综放开采

摘要： 磁窑沟煤矿13号煤层为厚度10 m以上的特厚煤层,采用综放方法进行机械化开采,为保证综采工作面生产效率以及安全运行,根据综采工作面和地质构造情况,在分析“三机”配套原则的基础上,对磁窑沟煤矿13号煤层工作面“三机”参数进行计算,并根据计算结果进行“三机”选型,为其他特厚煤层的综放开采提供借鉴。

摘要： 影响超前支承压力峰值位置的因素很多,采厚是影响峰值位置的一个重要因素,为分析综放工作面采厚对超前支承压力峰值位置的影响,以河林煤矿j7401综放工作面为研究对象,通过现场实测和理论分析,研究综放工作面采厚与超前支承压力峰值位置的关系,并得出结论:当采厚相同时,超前支承压力峰值位置基本相同;当采厚增加时,超前支承压力位置与工作面煤壁距离变大。该研究可用于预测不同采厚时超前支承压力峰值位置,对巷道维护和支护方案选择具有很好的指导作用和借鉴意义。

摘要： 恒晋煤业E9103工作面正常综放开采后,地面罗克公路的变形将超过允许变形值。为保证公路的安全使用,将采煤导致的变形控制在允许变形值以内,同时尽可能减少煤炭资源浪费,对现有的综放采煤方案进行优化,提出公路下部分范围内的煤炭只采不放,利用概率积分法进行离散点预计,最终确定从切眼推至120 m范围内只采不放,保证罗克公路正常使用。

摘要： 本文针对虎龙沟矿5^(#)层81511综放工作面采空区内遗煤量大、自燃风险高等问题,通过束管监测采空区自燃征兆,并对采空区采取了注氮、喷洒阻化剂、灌浆等综合防灭火措施。现场监测结果表明:采取综合防灭火措施后,采面回采期间采空区无CO涌出,同时采空区内温度未出现异常,采面采空区防灭火取得显著成效。

摘要： 为了得到彬长矿区巨厚砂岩含水层下综放开采导水裂隙带高度,采用数据分析的方法研究了矿区内17组工作面导水裂隙带高度实测数据,得到了彬长矿区导水裂隙带高度计算的回归公式,并基于彬长矿区雅店矿ZF1403工作面地质条件,采用数值模拟和现场实测的方法对回归公式的适用性进行了验证。结果表明:经验公式与实测数据的结果相差较大,已不能作为彬长矿区导水裂隙带高度计算的参考公式,而回归公式计算结果与数值模拟和现场实测的结果基本吻合,回归公式应用效果良好。在矿区内矿井未实测导水裂隙带高度的情况下,回归公式计算结果可作为矿区内矿井导水裂隙带高度的参考。

摘要： 综放工作面放煤工艺中的煤矸智能识别是智能化综放开采的瓶颈,经过十几年的不断探索研究,基于煤层的沉积环境和岩性赋存特征,提出了煤岩层低水平自然γ射线辐射高精度实时探测方法和煤矸自动识别原理,为综放工作面放煤工序的煤矸智能识别控制奠定了基础。根据特厚煤层含多层夹矸的复杂结构特征,以提高煤矸识别的精准性为目的,分析了特厚煤层夹矸的赋存特点及自然辐射特性;开展了煤-矸(夹矸)-岩(直接顶岩石)放落流动的时序规律研究,得出顶煤中夹矸的层位、间距、层数等因素会影响放落流动时序,且呈现不同的时序状态,据此进行了放落流动时序分区;相应地不同时序区的混矸率会呈现不同的特征:当夹矸无时序放出时,混矸率在一固定的范围内波动,当煤-夹矸渐次放出时,混矸率呈现上升—稳定—连续台阶式上升的特征,直接顶矸石的混入,使得混矸率呈线性增加;基于煤-矸-岩放落流动的时序特征,得出了不同时序条件下自然射线的辐射变化特征,确定了自然射线辐射强度台阶式变化与夹矸赋存参数的影响关系,区分了放煤流中含有夹矸和直接顶矸石混入的辐射特征,确定了不同煤-矸-岩放落时序区的辐射强度范围,提出了以自然射线辐射强度作为煤-矸-岩自动识别的主要参数和2种不同关窗方式的识别方法;在同煤集团塔山煤矿进行了现场测试,测试结果与研究结果得到了很好的印证,达到了预期效果,为智能放煤的现场应用奠定了基础。

