矿区专用铁路线下压煤区域首采面开采实践

煤炭是不可再生资源,铁路线下压煤已占有效可采煤炭储量不小的比例。本文介绍了铁路线下压煤区域开采方案的比较论证,首采面采用条带开采尺寸的确定。东庞煤矿通过条第开采技术,首采面采出铁路线下压煤25.1万吨,有效解决了铁路下采煤问题,收到了良好的经济效益和社会效益。     

条带法开采控制地表沉陷的新探讨

本文以相似材料物理模拟、有限元数值模拟和力学分析为手段;对条带法开采控制地表沉陷进行了深入的研究.揭示了条带法开采顶板岩层的破坏过程、破坏形态、破坏范围及整个覆岩体的移动与变形规律,特别是对波浪状下沉在覆岩中的传播机理和传播高度进行了较深入的探讨.给出了覆岩中波浪状下沉传播高度与条带采留宽度尺寸之间的关系和条带法开采地表下沉系数的表达式.划分出了条采覆岩破坏的三个影响带.在此基础上,提出了控制地表沉陷条带来留宽度设计所遵循的三个原则:即地表允许变形原则,煤柱稳定性原则和回采率原则.根据这三个原则,得出了条带采留宽度合理尺寸新的确定方法.所得结论对条带开采设计具有指导意义.     

浅析条带充填开采煤柱宽度和开采宽度的确定

本文通过对条带充填开采煤柱载荷和煤柱强度的理论分析,提出了条带充填开采所需留设的合理煤柱尺寸及开采宽度。理论,试验研究和开采实践证明,条带开采充填采空区能够降低采面周围的支承压力,开采后工作面周围的应力分布较长壁全面开采更为均匀,这种开采方法被广泛的应用于“三下一上”采煤之中。条带开采方法就是将煤层块段划分成比较正规的条带形状,采一条留一条,保留的条带煤柱能够承受上覆岩层的部分载荷。在采留宽度合理的条件下,可以减少由于煤层开采引起的矿山压力,避免或减小底板突水的发生,地表只发生轻微均匀的移动和变形。煤柱的强度及稳定性受多方面的因素制约,如煤的抗压强度,煤柱尺寸大小,形状及采空区顶底板的管理方法等。在煤柱尺寸及形状一定的条件下,煤柱的承载能力不仅受到煤的抗压强度的限制,而在更大程度上煤柱强度取决于煤层侧向变形阻力和煤层沿着与顶底板岩接触上的磨擦阻力。试验结果表明(1)在煤柱内部处于三向受力状态时,它能承受200mp2的应力,而在煤柱外边缘的单向抗压强度仅为5~40mp2;(2)在宽高比相同时,长方形煤柱比正方形煤柱的强度高40%,这是因为长方形煤柱的周边较长,从而提供的侧限力较大。增加煤柱的侧限力就能提高煤柱的...     

条带开采煤柱合理宽度的确定方法

条带开采是"三下"开采中的一种重要采煤方法。合理条带煤柱宽度的留设不仅能提高煤炭采出率,而且能有效地保护地面设施。文中通过对煤体极限强度和煤柱屈服区宽度模型的分析,推导出条带煤柱合理宽度留设的计算公式,确定出了在煤层地质条件参数M,H和煤岩物理力学参数γ,φ,c,μ一定的条件下,条带采宽D是影响条带煤柱合理宽度留设的主要且可控参数,并运用于工程实践,取得了较好的效果。     

G010614-07沛城密集建筑物下深部条带开采试验研究

鉴定证书编号苏科鉴字[2000]第993号 组织鉴定单位江苏省科学技术厅 权属单位江苏天能集团公司;中国矿业大学 采矿系;徐州市沛城煤矿 地址徐州市淮海西路182号(221002); 徐州市(221008);徐州市沛县 (221000) 开采试验研究 鉴定日期 2000.12.26 ①该成果首次将岩层控制的关键层理论应用于建筑物下采煤实践,确定距开采煤层30.5m厚为15.3m的粗砂岩层为影响城镇的主关键层,并提出开采时保证主关键层不破断的原则,由此提出了条带开采设计的基本原则和步骤,丰富和发展了建筑物下采煤技术.②根据对主关键层的变形破断规律与表土层的耦合关系,初步揭示了深部冒落条带开采留设煤柱变形特征与地表沉陷规律.③沛城矿在最大采深达632m的条件下,依据主关键层与煤层的力学特征,采用了采留宽比为50m:50m的冒落条带开采城市下压煤,保证了主关键层与煤柱的稳定性,能使地表呈平缓下沉,变形量符合三下采煤规程要求,并对断层煤柱留设进行了研究,地面建筑物未采取任何加固措施,开采后完好无损,在煤层倾角平均达32°的条件下,成功地采用了走向条带开采,在国内外尚属首次. 成果总体上达到了国际先进水平.     

