急倾斜煤层

摘要： 急倾斜特厚煤层赋存条件非常特殊,为揭示急倾斜特厚煤层开采过程中灾害的致灾机理,基于COMSOL Multiphysics数值模拟软件对乌东煤矿45#急倾斜特厚煤层水平分段开采条件下,岩体及煤体的应力演化规律进行数值模拟研究,研究结果表明:煤层顶板附近的岩层应力较大,靠近煤层底板处的岩层应力变化不大;覆岩局部区域内产生了应力集中现象;工作面煤体的应力集中多分布在靠近顶板处的煤体,而靠近底板处的煤体其应力集中程度较顶板小;工作面煤体的轴向应力的分布分为塑性区、弹性区和原岩应力区三个区,工作面煤体沿走向方向上的侧向应力随距离工作面的距离增加而减小。

摘要： 为解决急倾斜煤层巷道非对称大变形控制难题,以赵家坝矿急倾斜煤岩互层巷道为工程背景,采用现场观测、理论分析及数值模拟等研究方法,探讨了急倾斜煤层巷道非对称变形机制,基于跨界支护原理提出了跨界锚注差异化支护技术。研究表明:急倾斜煤岩层赋存导致巷道围岩应力分布非对称,引起弧形顶侧煤岩剪切滑移变形,而直斜顶侧变形相对较小;以不同锚固长度、不同锚注方式建立两侧差异化跨界支护形式,构建围岩等效厚层锚固承载结构,模拟显示围岩应力得到优化,巷道变形显著降低,弧形顶下沉量降低39.0%,该侧巷帮收敛量降低41.6%;经现场验证,弧形顶最大裂隙深度由3.88 m普遍降至1.50 m以内,降低61.3%,直斜顶裂隙发育深度降低47.6%,围岩控制效果显著提升。

摘要： 目前对于75˚以上的中厚及厚急倾斜煤层还没有能够形成一种安全高采出率的采煤方法。论文针对阿戛煤矿高瓦斯突出近距离煤层平均倾角78˚的地质赋存条件,综合利用采矿学原理、工程类比和理论分析的方法,发明了新形的急倾斜“立U形”工作面采煤方法,确定了阿戛煤矿近距离煤层联合开拓巷道的层位、长度、断面尺寸及支护方式,设计了包括高位瓦斯巷、下位运输巷和工艺联络巷的回采巷道系统,配套了工作面ZF6800/17/31型放顶煤液压支架、ZFD18000/17/30型巷道液压支架组、MG200/WD型采煤机等主要技术装备,实现了阿戛煤矿急倾斜煤层的安全高效开采,解决了特大倾角煤层的机械化采煤技术难题。

摘要： 急倾斜煤层开采难度大,迫切需要研发新的安全、高效、绿色开采方法。总结分析了目前急倾斜厚煤层开采常用的水平分段综放、走向长壁综采和走向长壁综放3种技术现状,指出水平分段综放技术还需要在采放工艺、合理分段高度、顶煤冒放性与端头放煤、智能开采等几个方面进行深入研究,以进一步提高顶煤采出率和开采效率;走向长壁综采技术还需继续研究工作面布置、设备的防倒防滑与开采工艺等问题;走向长壁综放技术需要科学合理地利用放煤规律并制定合理的采放工艺,以提高工作面支架稳定性和顶煤采出率。根据急倾斜煤层的赋存特点,提出了现代煤炭地下气化开采技术、新式水力采煤技术2种流态化开采技术构想。以创造有效气流运动、理想反应强度及最高能量利用效率为思想,提出了针对急倾斜煤层的2种气化炉型:单气化面线性开采气化炉和双气化面U型地下气化炉,总结了急倾斜煤层气化开采仍需深入研究的关键技术,包括气化过程的控制与强化、气化反应空间管理、气化工作面探测技术、地下水污染防治与控制。针对煤层厚度较大但不能进行水平分段开采的急倾斜煤层,尝试水力开采并提出了该种条件下水力机械化开采的巷道布置构想;在厚度较小的急倾斜煤层中,探索类似于煤炭地下气化的流态化开采技术以实现不掘进巷道和井下无人的远程水力采煤,是未来难采急倾斜煤层流态化开采的重要研究方向。