摘要： 以Linux环境下离散元开发环境YADE为基础,开发了综放工作面连续进刀放煤三维仿真系统;系统以煤矿真实地质环境设置放煤参数,有效模拟了放煤过程中尾梁摆动、液压支架推移动作,以及尾梁顶部的煤矸混合动态变化过程;在此基础上,开展了单轮放煤、双轮放煤等不同工艺的进刀放煤对比试验。结果表明:进刀放煤三维模型能够真实地模拟顶煤放出过程,为从三维角度研究综放开采顶煤放出规律提供了新的方法;在综放工作面连续进刀放煤条件下,双轮分段间隔放煤效果最好,其平均顶煤采出率为86.64%、含矸率为4.06%。

摘要： 综放开采具有产量高、效益显著等优点,但受开采方式影响采空区内遗煤量较大,采空区遗煤自燃发火危险性较高,如何避免采空遗煤自燃是综放工作面开采时需要重点解决的问题。采用综合安全保障技术是实现降低采空区遗煤自燃危险的重要举措。为此,对现阶段矿井常用的防灭火技术展开分析,并以5306综放工作面回采为工程实例,对综合安全保障技术应用效果进行分析。研究成果可为其他矿井综合防灭火工作开展提供借鉴。

摘要： 针对综放采空区侧煤巷的非对称变形破坏现象,文章从理论分析、数值计算和现场试验3个方面,对煤巷的围岩应力状况和变形破坏模式进行研究。研究结果表明:综放开采采空区侧煤巷的变形破坏,在纵向和水平方向上均表现为非对称破坏模式,不对称变形的原因是在强行开采情况下,围岩受力条件不均匀所导致。

摘要： 综放开采具有煤层开采厚度大、产量高等优点,但是回采煤层顶板为坚硬岩层时,采面初期回采期间采空区顶板大面积悬空会给煤炭回采安全带来较大威胁。本文以预测麻家梁矿14203-1综放工作面初采来压步距在54 m左右为工程背景,提出通过水力压裂技术弱化顶板,理论计算得到顶板弱化高度18.48~30.8 m,在切眼内布置4种不同高度水力压裂钻孔,通过不同钻孔参数配合实现顶板方向15~25.5 m岩层压裂弱化。水力压裂后,采面初采期间顶板初次来压步距为31 m,矿压显现不明显,仅局部位置出现小范围片帮,片帮深度以及高度均在200、350 mm以内,瓦斯涌出无异常。

摘要： 顶煤运移规律是综放开采理论研究的重要内容,初始放煤阶段作为整体放煤过程的起始阶段,其运移规律和形态特征对后续移架放煤效果影响很大.以支架顶梁作为分界面将初始放煤过程分成两个阶段并应用随机介质理论建立综放开采初始放煤顶煤阶段性运移方程,包括颗粒移动概率方程、颗粒移动速度方程、颗粒移动迹线方程,利用放出量与阶段性煤矸分界线的动态关系最终建立初始煤矸分界线方程,通过相似模拟实验验证理论方程的正确性.

摘要： 基于特厚煤层综放开采顶煤厚度大,煤矸放落距离长,煤矸破断块度大小不一,放落流动空间变化的特点,本文采用实验室散体模拟实验和理论分析的方法研究了煤矸放落过程中的拱结构效应及其对顶煤损失的影响规律.研究表明:煤矸流动过程中可形成下位、中位和上位三种拱结构类型,且拱结构具有动态随机拱特征,不同层位的动态随机拱形成的几率不同,并造成了顶煤流畅度降低;分析了动态随机拱的形成机理、影响因素、失稳条件以及不同层位拱结构对顶煤损失的影响;提出了动态随机拱的处理措施以及基于提高顶煤回收率的智能化开采技术路径.

摘要： 基于特厚煤层综放开采顶煤厚度大、煤矸放落距离长、煤矸破断块度大小不一、放落流动空间变化的特点,采用实验室散体模拟实验和理论分析的方法研究了煤矸放落过程中的拱结构效应及其对顶煤损失的影响规律.研究表明,煤矸流动过程中可形成下位、中位和上位拱结构三种类型,且拱结构具有动态随机拱特征,不同层位的动态随机拱形成的概率不同,动态随机拱造成了顶煤流畅度降低;分析了动态随机拱的形成机理、影响因素、失稳条件以及不同层位拱结构对顶煤损失的影响;提出了动态随机拱的技术处理措施以及基于提高顶煤回收率的智能化开采技术路径.

