巨厚煤层

摘要： 厚煤层、巨厚煤层工作面内的小断层一般断距或延展长度的规模较小,目前的探查方法和仪器受分辨率限制一般难以探查这类小断层,而小断层探查不清,将会对智能化工作面高效回采带来较大影响。针对这一问题,开展厚煤层内小断层反射槽波探测的数值模拟及现场实验工作。在数值模拟方面,采用交错网格有限差分法对厚煤层(6 m)、巨厚煤层(20 m)两种环境下含小断层(落差小于3 m)的数值模型进行三分量弹性波模拟,在对数值模拟结果进行频谱分析的基础上研究不同模型中的直达槽波与反射槽波的特征。在实际探查方面,通过不同矿区厚煤层、巨厚煤层实际发育断层进行透、反射数据综合研究,分析和比较透射与反射槽波方法对小断层的探查情况。研究表明,工面内构造发育相对简单的条件下,反射槽波对厚煤层、巨厚煤层工作面中小断层的探测较透射槽波有更强的识别性及准确性。

摘要： 大直径钻孔卸压技术是通过改变围岩深部应力状态、改变深部区域高能量聚集程度和控制巷道围岩变形的安全高效卸压技术。本文以国家能源集团国神公司准东二矿巨厚煤层煤巷掘进为例,提出采用大直径钻孔卸压防冲技术对深部能量释放,改变巷道围岩高应力分布状态,迫使围岩浅部高应力向岩层深部转移。论文采用了理论分析、数值模拟等方法,优化大直径钻孔设计,并确定了大直径钻孔、深度、长度及施工工序和位置。研究表明大直径钻孔卸压技术在受掘进扰动和应力二次集中过程中对围岩结构有一定的稳定作用,为巨厚煤层煤巷围岩变形控制及防冲卸压提供了有效措施,为国内同类型矿井做好卸压防冲工作提供了借鉴。

摘要： 为了回收露天开采过程中端帮下部压覆的大量煤炭资源,采用端帮采煤机进行回采的方法,对巨厚煤层露天矿使用端帮采煤机回采的可行性进行了研究。结果表明:端帮采煤机开采强度与边坡稳定性呈负相关,在二维计算过程中,采硐深度0~100 m时稳定性系数变化较小,采硐深度超过100 m之后稳定性系数减小速度增大;单个采硐开采至300 m时,边坡稳定性系数降低至1.066;当端帮采煤机分层开采时,滑体受煤柱群影响由未开采时圆弧形向临空面滑动,改变为煤柱群上方覆岩垮塌,稳定性系数降低至1.035;当端帮采煤机位于工作帮作业时,开采结束的采硐暴露时间久、面积大,三维稳定性系数已降低至0.994,煤柱群连锁失稳,边坡垮塌;端帮采煤机位于内排土场作业时,开采后的端帮暴露时间短,三维稳定性系数为1.164,边坡稳定性较差;后期生产时需要减少端帮采煤机服务水平数量或对开采后的采硐进行适时充填。

摘要： 随着含煤岩系沉积学从最初的旋回层理论到沉积模式,再到现阶段层序地层学理论的发展,中国学者已经在含煤岩系沉积学研究领域取得了显著的成果.(1)层序地层格架下基于可容空间增加速率与泥炭堆积速率之间平衡关系的厚煤层聚集模式受到重视,层序地层学提供了等时性地层单元,用于中国六大聚煤区等时性层序地层格架下岩相古地理的重建,为预测各聚煤期聚煤中心及富煤带的分布起到指导性作用.随着层序地层学理论的深入研究,煤相及沉积有机相的发育特征、研究方法以及划分方案也取得了新的进展.(2)近年来,煤系共伴生矿产已经成为当今煤地质学研究的热点问题之一,含煤盆地的煤层气、页岩气、天然气水合物、铀矿、三稀矿产、石墨等矿产资源具有重要的经济价值,部分共伴生矿产潜在的价值甚至超过煤炭本身.古地理作为研究煤系矿产资源的先决条件,与之联系密切,为这些矿产的研究和勘探提供极大的帮助.(3)煤作为泥炭地的产物和重要的沉积载体,其中蕴藏着丰富的"深时"古气候信息.以米兰科维奇旋回作为地层时间的"度量"工具,可以通过分析煤中碳的聚集速率,进而分析泥炭地的碳聚集速率、净初级生产力以及大气CO2的变化趋势;而随着对煤中惰质组成因的重新认识,蕴含在煤中的古野火信息越来越受到重视,基于煤中惰质组的含量对地质历史中古泥炭地野火事件以及大气氧含量的估算也成为古环境研究的新方向.中国聚煤模式及聚煤古地理今后的研究需进一步加强对不同构造背景下含煤盆地的层序地层模式、各聚煤期的聚煤古地理及聚煤规律、有益煤系共伴生矿产的古地理重建、含煤岩系"深时"古气候信息以及大数据驱动下的含煤岩系古地理定量化研究等方面的探索.