条带设计弹性理论的复变函数模型

条带开采是解决当今日益严重的村庄建筑物压煤问题的主要措施之一，本文根据不同的地质情况，分析了条带煤柱在上覆岩层自重应力作用下，条带的受力形式及保持稳定性所需的条件，采用连续介质力学理论，探讨了条带开采时需留设的合理条带尺寸，以弹塑性力学为基础，使用弹性理论的复变函数方法计算了条带开采时空区周围的应力分布，进而推导出在特定的地质条件下，条带开采时所需留设的煤柱宽度的理论公式，该理论公式经实践证明能满足现场要求。     

南营村下压煤条带开采技术研究

河南省铁生沟煤矿矿区范围内村庄压煤量大面广,严重的影响着矿井的采掘接替.根据铁生沟煤矿具体的地质采矿条件及南营村的现状,在理论计算、地表移动和变形预计分析的基础上,对南营村下压煤条带开采技术进行了分析研究,给出了条带开采方案及其参数.研究表明南营村下压煤采用条带法开采技术上可行,经济上合理,可以实现南营村不搬迁的情况下安全采煤.为我矿今后建筑物压煤开采积累了宝贵的经验.     

深部条带开采地表移动预计研究的探讨

条带开采作为"三下"条煤的主要技术措施之一.在我国煤矿区广泛采用.在综合大量文献的基础上,对我国深部条带开采地表移动预计的先进理论和方法、深部条带开采深度采宽及预计参数确定方法进行了探讨.并对深部条带开采的前景进行了展望.     

发展充填开采技术,治理矿区环境

随着我国煤炭开采步伐的加快,越来越多的矿井面临着资源枯竭问题,为解决＂三下＂压煤问题,我国通过采用传统的条带开采、搬迁村庄、充填开采等多种技术措施解放＂三下＂压煤,提高煤炭采出率。随着开采深度的增加、村庄搬迁成本的增加以及充填技术工艺水平的提高,充填开采技术已成蓬勃发展之势。     

条带开采保留煤柱宽度和采出宽度与地表变形的关系

应用条带开采进行建筑物下压煤开采,除保证留设煤柱要有足够的强度和稳定性,开采宽度不超过上覆岩层所形成稳定结构(托板、平衡拱、梁等)极限宽度外,条带开采还应保证地表不出现波浪型下沉盆地。以概率密度函数法为基础,从开采沉陷的角度分析了条带开采煤柱宽度、采出宽度和地表变形的关系,得出了条带开采煤柱宽度和采出宽度的最佳匹配计算方法,对条带开采地表移动和变形控制具有一定的借鉴意义。图6,参10。     

梧桐庄矿密集村庄下采煤技术研究

在总结国内外相关技术的基础上,提出了梧桐庄矿密集村庄下采煤全局性的技术思路和协调式跳采技术思想。根据南神岗村煤柱的开采设计分析了协调式跳采对村庄房屋的影响,通过村庄下开采试验和地表移动观测结果分析,得出这种开采技术对于村庄下煤炭的高效开采有着重大的意义,对其他类似条件下的＂三下＂采煤工作也具有重要的指导作用。     

条带充填置换条带煤柱技术研究

提出并阐明了采用条带充填开采置换条带煤柱的基理,分析了影响置换充填开采的关键因素,从充填体宽度、强度及充填方法方面研究了最佳充填开采模式.研究结果表明：条带充填体置换煤柱过程中,条带充填体起到“桥墩”作用,合理设计“桥墩”的支撑强度、宽度及充填方法以控制“关键层”运动幅度,是实现矿山压力的平稳转移和覆岩运动有效控制的关键;采场“关键层”的沉降量与“桥墩”的弹性模量E和宽度D密切相关,通过研究“关键层”的沉降量及充填成本与“桥墩”的弹性模量E和宽度D的关系可以确定最佳“桥墩”的弹性模量E和宽度D;采场的安全系数θ由充填体强度σt与宽度D决定,通过研究安全系数及充填成本与充填体强度及宽度的关系可以确定最佳充填体强度.     

宁东煤田“三下”压煤条带煤柱穿巷开采技术的适用性及其关键力学问题研究*

宁东能源基地是国家规划的13个亿吨级大型煤炭基地之一,是国内少有的百亿吨级整装煤田,随着各矿井陆续投产,常规开采中"三下"压煤、保护煤柱及边角残煤等引起了大量的煤炭损失,这与国家可持续发展的国策不符,而穿巷开采是回收宁东煤田"三下"压煤条带煤柱可行的办法,为此需要解决好三个关键问题:首先,在综合考虑地质条件等因素后确定技术方案,同时结合理论分析与现场监测等手段,做好"采留比"的设计,主要包括确定巷道临界宽度和兼顾经济性和安全性的最小煤柱宽度;其次,要控制好掘采后巷道的充填质量,必要的时候可以在充填体中注浆,以提高充填堆积体的整体强度和空间刚度,增强充填体对顶板的支撑能力和对煤柱的约束强度,以减轻顶板大范围离层;最后,为了保证穿巷开采的顺利实施,在开采工艺上可以采取间隔式跳采法,这样大大降低了掘采过程中巷间煤柱失稳的概率,提高了永久损失煤柱回收的效率。通过实施穿巷开采,地面基本实现无矸石堆存,地表沉陷和次生地质灾害得到有效控制,地下水系和地面生态环境破坏程度大幅度降低,实现绿色开采。     