摘要： 本文针对彬长矿区胡家河煤矿工程地质条件,利用数值模拟方法对不同采高条件下,综放开采过程进行了研究,分析了上覆岩层采动过程中岩体运移规律和裂隙扩展规律得出导水裂隙带发育高度约为采高的10.5～12.7倍,从而确定合理的开采高度为8.8～11.9m之间,工作面倾向合理长度为160～180m.

摘要： 综放开采技术在我国已经普遍使用,由于采煤方法发生了变化,对导水裂隙带的发育高度产生十分明显的影响.根据45个综放开采条件下导水裂隙带高度现场观测数据,应用最小二乘法原理,建立导水裂隙带计算模型.数据分析结果表明,经典分式模型计算综放开采导水裂隙带高度的偏差较大,已经不适用于综放开采导水裂隙带高度计算,因此有必要建立更加可靠的计算模型.

摘要： 为了对特厚煤层综放开采覆岩破坏高度进行深入研究,以同忻煤矿15m特厚煤层为实例,采用多种方法进行论证.采用关键层理论和材料力学相关理论,对8100工作面回采过程的覆岩破坏情况进行研究,结果表明:覆岩破坏高度最大为174.6 m,各亚关键层控制着覆岩破坏的发育,主关键层抑制着覆岩破坏的发育.应用EH-4大地电磁法和数值模拟方法,综合确定了覆岩破坏高度为150 m～172m,验证了理论计算结果的正确性,理论计算可对覆岩破坏高度有效预计.研究表明:同忻煤矿综放开采覆岩破坏高度为采高的10～11.5倍,关键层的破断控制着覆岩破坏的发育.该研究为同忻煤矿安全开采提供了理论指导,为类似条件的矿井提供了借鉴.

摘要： 为实现大倾角极坚硬顶板易发火煤层安全高效开采,采用实验室试验、工程类比和理论分析的方法,对富力煤矿11#煤综放开采关键技术进行了研究.工作面设计采用正倾斜布置方式,巷道沿煤层底板布置,采用深孔爆破预裂和水力压裂综合治理坚硬顶板技术.开发了具有强力大推力侧推机构、可单独动作的双千斤顶调底机构的ZF5600/16/28型支撑掩护式液压支架,设计了前输送机防滑底推千斤顶及合理的工作面防倒防滑技术.采用新型支架和工艺技术后,工作面日可推进4个循环,日进尺3.2m,测试回收率达到86.76％,取得了较好的经济与社会效益.

摘要： 以青东矿通过力学测试和地质调查分析,得到了巨厚坚硬顶板的强度及岩体裂隙分布特征,分析了巨厚坚硬顶板的破断条件,并确定了保护层开采方式.通过力学分析和数值模拟,研究确定了巨厚坚硬顶板条件下、极软特厚高瓦斯煤层的采煤方法、采煤工艺,设计并验算了液压支架的合理工作阻力;以太沙基地基破坏理论为基础,提出了复合岩性条件下7号煤层底板破坏深度的计算方法.研究成果在青东煤矿现场应用,在高瓦斯,坚硬顶板和断层交错的复杂条件下实现了安全高效回采,取得了良好的应用效果.

摘要： 顶煤破坏机理始终是综放开采领域的一个重要课题,充分掌握顶煤破坏过程是摆脱综放开采经验型设计准则和实现资源高回收率目标的关键.文章同时考虑顶煤由初始完整状态过渡至架后冒落状态过程中经历的垂直应力和水平应力变化,得到上位顶煤经历的应力历史为垂直应力加载、水平应力卸载→垂直应力保持不变、水平应力反向加载过程,下位顶煤则为垂直应力加载、水平应力卸载→垂直应力循环加卸载、水平应力保持不变的过程;根据顶煤破坏机理的不同,将上位顶煤划分为原始应力区、弹性压缩区、压剪破坏区、拉剪破坏区和散体冒落区,下位顶煤则划分为原始应力区、弹性压缩区、压剪破坏区,循环损伤区和散体冒落区;顶煤应力路径同三轴卸围压实验中的加载路径具有较高的一致性,实验中煤样高裂隙发育程度的宏观破坏形态表明适宜条件下实现顶煤高回收率目标是可行的,顶煤中采动裂隙发育程度同初始地应力大小及采动后的加卸载速度有关;弹性加载区顶煤破坏危险性系数不断升高,其增长速度受垂直应力加载速度和水平应力卸载速度的共同控制;控顶范围内上位顶煤二次损伤程度同顶板载荷成正比,下位顶煤则同支架支护强度和经历的支架反复支撑次数成正比.