摘要： 介绍了急倾斜煤层的主要开采方法及其适用性,介绍了近年来相关科研机械及生产单位在急倾斜煤层机械化开采领域的研究成果。通过对各种急倾斜煤层开采方法的优缺点及适用性的分析,提出了急倾斜煤层机械化、智能化的发展方向。根据急倾斜煤层开采时可以利用煤炭自重下滑的特点,提出了基于串珠绳锯的急倾斜薄及中厚煤层巷道放顶煤开采方法,并分析了巷道放顶煤开采的可行性,为后续急倾斜煤层机械化、智能化开采技术的研究奠定了技术基础。

摘要： 传统的急倾斜煤矿采煤方法为炮采加单体支柱铰接顶梁进行工作面支护,不仅煤炭产量较低,而且工人的劳动强度大,生命安全也难以得到保障。基于此,对某矿采用综合机械化开采急倾斜煤层进行分析研究。经实践应用,整体机械化综采设备的配套使用,使工作面开采作业变得更加安全可靠,避免了顶板的不稳定破断现象,极大地降低了煤矿工作面的生产成本,提高了煤炭产量,为急倾斜煤矿机械化开采提供了宝贵的经验。

摘要： 急倾斜煤层具有倾角大、回采过程中应力集中程度高等特点,易诱发煤矿事故,是当前煤矿领域的难题之一。东山矿业株柏煤矿煤层平均倾角45°,属于急倾斜煤层,回采难度较大,当前正在回采的十三采区上区段煤炭资源处于收尾阶段,为保证该区的正常接续开采,需对该区下区段煤炭资源进行开发。基于上区段生产系统布置以及下区段煤层赋存条件,本文对原有采区开拓布置方案进行优化设计,提出了技术上安全高效可行、经济上绿色节约的下区段采区接续延深设计方案。研究方案为株柏煤矿十三采区下区段及同类型赋存条件煤炭资源的绿色安全回采提供了工程指导。

摘要： 根据石洞沟煤业有限责任公司急倾斜煤层开采中沿空留巷支护方式的探索,得出高强度分体组合式柔性掩护支架连体支护的可行性方案。针对柔性掩护支架安架护巷受力的工作原理,通过对支架材料受力中的抗弯能力、剪切力的理论计算,结合受压试验,得到高强度分体组合式柔性掩护支架单架受冲击力时的抗弯曲、抗剪切性能依据,解决了护巷后可靠回收支架的技术难题。

摘要： 要有效保证急倾斜(大倾角)煤层工作面配套设备的安全,做好配套设备的防倒防滑是关键.本文将地处重庆市380阶段以上急倾料煤层特殊的地质条件进行充分考虑,重点论述了大倾角采煤工作面配套设备的防倒防滑措施,主要包括液压支架的防倒防滑及输送机的防滑等内容.

摘要： 由于急倾斜煤层地质条件与开采工艺的特殊性,在采用水平分层开采方式时下部卸压煤体释放的大量瓦斯流向回采工作面造成安全问题.为了治理急倾斜煤层综采工作面底部煤体瓦斯的威胁,降低急倾斜煤层底部煤体瓦斯流向回采工作面的浓度,提出了将水射流割缝与高压水力压裂相结合,形成切槽定向致裂增透急倾斜煤层底部区域煤体的瓦斯高效抽采技术.在神新集团乌东煤矿北区+500 m水平45号煤层东翼南巷40—400 m至上分层+525 m水平进行了工程试验研究.讨论与分析了急倾斜煤层切槽定向致裂瓦斯高效抽采技术的增透原理与工艺流程,制定了详细的现场工程试验方案,优选出了适用于急倾斜煤层切槽定向致裂瓦斯高效抽采技术的整套工艺技术装备.研究结果表明:采用切槽定向致裂瓦斯高效抽采技术增透急倾斜煤层回采工作面底部煤体瓦斯富集区域后,切槽定向致裂钻孔在注水压力为20 MPa条件下的瓦斯抽采纯量较普通瓦斯抽采钻孔提升了6.7倍,割缝钻孔瓦斯抽采纯量较普通瓦斯抽采钻孔提升了3.0倍;增透直接扰动半径约为6 m,70 d的抽采时间内影响半径已达到8m以上.研究结果表明应用此技术治理急倾斜煤层回采工作面底部煤体瓦斯效果明显,有效保障了上分层回采工作面的安全生产.