坚硬顶板煤层条带开采的采留宽度

针对坚硬厚层顶板煤层采用长壁开采容易形成大面积悬顶的问题,根据黑龙江省某矿地质条件,采用理论计算和数值模拟方法,研究了条带开采的合理采留宽度。结果表明,该矿条带开采采出宽度为30 m,煤柱留宽为21.73 m较为合理,条带煤柱稳定性较好。理论计算和数值模拟结果一致,为避免顶板大面积垮落、保护地面建筑物安全和矿井生产安全提供了依据。     

济宁二号煤矿六采区压煤村庄搬迁可行性研究

村庄压煤问题严重制约着济宁二号煤矿的生产接续与发展。结合该矿六采区的地质采矿条件,针对大郝村、大屯村两个村庄下压煤问题,提出了条带开采法和村庄搬迁后完全垮落法开采两种解决途径。采用概率积分法,预计了两种开采方案对地面建筑物的采动影响,采用条带法开采,虽然能使地面建筑物得到较好的保护,但是经济上的损失巨大。从技术、经济两个方面,综合考虑村庄搬迁法更为合理,并根据具体情况,对村庄的新村选址方案进行了比选。     

村庄下深部压煤开采的技术探讨

本文主要对传统的村庄下采煤方法进行分析,然后在此基础上对以提高煤柱的采出率为目的的村庄下深部压煤开采技术途径进行探讨。由于村庄下其深部压煤具有量大及面广等特点,矿井的正常生产及发展具有严重的制约性,采用过去传统的保护与开采技术,显然不能满足深部开采的条件,同时,深部开采属于一种分阶段的不完全开采技术,它引起地表发生移动与变形的程度较小,对于地表建筑物等具有较好保护的作用。     

条带采煤法的计算机模拟分析

借助ADINA程序对“采18留18”和“采6留6”两种条采方案的模拟计算.获得了两种方案条带煤柱和开采条带覆岩的应力分布规律、弹塑性状态,并分析、评述了其破坏特点.     

综放面支承压力沿底板传递规律研究

综采放顶煤开采技术经过20多年的发展,以其高产高效、经济效益显著等优点,已成为我国厚煤层主要开采方法,综放开采四大难题(瓦斯、煤尘、自燃、回采率)已基本得到解决.但随着放顶煤开采范围扩大,也带来一些如采场周围巷道如何合理布置和留设等新问题,这些新问题与综放采场围岩压力分布规律有关.谢桥矿已回采结束的1121(3)和1141(3)工作面由于区段煤柱尺寸留设不合理,导致了处于底板斜下方的东二轨道大巷、皮带大巷及东一C组采区中部、下部车场破坏严重,特别是东二轨道大巷部分地段发生冒顶,冒落高度达3～4 m,影响了矿井东部采区的投产时间和整个矿井的采掘接替顺序.2001年,谢桥矿与安徽理工大学合作,开展了综放采场围岩压力分布规律的研究.通过分析研究,科学地确定了合理煤柱尺寸,工作面收作后采场周围巷道基本没有损坏,保证了矿井的正常生产.     

五阳矿西部扩区建筑物下压煤二次条带开采研究

针对五阳矿西部扩区建筑物下压煤资源需迫切回收的技术难题,结合五阳矿西部扩区的地质条件和条带开采实际,采用理论分析和数值模拟的研究方法对二次条带开采的可行性进行了系统研究,提出窄煤柱沿空掘巷的二次条带开采方案.结果表明:在条带开采地表移动变形稳定后对遗留煤柱进行二次条带开采是可行的;二次条带开采合理的采宽为40 m,留宽为55 m;二次条带开采后地表移动和变形值增大,但对建筑物的损坏仍然处于Ⅰ级损坏之内,遗留煤柱仍能长期保持稳定.二次条带开采为建筑物下压煤开采寻求到一条新途径.     

走向条带煤柱稳定性及条采覆岩运动的初步分析

随着煤炭资源的不断开发,“三下”压煤问题就显得日益严重,它直接影响着矿井的寿命,影响着煤炭资源的顺利开发.国外的先进技术及国内的实际经验表明,用条带法开采解放“三下”压煤,特别是密集型建筑物下压煤,是一种行之有效的方法.