摘要： 在煤层平均倾角33°,最大倾角45°条件下,开采受火成岩侵蚀且顶板破碎不平整的煤层时,装备选型配套起到了决定性作用.本课题通过技术攻关,解决了石台矿Ⅲ1采区采煤工作面装备选型配套和安全开采问题,为类似条件下的综采高效开采积累了经验.

摘要： 本发明公开了一种急倾斜煤层水平分段综放开采支架工作阻力计算方法，包括：确定煤层参数；以铰接岩块结构形成时间为时间界限，将覆岩垮落特征分为开采初期和开采后期两个阶段；构建对应的支架和围岩结构模型；分析两个阶段的液压支架支护强度，计算急倾斜煤层水平分段开采初期阶段和开采后期阶段铰接岩块结构失稳状态下顶板巷一侧和底板巷一侧液压支架的合理工作阻力。本发明提供的计算方法更能准确地表征实际生产中支架的受力状态，该方法对于急倾斜煤层水平分段开采工作面液压支架选型，保证生产高效安全具有重要价值。同时也为该开采条件下回采工作面顶板管理提供了新的理论分析和计算支持。

摘要： 本发明涉及一种近距离采空区下含夹矸厚煤层综放开采顶煤回收装置，包括底座、移动底座、顶梁、固定设在顶梁前端用于在煤层上进行锚定的锚定装置，活动连接在顶梁另一侧的掩护梁装置，活动连接在掩护梁装置一侧对顶煤进行收集和分离的顶煤分离装置；移动底座与顶梁通过伸缩立柱固定连接，掩护梁装置与移动底座通过多个同步液压连接柱，且该多个同步液压连接柱的两端分别与移动底座和掩护梁装置活动铰接；顶煤分离装置与移动底座通过驱动液压柱活动连接；确保整个顶煤回收装置在工作时的稳定性，顶煤分离装置能够对回收的煤和夹矸进行筛选，使大小不同颗粒的煤块和夹矸从不同的装置中抛下，能够对夹矸和煤块进行有效的分离。

摘要： 本发明公开了一种采空区下综放开采全过程两带高度的地面测试方法，属矿山安全开采领域。该方法通过对采前、采中和采后进行全过程测试采空区下综放开采两带发育高度，对比分析后准确获得两带高度量化取值；步骤如下：1、在工作面进行采前施工钻孔并进行钻孔冲洗液消耗量和钻孔电视成像观测，然后封孔到上覆采空区底板；2、工作面在钻孔的前后60m‑70m范围内采动中观测钻孔中水位变化及井下工作面涌水量变化；3、工作面推过钻孔1‑2个月再进行钻孔施工，再获得采后钻孔冲洗液消耗量和钻孔电视成像观测；4、然后进行采前和采后钻孔冲洗液消耗量、钻孔电视成像对比，并进行采中钻孔水位和工作面涌水量对比，最终准确获得两带发育高度量化取值。

摘要： 本申请提出一种综放开采顶煤运移轨迹监测装置及监测方法，其中，综放开采顶煤运移轨迹监测装置包括：测孔，测孔设置在顶煤内；测线，测线固定设置在测孔内，且测线上沿测线的长度方向依次设置有多个测点；多个倾角传感器，多个倾角传感器固定设置在测点上；监测机，倾角传感器与监测机电连接，本申请和现有技术相比所具有的优点是：通过监测机及多个倾角传感器的配合，实现对顶煤不同层位测点倾角的测量，并最终得到顶煤的运移轨迹，从而实现对顶煤的有效监测，不仅大大提高了综放开采过程的安全性，而且为分析综放开采顶煤体冒落特征提供了基础数据。