摘要： 为了探究巨厚煤层回采过程中上覆岩层跨落演化规律,开展大采高覆岩三带分布特征试验研究;以硫磺沟巨厚煤层的地质条件和回采方式为背景,开展巨厚煤层条件下的二维物理相似模拟实验.结果表明:硫磺沟(9-15)06工作面巨厚煤层覆岩垮落带高度60 m;采空区覆岩水平裂隙密度随推进距离增加整体呈抛物线分布;采空区离层量受"横三区"岩层分布影响呈现"两侧高中间低"特点.通过计算采动覆岩下沉量、裂隙密度、离层量等物理量,推导出适合巨厚煤层条件下的覆岩"三带"高度确定公式.

摘要： 由于内蒙古蒙泰不连沟煤业有限责任公司F6211工作面埋藏浅,地表漏风问题突出,导致采空区大范围遗煤氧化,且氧化产生的CO等气体随漏风涌入工作面,严重影响工作面的安全生产.为此,在分析F6211工作面煤自燃原因及灭火治理难点的基础上,提出工作面全长架后封堵的治理措施,采用普瑞特固化泡沫材料进行封堵施工,最终有效遏制了 CO等有害气体的涌出,为工作面的快速推采提供了安全的作业环境,为后续工作面封堵漏风方面积累了宝贵的经验.

摘要： 为了定量评价西部矿区巨厚煤层分层开采过程中弱胶结覆岩采动裂隙网络的发育特征,通过分形几何理论和UDEC离散元数值模拟相结合的方法分析了采动覆岩裂隙的分形演化规律.研究结果表明:西部矿区巨厚煤层在分层开采条件下覆岩发育和扩展具有良好的自相似性,分形维数D在0.461～1.488之间;巨厚煤层在分层开采条件下覆岩裂隙分形演化规律可以划分为快速升维阶段、快速降维阶段、平稳稳维阶段、周期性变维阶段等4个阶段,各阶段分形维数D与开采次数分别满足对数关系、线性关系以及二次函数关系;巨厚煤层在分层开采条件下,分形维数D拟合曲线表现出了高度的相似性,具有一定的周期性,均呈幂函数关系.研究结果可以对西部矿区的安全开采和水资源的保护提供科学依据和技术参考.

摘要： 为解决综放工作面过老巷技术难题,以彬长小庄煤矿40309综放面回采通过设备硐室为研究对象,对巨厚煤层综放面过老巷的安全技术展开研究.实践表明,综放工作面过老巷时,顶板管理、前后部刮板输送机管理对保证工作面安全、顺利推采有重要的作用;减小过老巷时的顶板悬顶面积有利于工作面顶板管理,但工作面短距离内大幅度的调斜又会对刮板输送机管理带来较大困难.通过加刀调斜、超前拉架、单向推移刮板输送机等方式,减小老巷悬顶面积,方便工作面刮板输送机搭接,保证了40309综放工作面安全推采通过老巷.

摘要： 巨厚煤层的高强度开采,造成矿区地表出现地裂缝、台阶、塌陷坑等较大非连续变形,此种变形破坏力极大,给矿区居民生产、生活带来严重威胁,同时可能引起水土流失,诱发山体滑坡等次生地质灾害,对矿区生态环境造成极大破坏.文中针对西北黄土高原区巨厚煤层高强度开采地表出现较大地裂缝、台阶等严重灾害问题,通过现场调查、变形监测等手段,分析研究巨厚煤层放顶煤开采地表移动特征及破坏机理,有效控制地表出现非连续变形.研究结果可为指导矿井安全开采,有效保护地表建(构)筑物及矿区环境提供技术依据,提高矿井开采对生态环境保护意识,在煤炭资源开发过程中注重对生态环境的保护,实现煤炭开采与生态环境保护可持续发展.

