急倾斜特厚煤层

摘要： 急倾斜特厚煤层回采工作面瓦斯涌出问题已经严重影响到煤矿的安全生产。为研究急倾斜特厚煤层回采工作面各因素对瓦斯涌出量的影响,利用分源预测法构建了急倾斜特厚煤层回采工作面瓦斯涌出量预测模型,对采用水平分段综放开采的乌东煤矿+575 m水平45号煤层西翼回采工作面的瓦斯涌出源进行分析并预测工作面的瓦斯涌出量,采用修正的Morris筛选法对采用水平分段综放开采的乌东煤矿+575 m水平45号煤层西翼及43号煤层西翼回采工作面影响瓦斯涌出量的各个因素进行灵敏度分析,结果表明:乌东煤矿+575 m水平45号煤层回采工作面瓦斯涌出量预测模型的预测结果与实测结果具有较高一致性,其最大相对误差为5.43%,最小为0.18%,平均相对误差为3.23%,验证了预测模型的准确性;回采工作面的瓦斯涌出主要来自于开采分段与下部煤体,邻近煤层与上部老采空区的瓦斯涌出所占比重较少;+575 m水平43号煤层西翼回采工作面与+575 m水平45号煤层西翼回采工作面的灵敏度分析结果整体上具有一致性,工作面的丢煤瓦斯涌出系数、开采层瓦斯涌出、煤层的原始瓦斯含量、开采煤层瓦斯含量梯度均为高灵敏度参数,围岩瓦斯涌出系数和分层瓦斯涌出系数均为灵敏参数,采动影响破坏深度为中灵敏度参数,老采空区瓦斯涌出系数为不灵敏参数。

摘要： 以急倾斜特厚综合机械化放顶煤开采工作面作为研究物理原型,系统性的进行三维立体大型物理相似模拟实验,同时利用RFPA;数值模拟软件对急倾斜大段高放顶煤开采过程中,覆岩运移规律及与之对应的煤岩复合介质时空演变过程进行及时追踪,从微观与宏观2个角度揭示急倾斜特厚煤层在不同开采条件下的覆岩介质演化—变形—失稳特征。为急倾斜特厚煤层水平分段放顶煤工作面动力失稳灾害预警与防控技术研究奠定理论基础。

摘要： 甘肃窑街三矿属于典型的受采动影响下的急倾斜特厚煤层,五采区为无机源CO_(2)侵入渗入区,属煤(岩)与CO_(2)突出危险区,局部存在煤与瓦斯突出风险。为了保障井下采煤接续和矿井生产安全,首次提出了采用分段压裂水平井方式快速消突的技术构想。围绕三矿五采区分段压裂水平井开发方式所面临的重要问题展开论述。首先,以前期邻近区域煤层气井测得的各项岩石力学参数为基础数据库,结合对该井的微地震裂缝监测解释成果,通过数值模拟方式,对所建立的数值模型各个参数进行校准,从而获取更为客观、准确的数值模型参数。在此基础上,在相同施工参数条件下,模拟受强、中、弱三种采动的影响,结果显示:随着受采动影响程度的加深,水力裂缝在垂向上的延展呈现指数性增长。无论中砂比或者高砂比,支撑缝长均符合要求。压裂目标段上覆岩层均为煤层,且受到采动影响,导致在垂向上缝高的控制成为急倾斜特厚煤层压裂的重点。针对受采动影响下的急倾斜特厚煤层,为了确保分段压裂水平井的压裂效果,建议:①应严格控制施工排量不超过6m^(3)/min,单段施工液量200m^(3),优选高砂比的清水压裂液体系;②尽量使得采动影响降低,可以考虑将水平井段布置在距离上覆采煤工作面100m以深的位置。

摘要： 为了明确急倾斜特厚煤层高压水力“割—压”钻孔间距的合理布置问题,采用数值仿真结合现场实测的方法,对单孔、双孔及六孔高压水力“割—压”钻孔周围煤体润湿范围进行分析。研究结果表明:在注水压力40 MPa、注水时间16 d左右时,六孔高压水力“割—压”钻孔饱和状态的注水湿润半径达15.3 m,可以更大范围地湿润煤体;与普通高压注水技术相比,采用水力割缝技术辅助湿润煤体时,钻孔周围煤体的注水润湿范围更大、注水效果更显著;在乌东煤矿北区+500 m水平45^(#)煤层现场实施高压水力“割—压”技术时,其“割—压”钻孔的布置间距选择30 m较为合理。

摘要： 针对乌东煤矿+600水平43#煤层开采时发生的火灾事故,对急倾斜特厚煤层水平分层开采方式的致火原因进行分析,为了快速、有效的完成灭火,提出了地表堵漏、地面注浆与火区注氮配合的灭火体系.通过现场实测和COMSOL数值模拟软件对综合灭火措施效果进行了分析,结果表明:采取综合灭火措施后,密闭区内O2浓度最终稳定在1％左右、CO最终稳定在0.013％左右,开采分层处风流分布的区域减小,煤矿无发生的火灾危险,说明综合灭火措施对于急倾斜特厚煤层的灭火具有显著效果.