摘要： 为了研究急倾斜煤层走向综采覆层变形及破坏规律,采用力学分析、相似模拟实验及数值模拟分析,得到工作面覆岩破坏特性及岩层移动规律.研究表明:①以材料力学梁理论推导了上覆岩层的挠曲方程,得出了在工作面上部覆岩(0.58L处)出现了挠度最大值,顶板断裂呈现工作面中上部-上部-中下部-下部的垮落顺序.②工作面上部覆岩以产生拉伸破坏为主,工作面中、下部覆岩以剪切破坏为主.直接顶垮落的矸石充填下部近1/3的采空区域,且上部出现垮落区域比下部范围明显更大,垮落区沿倾斜方向从上至下形成"倒啤酒瓶"形态.③数值模拟显示,走向方向上覆岩层应力集中范围呈"U"形态,工作面下巷下帮部应力集中系数为2.3,工作面下部端头支护处在极不均匀的高应力集中应力环境,工作面端头及超前支护相当困难.

摘要： 本文针对急倾斜煤层采空区推底后综采液压支架出现的倒架等问题提出了连接防倒装置,使液压支架间形成整体,增加抗倾倒能力和在推底严重区域的液压支架底座下部充填矸石或浇筑混凝土铺设假底等处理技术,利于底板稳定性控制.提出一种针对急倾斜煤层综采采空区坚硬顶板实施强制放顶的方法和超前预防采空区推底的综合方法,在绿水洞煤矿3212工作面完成工业性试验,解决了采空区空塘及引起的大面积推底问题,取得较好经济、安全和社会效益.

摘要： 顶板事故是煤矿的五大灾害之一,据不完全统计占福建煤矿事故死亡人数的55％以上.福建省地方煤矿地质条件较复杂,构造变化多,随着开采深度的加深,地压显现更加明显,开采难度进一步加大.本文通过对福建省龙岩市新罗区岩山乡芹园村双叉坑煤矿38#急倾斜煤层顶板特征进行分析,结合实际提出了该煤层采掘过程的顶板管理方式.对福建省矿井急倾斜煤层开采的顶板管理有一定的指导意义.

摘要： 甘肃靖远煤电股份有限公司王家山煤矿属于典型的急倾斜煤层开采矿井。由于历史原因，井田内遗留下众多不明采空区，一旦引发事故后果极其严重。为排除这些隐患，在危险系数较高的区域开展物探工作查明采空区的分布。根据测区地质条件,选用CSAMT和TEM探测急倾斜煤层采空区.资料分析和实际验证的结果表明这两种方法的探测效果良好.由于地(煤)层的倾角较大和复杂的地质条件,视电阻率断面图上的电性分层比较凌乱,必须结合地质资料详细分析.此外,要想获得较高的分辨率需采用高维反演手段.

摘要： 新集三矿为急倾斜煤层开采,目前矿井已开采至-480m标高,井田受推覆构造影响,地层全部倒转,灰岩整体倾覆于煤系地层上方,且断裂构造发育.通过井下现场实测、数值模拟等手段,对倒转后的8-1煤单独开采及8-1煤、11-2煤、13-1煤联合开采后覆岩破坏规律进行了分析研究,并轨煤层开采安全性进行了评价.

摘要： 本文通过小华煤矿煤层赋存条件,分析目前特殊的急倾斜煤层和缓倾特厚煤层的采煤方法、顶板管理的不足,运用多种采煤方法相结合,改进现场的采煤方法及顶板管理的布置,进一步创造工作面的安全生产条件,实现安全生产.

摘要： 苏桥煤矿目前生产及建设的共三个采区由于采用下行进风,开采的多数为急倾斜煤层,在通风负压条件上存在难以调节的状态,致使工作面温度偏高.本文针对通风系统的原有状况,结合生产接替计划,根据生产布局的调整,在系统通风上分两个步骤进行了优化,从而达到预期的降温效果.

摘要： 急倾斜特厚煤层条件防洪渠煤柱特殊空间结构影响区域冲击地压危险性高,为实现该区域冲击地压危险风险预控,应用PDCA循环法按照方案设计→过程管控→效果验证→优化调整的模式,开展了防洪渠煤柱区域冲击危险性预评价及危险区域划分,编制了专项冲击地压防治设计,加强了冲击地压过程管控,采用瞬变电磁探测和PASAT-M探测技术对顶底板岩体深孔爆破工程和石门注水爆破工程进行效果验证,基于检验结果再次优化调整方案设计,通过实践形成了"常规卸压+特殊卸压"为主的急倾斜特厚煤层冲击地压综合防治措施,实现了+475m水平B3+6综放工作面安全通过防洪渠煤柱冲击地压危险区域.