摘要： 本发明涉及煤炭开采技术领域，提供一种综放开采相似模拟实验装置及方法。上述的综放开采相似模拟实验装置包括：箱体的前板或后板与箱体的第一底板之间设有间距；多个底煤模块沿箱体的长度方向依次拼放，每个底煤模块的宽度与箱体的宽度相等，每个底煤模块的顶面与前板或后板的底面平齐；综放支架模型的顶梁位于底煤模块的顶面，顶梁位于底煤模块的顶面的长度大于一个底煤模块的长度，小于两个底煤模块的长度；破碎顶煤设置在多个底煤模块以及综放支架模型的上方。本发明提供的综放开采相似模拟实验装置，在将末个底煤模块抽出后，顶梁与次末个底煤模块之间形成封闭空间，避免了在综放支架模型移动过程中，破碎顶煤提前冒落，保证了实验的成功率。

摘要： 本发明涉及煤炭开采技术领域，具体为煤矿井下综放开采煤矸分离及采空区充填装置，包括：转载机主体，所述转载机主体包括主输送带，所述主输送带的外侧连接有第一保护仓，所述主输送带的一面连接有入料输送带。本发明通过设置有微波发生器、红外热成像仪、数据处理控制器和回填机构，以微波照射的方法主动扩大煤、矸石之间的温度差别为前提，进行显著的煤、矸温度差别识别；相比较于现有技术的煤、矸识别方法，具有快速、准确、可靠的优点，本发明的识别方法不局限于井下综放工作面的使用，也可扩展到其他领域，另外本发明对煤矸识别后，可以将不合格的煤矸混合物充填在工作面后方的采空区。

摘要： 本发明公开了基于自然γ射线的综放开采自动化顶煤放落控制方法，步骤01、在综放开采环境中，确定当前工作面环境下自然γ射线探测器的最佳阈值电压U1，确定放煤口环境本底辐射水平W；步骤02、判断当前工作面的放煤模式；步骤03、根据放煤模式计算夹矸进入放煤口时间y；步骤04、设计数器J1、J2和J3；步骤05、顶煤放落过程自然γ射线探测器进行实时煤矸辐射强度的数据监测并进行是否关窗流程判断。本发明通过建立综放开采放顶煤数值模型，获得夹矸放出时序特征，实现3s时间内精确控制顶煤放落控制，并且能够有效避免放煤过程中的误判现象。

摘要： 本发明公开了一种起伏煤层综放开采动态步距放煤工艺，涉及煤炭开采技术领域，包括以下步骤：S01：在工作面内搭建综放支架、采煤机、刮板输送机；S02：判断工作面推进方向煤层的仰俯状态；在工作面由仰斜开采过渡到俯斜开采状态下或工作面由俯斜开采过渡到仰斜开采状态下，在仰采段根据仰采角与支架的掩护梁倾角度之间的关系采用不同的放煤步距，在俯采段根据仰采角与支架的掩护梁倾角度之间的关系采用不同的放煤步距。通过本发明的设置，有效提高了顶煤回收率，减少了煤炭资源浪费，同时，通过动态调整放煤步距优化工艺相对于其他优化手段具有工艺简单、成本低廉、便于生产管理等优点。

摘要： 本发明公开了一种巨厚煤层分层综放开采导水裂隙带高度预测方法，包含以下步骤：收集预测工作面地质资料，详细掌握工作面采煤方法、覆岩地质条件、工作面参数。本发明提出上覆采空区厚度、工作面距主关键层距离等新的预测指标，提出运用GRA‑LS‑SVM模型非线性预测方法，能够较为准确、经济的预测出巨厚煤层覆岩导水裂隙带高度。

摘要： 本实用新型是一种用于综放开采顶煤放出三维模拟实验的综放支架，主要由顶梁、底座、尾梁、支撑立柱、连接板、放煤挡板、侧护板和铰接模块组成。尾梁和放煤挡板置于顶梁和底座的一侧；支撑立柱上下两端分别与顶梁与底座焊接；连接板一端的端头与支撑立柱紧密咬合，另一端与铰接模块铰接。本实用新型解决了目前模拟用综放支架采用上下滑动式的放煤口时摩擦力过大和易发生卡矸的缺陷，实现了在综放开采顶煤放出三维模拟试验台中放煤口打开、关闭以及移架动作的模拟，结构简单，易于加工，操作方便，而且通过同时使用多个该支架进行不同的组合和操作顺序，可以实现对综放工作面顺序放煤、间隔放煤、单轮放煤、多轮放煤的模拟。