模型.通过逐步判别分析法优选瓦斯、开采深度、倾角、煤层厚度四项作为主要判别指标,利用工程实测数据作为学习样本进行训练,建立相应判别函数对待判样本进行预测,得出预测结果与实际情况相吻合.研究结果表明:经过训练后的判别函数模型回判的误判率为0,判别模型函数效果显著.逐步判别分析模型对急倾斜煤层顶煤可放性分类的判别性能较好,预测结果准确,且操作过程简单,便于实际推广.     

综放开采松散顶煤落放规律的离散元模拟研究

运用离散单元法对综放开采单放煤口放煤和支架推进过程中顶煤放出的全过程进行了模拟。根据模拟结果,对放出体的形态,接触力,速度场,顶煤厚度,移架步距对纯煤回收率的影响等问题进行了分析,指出运用传统的放煤椭球体理论计算低放煤,顶煤厚度较薄的综放开采问题是有缺陷的,提出顶煤落放过程的概念。     

急斜特厚煤层综放面瓦斯运移规律与综合治理

水平分段综放开采是急倾斜煤层充分回收煤炭资源的重要手段.瓦斯动力学迁移致灾与煤岩运移规律密切关联.针对急倾斜特厚煤层高阶段综放开采下易导致瓦斯突然急剧释放、瓦斯超限及综合治理难题,以乌东煤矿西采区安全开采为研究背景,采用理论分析、实验测试和现场试验等方法,提出了基于矿压调控的瓦斯立体抽放工艺技术,开展现场应用验证.结果表明:工作面预抽率为5.8％,回风瓦斯浓度基本保持在0.02％左右,实现了工作面安全高效生产.     

基于PFC2D的综放开采顶煤冒放规律数值模拟

为了更加形象地研究顶煤冒放形态特征、宏观地把破碎的散体看作非理想状态下随机流动的松散介质.以某矿1302N大采高综放工作面为工程背景,利用离散元散体颗粒流软件PFC2D建立放顶煤二维横剖面模型,主要研究顶煤位移、煤矸动场变化、放出体衍化以及超前支承压力分布等现象.研究对比得出：顶煤流动规律方面,走向上放煤步距增大,顶煤的始动点边界线前移,顶煤运移范围增大;倾向上间隔放煤的煤损主要集中于同一轮放煤支架间的漏斗煤损.煤矸流场规律方面,采高增大煤矸分界线逐渐变陡;放煤步距增大,煤矸分界线始终保持双线形态前移.矿压显现规律方面,顶煤的硬度增大,顶煤分区中范围逐渐缩小,即超前支承压力峰值区向煤壁靠拢;采放比增大,超前支承压力峰值区远离煤壁,综放开采顶煤破碎后的流动特点和运移路径的数值模拟研究,有利于掌握散体顶煤的放出规律,据此对放煤工艺参数进行针对性的优化设计,对提高煤炭资源采出率具有重要意义.     

急倾斜煤层水平分层综放开采岩层移动规律

为了进一步认识水平分层综放开采的开采沉陷特点,运用相似材料模型实验,对某矿大倾角煤层的开采沉陷过程进行了模拟研究,揭示了急倾斜特厚煤层水平分层深部开采岩层与地表移动规律.     

顶煤预爆破工艺在综放工作面的应用

大同煤峪口矿在硬普氏系数为3—4．5的坚硬煤层中,采用顶煤预爆破弱化技术成功地实施了综放开采。文章详细介绍了工作面巷道布置、顶煤预爆破弱化工艺参数、机理分析、施工工艺以及生产效果。     

急倾斜煤层放顶煤开采顶煤破碎的Griffith理论分析

根据急倾斜煤层巷道放顶煤开采工艺特点,运用Griffith强度理论分析了顶煤破碎机理.通过建立Griffith裂纹受力模型,确定了顶煤断裂准则,得出了断裂拉应力与煤层的倾角、开采深度、顶煤的受力状态、裂纹的分布及发育程度等因素有关.煤层裂纹发育、倾角大于45°角,开采深度大于临界开采深度,裂隙或软弱结构面摩擦系数小是放顶煤开采的最有利条件.该结论有利于指导急倾斜煤层放顶煤开采实践.图2,表2,参6.     