摘要： 为了解决急倾斜特厚煤层水平分段浅部开采工作面存在漏风严重、 隅角气体积聚、 受自然风压影响较大、工作面氧气浓度过低等问题,以乌东煤矿+600水平45#煤层东翼综采工作面为工程背景,根据现场实测数据,提出了均压通风方案及监测方法,确保了工作面与采空区风压平衡.通过对采取均压通风前后回风隅角CH4、CO、O2浓度以及工作面漏风量进行现场实测,结果表明:均压通风系统在防止隅角气体积聚、工作面低氧、减少采空区漏风方面起到了较好作用;通过对均压区进行连续观测,均压系统的稳定性较好,对于矿井的安全生产具有重要意义.

摘要： 为了防治急倾斜特厚煤层水平分段开采冲击地压灾害,以甘肃窑街三矿为工程背景,提出了急倾斜特厚煤层工作面冲击地压的动静载叠加诱发机理以及针对性的防治对策.结果表明:由采动应力非对称分布引起的夹持煤体高集中应力是急倾斜煤层冲击的静载力源,而覆岩破断及结构失稳所形成的强动载是冲击的主要动载力源;在动静载叠加作用下,当应力达到急倾斜煤岩大范围失稳临近载荷则诱发冲击灾害.基于急倾斜煤层开采诱发冲击的动静载力源特征,建立了综合采用顶板深孔预裂爆破控动载、巷帮与底煤爆破或大直径钻孔卸静载的三位一体冲击地压防治技术体系,并成功应用于窑街三矿五采区工作面.

摘要： 以晋能控股煤业集团虎龙沟煤矿为N1201工作面研究对象,进行了急倾斜特厚煤层水平分段放顶煤采煤工业性试验研究。对采煤工艺、放顶煤支架等内容进行了分析,开采效率理想,平均月产达19 036 t,工效达12.436 t,回收率达87%。

摘要： 为了研究急倾斜特厚煤层水平分段开采期间工作面冲击地压机理,以窑街三号井LW5521-20工作面工程地质条件为背景,通过现场调研、 理论分析、 工业性试验、SOS微震监测和钻屑量监测等手段,对LW5521-20工作面开采诱冲机理及防治技术进行了研究.结果 表明:急倾斜煤层水平分段开采期间顶板和底板附近的侧面支承应力沿Ox轴呈非对称分布;当覆岩中悬顶破断引起的动载荷和煤体承受的高集中静载荷叠加作用超过冲击临界载荷时,就会发生冲击地压;当工作面附近煤体引起的附加动载荷与液压支架上的初始静载荷叠加作用超过其自身承载能力时,液压支架发生损坏;采用深孔预裂爆破、 煤体卸压爆破以及工作面支护优化等措施,可有效防治冲击地压.

摘要： 随着煤层开采深度的增加,瓦斯灾害逐渐成为影响我国急倾斜煤层开采矿井安全生产的重要影响因素;同时,由于急倾斜特厚煤层地质条件与开采工艺的特殊性,导致其水平分层工作面瓦斯治理难度增大.为此,以乌东煤矿+575 m水平43#煤层西翼工作面为工程背景,对其工作面瓦斯涌出来源进行分析并对瓦斯涌出量进行预测;提出了预抽顺层长钻孔、采空区埋管抽采、顶板走向高位钻孔抽采、下部煤体卸压拦截抽采钻孔互相结合的瓦斯立体化抽采工艺.研究结果表明:+575 m水平43#煤层西翼工作面瓦斯主要来源于开采分层与下部煤体卸压瓦斯涌出;工作面的瓦斯预抽率为42.1％,抽采达标;工作面回采过程中进风巷瓦斯涌出量维持在0.5 m3/min,回风巷瓦斯涌出量呈现降低趋势,回风隅角瓦斯浓度位于合理范围之内,回采过程中瓦斯抽采效果较为理想.