摘要： 我国煤炭资源深部开采已成为常态,为了揭示急倾斜深部煤岩体应力状态特征,通过对急倾斜煤层历史地质构造形迹力学分析,采用空间椭球体几何解析方法,结合地应力测量原位试验数据,建立煤岩体应力状态椭球体模型和方程,实现对急倾斜深部煤岩体应力状态的定量化表征.研究结果表明:历史构造运动对急倾斜煤层地应力影响显著,燕山Ⅰ幕逆掩推覆作用对西山窑组煤层赋存特征具有重要控制作用;浅转深开采过程煤岩体应力状态演化可表征为应力状态椭球体向球体的膨胀过程,确定了乌东煤矿急倾斜煤层应力场类型总体为σH＞σV＞σh;急倾斜煤层开采应力场具有典型局部应力畸变特征,得出急倾斜煤岩体应力状态椭球体扁率(αse)随埋深增加呈非线性增长.

摘要： 急倾斜走向壁式开采的区段煤柱稳定决定着回采巷道的变形、移动与破坏,通过理论力学分析和数值模拟计算分析,得到了湘永煤矿急倾斜煤层走向壁式采煤法区段煤柱的变形、应力变化规律.研究表明:随着壁式工作面的推进,同一倾角的煤层,煤柱受到水平应力和垂直应力均为逐渐增大趋势.不同倾角的煤层随着工作面的推进,煤层倾角越大的区段煤柱受到水平应力越大,而垂直应力却是随着煤层倾角增大反而减小;煤柱的水平变形位移和垂直变形位移随着煤层倾角α的增大整体均呈现减小趋势,且随着煤层倾角的增大,工作面及煤柱围岩的变形破坏在水平方向上逐渐形成对称的分布,这有利于矿柱及围岩的控制.

摘要： 本发明公开了一种急倾斜薄煤层巷道煤层顶板预紧式伸缩梁及其支护方法，其中的伸缩梁包括至少一端封闭的、套在一起的两根钢管和一根弹簧，其中直径大的钢管称为母柱，直径小者称为活柱，弹簧置于活柱和母柱柱底之间，在活柱露出的柱体上和母柱柱体上分别焊接有柱耳。支护时，需确定支护位置和角度，在相应煤层顶底板处各挖一小坑，调节伸缩梁，使梁的两端卡在坑内，固定伸缩梁，在伸缩梁上铺设木条和荆笆，完成支护。本申请取代了原有的坑木支护形式，不仅操作简单，减轻了工人劳动强度；而且由于弹簧体的预紧作用，随着巷道两帮变形的增加，其支护强度增大，起到主动控制围岩变形的作用。

摘要： 本发明是开掘分段巷道(13)，使与沿脉平巷(14)相交，上部、底部沿脉平巷与倾斜巷道(16)相接，用联合机器(24)进行长壁法开采和分段巷道挖掘和运输作业。采场巷道通过天井与上部沿脉平巷相连，矿物通过斜巷(16)运到底部沿脉平巷或设置在那里的运输设备。该发明的设备特征是：在稳定部件和基础部件之间有一液压支柱，在稳定部件上有一出矿口，并装配有一门，连杆通过升一降液压缸把被安置在基础部件上的采一运机构与一托架连接在一起。

摘要： 本发明公开了一种急倾斜松软厚煤层走向长壁倾斜分层采煤技术,完全能够适应煤层厚度变化大,煤质松软,断层多等复杂地质条件的急倾斜厚煤层分层开采,真正实现对急倾斜松软厚煤层的高产高效和安全回采,该采煤技术是将工作面伪倾斜布置,所有工作面支柱穿铁鞋,在老塘侧架设沿倾斜方向的倾向架棚,保证工作面支护稳定,在上分层铺设底网和向底分层打木锚杆,放区段煤柱人工充填采空区,确保底分层煤不发生滑脱现象。

摘要： 本发明公开了一种急倾斜薄煤层巷道煤层顶板预紧式伸缩梁及其支护方法，其中的伸缩梁包括至少一端封闭的、套在一起的两根钢管和一根弹簧，其中直径大的钢管称为母柱，直径小者称为活柱，弹簧置于活柱和母柱柱底之间，在活柱露出的柱体上和母柱柱体上分别焊接有柱耳。支护时，需确定支护位置和角度，在相应煤层顶底板处各挖一小坑，调节伸缩梁，使梁的两端卡在坑内，固定伸缩梁，在伸缩梁上铺设木条和荆笆，完成支护。本申请取代了原有的坑木支护形式，不仅操作简单，减轻了工人劳动强度；而且由于弹簧体的预紧作用，随着巷道两帮变形的增加，其支护强度增大，起到主动控制围岩变形的作用。