摘要： 为准确预测龙王沟巨厚煤层底板突水的危险性,运用五图双系数法对6煤层底板奥陶系灰岩水危险性进行评价,根据工作面底板破坏深度和底板水压资料,计算了带压系数和突水系数,采用Suffer软件绘制了底板破坏深度、底板保护层深度、底板有效保护层厚度、底板水压的等值线图,再根据三级判别标准绘制出带水头压力开采评价图.结果显示:井田西部和3个陷落柱异常区为危险区,井田中部为较危险区,井田东部为安全区.整体来看,龙王沟井田6煤层底板奥陶系灰岩发生突水的可能性较小.

摘要： 本文针对特大型矿井巨厚煤层中全煤巷道软岩支护的特点,计算分析提出了适合本矿井的巷道支护设计,并通过数值模拟研究论证该技术可靠性,最终确定此类型巷道的锚杆、锚索等支护参数及最优的支护方案.

摘要： 巨厚煤层综放面一次采全高上覆岩层的破坏与冒落是一个复杂的力学过程,采用相似模拟和UDEC数值模拟对巨厚煤层综放开采采场应力变化一般规律进行了分析和研究.

摘要： 为研究巨厚煤层开采中覆岩多次采动条件下二次破断机理,基于准东煤田大井二号煤矿BM煤层赋存特征,采用物理模拟、理论分析等方法,分析了多次采动覆岩二次破断规律,建立了关键块体在静载荷和冲击载荷作用下发生二次破断的力学模型.研究表明:静载荷作用下覆岩块体二次断裂形式主要为块体失稳后呈悬臂结构拉破断,块体悬露长度及上覆岩层载荷高度越大,块体厚度越小,覆岩块体越容易发生二次破断;覆岩块体自由落体式坠落受碰撞冲击力而破断,块体坠落高度、上覆岩层载荷高度越大,下伏碎胀岩体厚度越小,覆岩坠落越容易发生二次破断.

摘要： 针对巨厚煤层在综放开采条件下的煤矿工程实例,分析采场覆岩的扰动破坏规律,探究顶板离层空间形成的基本条件,并对研究区"空腔型"离层空间位置进行判别,得出顶板覆岩共有5处可发育有"空腔型"离层空间,根据经验公式法得出巨厚煤层的采厚-裂高采厚比的拟合曲线,计算得出覆岩导水裂隙带发育的最大高度为221.8m.通过数值模拟FLAG3D模拟了煤层开采过程,得出顶板覆岩垂向位移的变化情况,验证了理论计算结果的正确性.

摘要： 本文将介绍国投塔山煤矿5(3-5)号煤层接替2号煤层的开采设计研究成果，包括采煤方法确定、工作面参数选取以及工作面配套设备选型依据。上覆2号煤层的回采,提高了巨厚煤层采用综放一次采全厚时顶煤冒放性,经论证分析确定的工作面参数和设备能够满足巨厚煤层开采要求.

摘要： 为解决准东煤田巨厚煤层开采问题,综合对比分析了分层大采高综采、分层大采高综采和综放相结合、分层综放开采三种方法,认为B1煤层开采应采用分层综放开采,合理割煤高度在5.0m以下,可分三层进行开采,减少煤层重复揭露次数,降低采空区自然发火概率,开采可能面临覆岩控制、自然发火、瓦斯、设备可靠性等问题,应加强防范.

摘要： 以陕西彬长孟村煤矿401101工作面回风巷掘进巷道为背景,通过对冲击地压机理及防治理论的研究,结合现场施工工艺积累的经验,提出了"强监测、强卸压、强防护"综合防治冲击地压技术,泄压前后通过钻屑检测判定巷道冲击地压危险程度.该研究对防治冲击地压具有较强的指导意义和研究价值,为以后防治冲击地压提供了理论依据.

摘要： 陕西铜川地区某大型国有煤矿企业,自2002年投产以来,矿井涌水量呈逐年增大趋势,其井下1412工作面自2010年12月起至该面回采完毕共发生3次较大的突水事故;而后回采的1418工作面,自2012年3月起至该面回采完毕共发生6次较大的突水事故,给煤矿的安全生产带来了严重威胁.本文对矿井水文地质特征和工作面突水特征进行了分析总结.研究发现,白垩系下统洛河组砂岩裂隙潜水含水层水是矿井突水的主要水源,顶板导水裂隙带是矿井的主要导水通道;顶板的岩性及其组合特征为离层储水空间的形成提供了条件;离层水的形成是矿井突水量较大的主要原因.研究成果对该矿的安全生产和矿井防治水措施的提出都具有一定的指导意义.