摘要： 以碱沟煤矿工作面过覆层残留煤柱为背景,采用理论分析、数值模拟等方法揭示了在急倾斜特厚煤层中覆层残留煤柱应力分布规律及应力扰动诱发动态失稳过程.研究表明:残留煤柱区域内的水平构造应力使煤体夹持在顶板与岩柱之间,形成大范围的剪切破坏;残留煤柱的存在使"撬杆效应"更加明显;工作面在推近至煤柱过程中,超前支承压力经历了应力平稳区、应力过渡区、应力叠加区,在应力过渡区与应力叠加区应力显著增大.现场采取注水、爆破耦合措施对覆层残留煤柱解危,采用微震监测系统实时监测,使工作面安全通过覆层残留煤柱.

摘要： 急倾斜特厚煤层在放顶煤开采中存在采出率低的问题,为此提出了超前爆破弱化顶煤.以碱沟煤矿超前预爆破试验工作面为背景,利用非线性软件(LS-DYNA)分析了超长爆破钻孔的数值计算模型,进行煤层爆破预裂参数的研究,分析炸药爆破时模型中监测点的压力、应变等的变化,在有效预裂顶煤的同时保障巷道支护稳定.研究结果表明,支架上方护顶煤留设厚度3.0～4.0m,顶煤预爆炮孔终孔位置距巷帮水平距离不小于4m,炮孔装药长度底端距离巷道顶部垂直高度不小于4m,爆破孔排距确定为4.0m,选用该参数时垮放效果与炸药使用量较平衡,巷道稳定性良好.数值计算结果与爆破后的现场监测相吻合,这为相似条件下煤层的综放开采提供了指导.

摘要： 以乌东煤矿+640水平东翼43#煤层工作面为工程研究背景,分析急倾斜特厚煤层上方采空区高温残煤诱发综放面火灾事故特点及火患发生原因,制定N2防灭火方案并应用,实现了综放面连续3年不发火,为类似条件下防治火灾提供了可靠经验.

摘要： 胶带斜井急倾斜特厚煤层煤(岩)与CO2突出防治工作经30多年不懈的科研攻关、探测和总结，探索出一套适合矿井实际的CO2防治技术。阐述了区域预测、局部预测、检验指标、保护层开采、瓦斯抽放，岩石防突，煤巷头掘进等CO2综合防治措施。

摘要： 针对乌东煤矿地质及开采特点,对采空区瓦斯抽采的必要性进行了分析,并根据5754502综放工作面实测采空区抽采气体数据(瓦斯浓度、一氧化碳浓度等),对工作面回采期间采空区埋管抽采及结束回采后封闭的采空区埋管抽采效果进行了分析.结果表明:工作面在回采过程中采取采空区埋管抽采能明显降低工作面回风及回风隅角的瓦斯浓度;回采结束封闭后在采取注氮防灭火措施对采空区气体进行置换的同时,继续对封闭区进行抽采,最大限度的降低采空区瓦斯,在降低了瓦斯事故风险的同时,对下分层的巷道掘进及回采能起到超前治理的较好效果.

摘要： 从对《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》的学习认识出发,阐述煤矿生产过程中,员工安全培训教育、规章制度执行、质量标准化推广和本安体系建设对煤矿安全生产的重要意义,加深对安全高效现代化矿井建设在急倾斜特厚煤层矿井安全生产中的重要性认识.

摘要： 本文结合阿刀亥煤矿开采急倾斜特厚煤层的生产实际情况,以科技创新为主要途径,以集约化生产为基本格局,主要从优化开拓布局、提高技术装备水平、改进回采工艺、加强安全生产,以及队伍管理等方面论述实现急倾斜特厚煤层高产高效开采的生产实践.

摘要： 针对急倾斜特厚煤层多分段综放开采回采巷道频繁出现强烈的矿压显现和动力灾害造成巷道变形破坏的现象,通过现场测试和理论研究,分析动力灾害机理.结果表明,采取综合防治措施可有效控制和削弱矿压显现强度、防治动力灾害事故,较好地解决了动力灾害问题,为华亭矿井安全生产提供了可靠保障.