缓倾斜放顶煤工作面顶煤破碎规律的初步研究

本文依据现场实测资料,采用相似模拟,有限元电算模拟和理论分析方法,对缓倾斜放顶煤工作面顶煤冒落的运动及破坏发展过程进行了系统的分析,提出了顶煤破坏发展过程的“假塑性结构”,初步揭示了顶煤破碎的机理。最后,在对破煤效果分析的基础上,指出了放顶煤开采法的适应性。图6,参3。     

急倾斜放顶煤工作面提高回采率初探

通过向急倾斜煤层底板侧扩大工作面来提高煤层回采率，是一种行之有效的方法。     

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.     

长青煤矿6#煤层顶煤冒放性数值模拟

为研究煤矿顶煤冒放性,基于长青煤矿6#煤层煤岩物理力学参数,利用通用离散元程序（UDEC）建立工作面走向数值计算模型,分析工作面推进距离对顶煤冒放高度的影响。结果表明：随着工作面的推进,顶煤屈服破碎高度增加,破碎、垮落范围增大。当工作面推进20 m时顶煤破坏范围和破坏形状趋于稳定,屈服破坏高度达到峰值9 m。由此,煤层冒放性较好,可以采用一次采全高综采放顶煤开采方法。该研究为长青煤矿6#煤层放顶煤开采生产提供了理论依据。     

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.     

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。     

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.     

综放收尾切眼围岩稳定性数值模拟

采用数值模拟方法,对综放开采方法中的创新技术——综放收尾切眼技术中的围岩支护设计和围岩稳定性进行了系统分析,通过对无支护、锚杆一索一网联合支护、锚杆一索一网加钢棚架加强联合支护三种方案的计算分析,优选出了收尾切眼围岩的支护设计方案,为收尾切眼围岩稳定性控制提供了可靠依据,在工程实践中取得了显著的社会和经济效益。     

Damage statistical mechanics model of top coal in steep top caving coal

Damage statistical mechanics model of horizontal section height in the top caving was constructed in the paper. The influence factors including supporting pressure, dip angle and characteristic of coal on horizontal section height were analyzed as well. By terms of the practice project analysis, the horizontal section height increases with the increase of dip angle β and thickness of coal seam M. Dip angle of coal seam β has tremendous impact on horizontal section height, while thickness of coal seam M has slight impact. When thickness of coal seam is below 10m, horizontal section height increases sharply. While thickness exceeds 15m, it is not major factor influencing on horizontal section height any long.     

急倾斜特厚煤层综放开采工作面水患防治

急倾斜煤层开采形成的采空区水患问题是主要灾害之一。地下水系统中的渗流具有非线性特征。随采深增加,渗水半径与渗流量加大,给安全生产带来威胁。以铁厂沟煤矿+645水平45#煤层掘进工作面探放水为例,通过现场开采情况调查,采用矿用坑道钻机进行探查预计,确保矿井安全掘进及生产,为开采扰动范围灾变预报和控制提供了借鉴。     

“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。     

大倾角煤层综放开采中上覆岩层的运移特征

根据新疆焦煤集团艾维尔沟矿区25112工作面所采的5#煤层大倾角、硬顶、软底、软煤的实际情况,采用相似材料模拟实验,对综放开采时上覆岩层沿倾斜方向上的运移(破坏)特征进行研究。研究表明,在大倾角煤层综放开采过程中,工作面顶煤或顶板的运移是不对称的,且在破坏方式上也有区别。上覆岩层的运移是一个空间问题,包括了上覆岩层的垂直于岩层的弯曲下沉—破断—回转,还包括沿工作面倾斜方向和垂直于工作面倾斜方向的运移。顶煤和上覆岩层垮落后,会沿工作面倾斜方向向下滚(滑)动,堆积于工作面下部和中部,形成非对称的充填带。所得结果对现场开采具有一定的指导作用。