摘要： 针对某高压线路工程经过巨厚煤层赋存区域的典型采动影响区的特征、性质进行研究,对输电线路杆塔地基稳定性进行了量化计算,并提出了安全边界,有效解决了线路工程穿越巨厚煤层采动影响区的问题.工程应用实例表明,研究成果具有实用性.

摘要： 分析了新疆准东二号矿井平均厚度53 m的巨厚自燃煤层的自燃危险性,结合分层放硕煤工作面巷道布置、开采工艺和通风系统能力等条件下可能出现的自燃特点,参考类似条件煤层和矿井开采应用的自燃防治技术,对适用的自燃防治技术和方法进行了探讨.

摘要： 本发明公开了巨厚坚硬顶板高瓦斯厚煤层顶板控制和提高瓦斯抽采效率的方法及钻孔机具。该方法首先在开采煤层沿顶板施工两个顺槽(1)，在开采煤层顶部一定距离处施工瓦斯高抽巷(2)；在瓦斯高抽巷(2)的两帮和底板施工角形槽炮孔(3)和圆形孔(4)；所述的角形槽炮孔(3)包括一个圆形炮孔，在圆形炮孔的直径两端有两个角形槽(5)；在角形槽炮孔(3)中装填炸药，在圆形炮孔(4)底部装填2～3m长的炸药，完成深孔分块爆破作业。本发明采用深孔分块爆破的方法将坚硬顶板控制和煤层增透、提高瓦斯抽采效率合二为一，有效控制了顶板的垮落步距同时提高了煤层的透气性、增加了煤层和瓦斯高抽巷之间的裂隙通道，提高了高抽巷的瓦斯抽采效率。

摘要： 本发明提供了一种煤层顶板巨厚含水层区域注浆治理方法，包括以下阶段：第一阶段：开采前，进行沉积相分析，选定河漫滩相地层作为目的层，如果不存在河漫滩相隔水层，则选择强渗含水层为目的层；第二阶段：对河漫滩目的层进行透水天窗的探查定位，并对其进行注浆弥补，或对强渗含水层注浆改造为隔水层；第三阶段：开采前对顶板改造后可利用的隔水层的稳定性进行监测；第四阶段：开采后，对煤柱顶板产生的滑移缝进行注浆，形成隔水帷幕。本发明通过开采前注浆弥补隔水层的天窗或改造强渗含水层为隔水层及开采后对滑移缝注浆形成隔水帷幕，达到降低含水层的厚度，减小矿井涌水量的目的，改善井下作业环境，降低成本，让停产的煤矿恢复正常生产。

摘要： 本发明公开了巨厚坚硬顶板高瓦斯厚煤层顶板控制和提高瓦斯抽采效率的方法及钻孔机具。该方法首先在开采煤层沿顶板施工两个顺槽(1)，在开采煤层顶部一定距离处施工瓦斯高抽巷(2)；在瓦斯高抽巷(2)的两帮和底板施工角形槽炮孔(3)和圆形孔(4)；所述的角形槽炮孔(3)包括一个圆形炮孔，在圆形炮孔的直径两端有两个角形槽(5)；在角形槽炮孔(3)中装填炸药，在圆形炮孔(4)底部装填2～3m长的炸药，完成深孔分块爆破作业。本发明采用深孔分块爆破的方法将坚硬顶板控制和煤层增透、提高瓦斯抽采效率合二为一，有效控制了顶板的垮落步距同时提高了煤层的透气性、增加了煤层和瓦斯高抽巷之间的裂隙通道，提高了高抽巷的瓦斯抽采效率。

摘要： 本发明提出了一种上行分层开采特厚、巨厚煤层的采煤方法，属于煤矿开采领域。该方法包括对首先对特厚、巨厚煤层进行合理划分，然后分别对下分层工作面进行开采与充填、充填效果及顶板运移进行分析，最后逐步向上开采各分层，直至完成所有分层的充填开采。本发明方法具有低下沉量、资源利用率高、对地表形态影响较小等特点，同时能够有效的控制煤层自然发火、瓦斯涌出等灾害的威胁，对“三下”或者需要进行地面保护的特厚、巨厚煤层的高效开采具有重要的指导意义，实现了矿井的可持续发展和绿色开采。

