依兰三矿煤与油页岩联合开采关键技术研究

摘要

目前国内外伴生油页岩的煤矿，受开采技术及投资成本的限制，往往只回采煤层而不及时回采煤层间的油页岩，致使油页岩层遭到破坏不利于今后的回采，造成有益矿产的浪费与损失，即使将来回采油页岩，整个生产系统将必须重新布置，并且与现行煤炭生产系统将会发生严重干扰，投资成本、安全风险及管理难度将大大增加，回采工艺也极其复杂。因此，提出了本项目的研究工作。
　　本文针对黑龙江依兰第三矿井煤与油页岩共生互层的状况，应用理论分析、flac3D数值模拟、相似材料模拟分析及进行工业试验等手段，对煤与油页岩联合开采的可行性进行了研究，探讨了煤与油页岩联合开采的方法，对顶煤（油页岩）的冒放性进行了评估，同时也对放项煤开采的合理工作面长度、采放比、放煤步距等参数进行了研究;此外，从工作面至地面运输系统的设计及回采工艺要求角度，解决因保证煤与油页岩各自的品相所采取联采分装分运的技术难题，实现利用一套生产设备及系统，将伴生资源油页岩和煤炭两种能源同时有效回收。
　　本研究不仅可以促进伴生油页岩的煤矿对油页岩的开采，提高资源利用率，减少单独回采油页岩的生产成本，而且还可以增加矿井储量，延长矿井的服务年限，具有极大的经济价值和社会价值。同时，伴生资源油页岩的开采利用，接替部分常规油气，可以缓解我国能源压力。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 课题研究的目的和意义

1．3 国内外的研究现状

1．4 研究内容及创新点

1．5 本论文的技术路线

1．6 本章小结

第2章 矿井概况

2．1 地理概况

2．1．1 交通位置

2．1．2 自然地理

2．2 矿井资源条件

2．2．1 地质特征及构造

2．2．2 水文地质

2．2．3 可采煤层赋存特征

2．2．4 油页岩特性及赋存特征

2．2．5 煤与油页岩物理力学测试

2．2．6 其他开采技术条件

2．3 煤与油页岩赋存特征小结

第3章 煤与油页岩联合开采可行性分析

3．1 技术分析联合开采可行性

3．1．1 煤与油页岩赋存特征及物理力学性质分析

3．1．2 数值模拟煤与油页岩回采时垮落状态

3．1．3 井下运输条件分析

3．2 经济分析联合开采可行性

3．2．1 节约成本估算

3．2．2 油页岩成本及效益预测

3．3 安全分析联合开采可行性

3．3．1 影响联合开采安全性的主要因素

3．3．2 联合开采瓦斯治理

3．3．3 联合开采防灭火技术

3．3．4 联合开采煤尘治理技术

3．3．5 综放工作面输送机、液压支架防倒、防滑

3．3．6 联合开采工作面防治水

3．4 本章小结

第4章 煤与油页岩联合开采方法研究

4．1 煤与油页岩联合开采方法比较

4．1．1 分层综采可行性分析

4．1．2 大采高综采可行性分析

4．1．3 综放开采可行性分析

4．2 煤与油页岩联合开采方法确定

4．3 中煤层首采综放工作面开采方案

4．4 中煤层及其顶板油页岩联合开采方案

4．5 下煤层及其顶板油页岩联合开采方案

4．6 本章小结

第5章 煤与油页岩联合开采关键技术研究

5．1 生产运输系统布置

5．2 联合开采工艺

5．2．1 回采工艺流程

5．2．2 采煤机割煤

5．2．3 移架工艺

5．2．4 推前部输送机

5．2．5 放顶煤

5．2．6 放油页岩

5．2．7 拉后部输送机

5．2．8 工作面循环作业图表

第6章 综放开采顶煤(油页岩)冒放性分析

6．1 综放开采顶煤(油页岩)冒放性影响因素评价

6．1．2 煤层赋存深度对顶煤冒放性的影响

6．1．3 顶煤节理裂隙对顶煤冒放性的影响

6．1．4 煤层(顶煤)夹石对冒放性的影响

6．1．5 顶板条件对顶煤冒放性影响

6．1．6 采放高度对顶煤冒放性影响

6．2 煤与油页岩冒放性数值模拟

6．3 煤与油页岩冒放性相似材料模拟试验

6．4 煤与油页岩冒放性的现场观测

6．5 本章小结

第7章 数值模拟矿压显现规律

7．1 数值模型建立

7．2 围岩应力分布规律

第8章 放顶煤(油页岩)开采参数的确定

8．1 合理工作面长度的分析

8．2 综放工作面推进长度的分析

8．3 割煤高度及采放比的确定

8．4 放煤步距的确定

8．5 工作面产量

8．5．1 工作面日推进度

8．5．2 工作面日产量

8．5．3 工作面日年产量

结论

致谢

参考文献

作者简介

攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果