摘要： 本申请公开了一种急倾斜薄煤层巷道煤层顶板预紧式伸缩梁，其特征是，它包括至少一端封闭的套在一起的两根钢管和一根弹簧，其中直径大的钢管称为母柱，直径小者称为活柱，弹簧置于活柱和母柱柱底之间，在活柱露出的柱体上和母柱柱体上分别焊接有柱耳。本申请取代了原有的坑木支护形式，不仅操作简单，减轻了工人劳动强度；而且由于弹簧体的预紧作用，随着巷道两帮变形的增加，其支护强度增大，起到主动控制围岩变形的作用，大大改善了支护效果，为企业安全生产提供了保障，并且可回收重复使用，支护成本低。

摘要： 本发明涉及急倾斜煤层临界伪倾斜工作面支护装置，包括顶梁、底座、导向轨以及推杆，采煤机沿导向轨行走，导向轨通过推杆固定在底座上，伪俯斜工作面的真倾角β大于松散煤体的自然安息角35°，底座底部与伪俯斜工作面的伪斜方向平行，底座与煤壁间底板的自由空间形成溜煤通道；本发明解决了开采设备的倒滑及煤壁片帮问题本发明是针对现行急倾斜煤层长壁综合机械化开采的工作面伪斜布置方式及工作面设备的弊端进行的改进。

摘要： 本实用新型公开了一种用于倾斜或急倾斜煤层的相似模拟实验装置，其包括内外部两个框架，内部框架左侧立柱可水平方向滑动；用于铺设相似材料的腔室的底板与水平面的夹角由顶升千斤顶调节；内部框架的顶板上的各液压头共同与一承压板固定连接。由于承压板始终随底板与水平面的夹角的变化同步，从而保证了垂直施压/受压，提高了模型的压实质量；并且其内部框架的底板是作为一个整体与右前方和右后方立柱上的滑槽形成可滑动连接的。这样，就提高了整个实验装置运行的安全性、稳定性与可靠性。

摘要： 本实用新型公开了一种倾斜和急倾斜煤层门形底座端头液压支架，涉及端头液压支架，主要包括：支架底座、伸缩柱、伸缩顶梁、立柱、推移千斤顶、刮板转载机机尾、下挡矸板、上挡矸板、上挡矸板连接螺栓、工作面刮板输送机机头、门形底座下煤孔，其特征是将现有的端头液压支架底座由平底形改为了门字形，机巷中的刮板转载机机尾安置在端头液压支架门形底座下，刮板转载机机尾不与端头液压支架底座固接，克服了现有端头液压支架与刮板转载机机尾固接使用，在端头液压支架和刮板转载机的推移中，易造成固接件损坏和维修不便及维修费工费时等问题。本实用新型结构简单，使用方便，具有推广应用价值。

摘要： 本实用新型急倾斜煤层伪倾斜房式伸缩掩护支架是由三角形链接掩护梁、伸缩支柱、支架脚通过与联接座连接组成一种支护采空区压力的顶梁部分为三角形铰链掩护梁结构，在支架进行伸缩时同步伸缩支护采空区压力的房式伸缩掩护支架；主要用于急倾斜煤层伪倾斜回采工作面支护，属于矿山开采技术领域。该支架具有伸缩范围大，如0.6m－5m内可以制成各种规格，如0.8－1.6m、2.2－4.4m，重量轻，如0.8－1.6m支架，220kg/架，支护面积1m/架，工作阻力20吨/架，除液压支柱要专门生产厂家生产外，其余均可自行生产。

摘要： 本实用新型涉及一种用于急倾斜煤层顺煤层钻孔的钻机，属于钻孔装备技术领域；采用的技术方案为：底盘用于稳固和支撑机架；托架用于承载运动机构；滑动基座可沿钻进方向往复运动，为钻具提供给进力和起拔力；外钻动力头驱动外钻杆旋转；内钻动力头驱动内钻杆旋转，还包括推动内钻动力头沿钻进方向往复运动的内钻油缸；内钻杆在外钻杆空腔内旋转，内、外钻杆末端安装有钻头；夹持机构固定在托架上，夹持在内、外钻杆两侧；解决了目前在急倾斜煤层顺煤层施工钻孔存在偏斜率大、孔径小、成孔率低等技术问题，可在急倾斜煤层钻大孔径斜孔。