摘要： 本发明提供一种近直立巨厚煤层分段水力压裂区域防冲方法，属于冲击地压灾害防治技术领域。该方法自开采水平延深主井至压裂水平，压裂水平设计深度距离开采水平垂距为100m；在压裂水平由煤层顶板岩层开掘石门进入开采煤层，沿煤层走向掘进巷道作为压裂钻孔施工空间；在压裂专用巷道沿煤层倾角向巷道上方煤层钻取水力压裂钻孔，钻孔长度以见采空区为准，钻孔走向间距及钻孔倾向分段间距根据压裂设备参数及压裂高度进行设计。本发明通过分段水力压裂开采水平工作面下部煤体，释放煤体积聚高弹性能，降低底煤应力集中程度，达到防治近直立煤层开采底煤冲击目的，保证近直立煤层安全高效开采。

摘要： 本发明提出了一种上行分层开采特厚、巨厚煤层的采煤方法，属于煤矿开采领域。该方法包括对首先对特厚、巨厚煤层进行合理划分，然后分别对下分层工作面进行开采与充填、充填效果及顶板运移进行分析，最后逐步向上开采各分层，直至完成所有分层的充填开采。本发明方法具有低下沉量、资源利用率高、对地表形态影响较小等特点，同时能够有效的控制煤层自然发火、瓦斯涌出等灾害的威胁，对“三下”或者需要进行地面保护的特厚、巨厚煤层的高效开采具有重要的指导意义，实现了矿井的可持续发展和绿色开采。

摘要： 本发明提供一种近直立巨厚煤层分段水力压裂区域防冲方法，属于冲击地压灾害防治技术领域。该方法自开采水平延深主井至压裂水平，压裂水平设计深度距离开采水平垂距为100m；在压裂水平由煤层顶板岩层开掘石门进入开采煤层，沿煤层走向掘进巷道作为压裂钻孔施工空间；在压裂专用巷道沿煤层倾角向巷道上方煤层钻取水力压裂钻孔，钻孔长度以见采空区为准，钻孔走向间距及钻孔倾向分段间距根据压裂设备参数及压裂高度进行设计。本发明通过分段水力压裂开采水平工作面下部煤体，释放煤体积聚高弹性能，降低底煤应力集中程度，达到防治近直立煤层开采底煤冲击目的，保证近直立煤层安全高效开采。

摘要： 本发明公开了一种巨厚煤层露天矿采场内倒堆内排开采方法，确定巨厚煤层开采层数；开采煤层首分层；煤层首分层开采结束后，进行煤层二分层的倒堆开采；当巨厚煤层分为3层时，煤层三分层的开采方法与煤层二分层的开采方法相同；本发明分层开采，煤层底板揭露时间短，露天矿实现内排的周期短，外排剥离物较少；多次倒堆剥离排弃，对剥离物排弃进行合理调配，采空区实现最大填充，避免或者减少深大采空区数量，保证区域安全；分层开采减少了每一层的采煤台阶数量，减少剥离物运输排弃的高程差、缩短内排运输距离；煤层分层开采，露天矿推进度加大，煤层暴露面积减少，暴露时间极大缩短，煤层分化和自燃的风险降低，减少了开采损失，提高了矿区安全性。

摘要： 本发明公开了一种基于定向钻孔超前高压注水的巨厚煤层精准解危增产方法，包括步骤：一、巷道的卸压掘进施工；二、划分分煤层回采工作面卸压回采施工段；三、对卸压回采施工段进行超前注水卸压施工；四、对当前卸压回采施工段进行冲击危险性的测量；五、对当前卸压回采施工段进行补充卸压；六、对当前卸压回采施工段进行回采施工；七、对下一个卸压回采施工段的长距离定向超前卸压钻孔组进行修正并实施超前注水卸压回采施工。本发明使强冲击倾向性巨厚煤层中的巷道段始终在半包围式注水卸压区内掘进，有利于提高掘进速度，防止冲击地压灾害的发生；同时实现顶煤层注水软化和卸压，达到卸压防冲的目的；此外还能提高顶煤的冒放性，增加煤炭产量。

摘要： 本发明公开了一种巨厚煤层的地下原位热解开采工艺，包括以下具体步骤：步骤一、对目标采煤区进行地质评估：通过评估来确定该区块煤层是否适合采用地下原位热解工艺进行开采，评估出该区块巨厚煤层适合热解法开发，进入下一步骤；步骤二、热解单元建设；步骤三、煤层水的排采；步骤四、煤层热解。本发明解决用井工开采方法开采巨厚煤层存在的回采率低、开采效益差、煤炭自燃及瓦斯突出风险高、透水及地表塌陷的问题，特别是能够解决单层厚度超过30米的巨厚煤层的安全、高效、高采出率开采问题。