摘要： 随着采深的逐步增加和矿井产量的逐年提高，综放面瓦斯局部(上隅角、下隅角、后部刮板输送机)超限的现象逐步明显。采用均压通风方法，使综采面增加正压并降低上、下端头的压力差，抑制已经断裂或者塌落项煤中的瓦斯向综放面释放，同时由于瓦斯比重轻，也可以通过顶煤的塌落间隙向地表释放，从而达到降低综放面瓦斯的目的。分析了均压通风系统的布置方式及有关参数，对均压通风效果进行了对比分析。应用表明均压通风是有效的瓦斯治理方法。

摘要： 随着采深的逐步增加和矿井产量的逐年提高，综放面瓦斯局部(上隅角、下隅角、后部刮板输送机)超限的现象逐步明显。采用均压通风方法，使综采面增加正压并降低上、下端头的压力差，抑制已经断裂或者塌落项煤中的瓦斯向综放面释放，同时由于瓦斯比重轻，也可以通过顶煤的塌落间隙向地表释放，从而达到降低综放面瓦斯的目的。分析了均压通风系统的布置方式及有关参数，对均压通风效果进行了对比分析。应用表明均压通风是有效的瓦斯治理方法。

摘要： 本发明公开了一种用于急倾斜厚及特厚煤层的采煤方法；它先按水平分层法开采第一分层，边开采边制作由钢性顶柱支护的柔性人工假顶；柔性人工假顶采用金属编织的网，由下端为尖状的钢性顶柱支护于采面的上方；第一分层开采一段距离后，对于已开采部分进行调面，直至起始开采处与运输巷道相接并形成一个伪斜面，在斜面上设置溜煤槽；然后对伪斜面和水平面进行推进式开采。本发明省去了大量的巷道和溜煤小眼，减少了敷设人工假顶的数量，而且采面具有更好的通风性能。具有成本低，煤炭回收率高，采面通风性能好，安全性强的特点。可应用于急倾斜的厚及特厚煤层或类似矿产的开采中，也可用于倾斜、缓倾斜的厚及特厚煤层的开采中。

摘要： 本发明公开了一种用于急倾斜厚及特厚煤层的采煤方法；它先按水平分层法开采第一分层，边开采边制作由钢性顶柱支护的柔性人工假顶；柔性人工假顶采用金属编织的网，由下端为尖状的钢性顶柱支护于采面的上方；第一分层开采一段距离后，对于已开采部分进行调面，直至起始开采处与运输巷道相接并形成一个伪斜面，在斜面上设置溜煤槽；然后对伪斜面和水平面进行推进式开采。本发明省去了大量的巷道和溜煤小眼，减少了敷设人工假顶的数量，而且采面具有更好的通风性能。具有成本低，煤炭回收率高，采面通风性能好，安全性强的特点。可应用于急倾斜的厚及特厚煤层或类似矿产的开采中，也可用于倾斜、缓倾斜的厚及特厚煤层的开采中。

摘要： 本发明公开了一种单一急倾斜特厚煤层放顶煤采煤方法，涉及煤矿急倾斜特厚煤层开采技术领域。该方法包括：在运输上山一侧的煤层顶板处沿煤层走向方向掘进，在回风上山一侧掘进一条与之相对的巷道，分别在掘进后得到的两条巷道沿煤层真厚度水平方向向煤层底板掘进两条切眼，并掘进一条巷道使两条切眼的端部连通，采煤机工作时，采用综采放顶煤开采方式，工作面推进后在煤层底板处，进行支护，预保留底板巷道。对底板处液压支架后方的预留巷道进行巷旁支护，在单体液压支柱外侧浇筑混凝土墙，通过对工作面后方采空区注入水泥浆的方式，形成挡风帷幕，工作面保持“W”型通风系统。本发明在采煤的同时实现留巷，减少了单独留巷所需的时间及成本。

摘要： 本发明公开了一种急倾斜特厚煤层开采巷道围岩稳定性的评价方法，包括以下步骤：(1)计算急倾斜特厚煤层三角塑性区垂直深度H1；(2)计算急倾斜特厚煤层深部塑性区垂直深度H2；(3)确定急倾斜特厚煤层采场塑性区垂直深度H；(4)基于工作面分段垂高h与塑性区垂直深度H的大小关系，评价急倾斜特厚煤层巷道围岩稳定性，可为急倾斜特厚煤层巷道冲击地压防治提供理论指导。因此本发明对急倾斜特厚煤层工作面安全生产、人员安危等具有重要的现实意义与重大的社会效益，具有广泛的应用前景。

摘要： 本发明公开了一种急倾斜特厚煤层顶板巷围岩塑性区范围的计算方法，包括以下步骤：(1)计算急倾斜特厚煤层的原岩应力分量σn和σi；(2)确定急倾斜特厚煤层的采动主应力分量σ1和σ3及主应力比S；(3)计算急倾斜特厚煤层顶板巷围岩的采动应力分量σr、σα和τrα；(4)计算急倾斜特厚煤层顶板巷围岩的采动主偏应力差Δs；(5)获得急倾斜特厚煤层顶板巷围岩的塑性区半径rp(α)分布形态，可为急倾斜特厚煤层巷道围岩控制提供理论指导。因此本发明对急倾斜特厚煤层既有巷道支护补强、后续巷道支护优化、工作面安全生产、人员安危等具有重要的现实意义与重大的社会效益，具有广泛的应用前景。

摘要： 本发明提供一种急倾斜特厚煤层留设保护煤柱的开采方法，开采方法包括：步骤S1，基于煤层赋存特征确定首采工作面位置，并根据首采工作面将煤层划分为多个水平分段；步骤S2，每个水平分段布置两个开采工作面，在同一水平分段的两个开采工作面之间预留有煤柱，通过煤柱对开采工作面的顶板和底板进行支撑；步骤S3，采用后退式的回采顺序对同一水平分段的两个开采工作面同时进行回采，开采工作面每推进一段距离，对下一水平分段的顶板所对应的预留煤柱进行注浆加固；步骤S4，重复步骤S2‑S3，依次对多个水平分段进行开采。该方法能有效控制煤层顶板岩层的移动，对于安全高效开采资源的同时减少地表沉陷保护生态环境方面具有重要的意义。

摘要： 本发明提出一种急倾斜特厚煤层覆岩改性方法，包括：根据急倾斜特厚煤层地质覆层条件和物理力学参数得到煤层开采参数；根据煤层开采参数进行三维建模，并根据实际对急倾斜特厚煤层覆岩采掘过程中每一个微震事件的定位和释放的能量在三维建模上构建急倾斜特厚煤层覆岩的能量场展布规律图；在能量场展布规律图上画出能量释放的总区域，以及总区域内的低能量区域和高能量区域；将采掘工作面的位置顺次与总区域内的低能量区域、高能量区域连接，得到微震聚集路径，微震聚集路径为采掘扰动下能量的传导及释放路径；对低能量区域、高能量区域和微震聚集路径开展改性措施。本发明解决了现有技术中工程实施成本高昂，工序比较复杂的技术问题。

摘要： 本发明涉及煤矿开采与矿压分析技术领域，具体是一种急倾斜特厚煤层工作面矿压显现规律的数值模拟方法，能够将急倾斜特厚煤层开采煤岩应力场‑位移场演化过程数值化，更高效、准确、直观反映工作面矿压显现规律，从而为急倾斜特厚煤层工作面矿压防治提供理论依据,步骤包括：步骤一、收集急倾斜特厚煤层工作面煤岩层地质和开采技术信息；步骤二、运用FLAC3D软件建立数值模型，进行初始静力平衡计算；步骤三、模拟急倾斜特厚煤层工作面分段开挖过程；步骤四、输出急倾斜特厚煤层工作面应力和位移计算结果，获得急倾斜特厚煤层工作面矿压显现规律。

摘要： 本发明公开了一种用于急倾斜特厚煤层分层充采的低泌水率膏体材料，属于煤矿充填开采领域，以满足急倾斜特厚煤层分层充采工艺对充填材料泌水率的要求。本发明包括以下配比的原料：水泥210kg/m3，煤矸石1155kg/m3，黄土288kg/m3，矿井水300～330kg/m3，PA贝福剂3～5.5kg/m3，HA贝福剂5kg/m3；其中，煤矸石以含水率为5%计，黄土以含水率为5.5%计。本发明首次提出适用于急倾斜特厚煤层分层膏体充填的材料，静置泌水率小于3%，能够达到符合要求的强度，可以有效解决急倾斜煤层膏体充填地表沉陷的问题，确保了充填开采地面构建物安全性。

摘要： 本发明公开了提高急倾斜特厚煤层水平分段综放开采顶煤放出率的方法，包括以下步骤：工作面布置若干液压支架、后刮板输送机与前部刮板输送机，安装采煤机；采煤机割煤、移架后，支架后部进行顶煤放落准备；启动后部刮板输送机；进行初始顶煤放落工序；进行后续放煤过程；关闭第三架放煤口，依次打开剩余各架放煤口进行放煤，直至工作面放煤至顶板侧端头支架结束，完成循环放煤作业。本发明的有益效果：改变了急倾斜特厚煤层水平分段综放开采的传统放煤循环方向，大幅度增加了底板侧顶煤回收率，减小了损失，有效减小损失煤体煤矸分界线斜率，降低煤矸分界面坡度，增加煤体放出率，操作简单，易培训，工艺改进投入成本低，效果明显。