厚煤层

摘要： 蕴含丰富地质信息的厚煤层是重要的地质碳库及地质信息库,我国是煤炭资源大国,华北、西北、东北、华南等聚煤区都发育有厚煤层。传统煤田地质学认为,厚煤层是泥炭沼泽潜水面上升速度与植物遗体聚集速度长期处于均衡补偿状态下的连续聚集产物。但现今发育的泥炭沼泽单层最大厚度仅为20 m,考虑泥炭到烟煤成煤过程受到高达约6∶1的压实比例,均衡补偿成因解释厚煤层的形成可能存在一定的不合理性。基于煤岩学、层序地层学、旋回地层学的理论和研究方法,对不同盆地厚煤层中反映气候变化的天文周期信息开展研究。结果表明,厚煤层中煤岩显微组分以及灰分在垂向上的周期性变化和沉积间断面的存在,是多期次泥炭沼泽叠加形成厚煤层的重要依据。泥炭沼泽多期次叠加及厚煤层中煤岩显微组分的周期性变化均受当时的气候环境演化影响,而气候环境的演化又受控于天文周期。综合已有的厚煤层成因观点和实例研究,提出受天文周期控制的多期次泥炭沼泽叠加成煤理论和模型,用于解释厚煤层的成因机制。

摘要： 厚煤层开采过程中,工作面三角煤易受采动影响而出现片帮、冒顶等情况。为此,在阳煤一矿8304工作面进行新型注浆材料加固工作面三角煤试验,并对高分子材料和新型加固材料的对比试验。试验表明:灌注高分子材料与新型注浆材料均可有效防治工作面三角煤片帮、冒顶,且新型注浆材料造价低,具有较广的推广前景。

摘要： 为了研究厚煤层综采沿空留巷支护技术,通过沿空留巷围岩控制原理分析和工程实践,提出了巷内补强支护、巷旁充填支护和临时辅助支护为一体的支护结构体系。巷内补强支护采取补打高预应力锚索和下帮煤体注浆加固的措施;巷旁充填支护主要是采用高水速凝材料构筑巷旁充填体,为了提高巷旁充填体的承载和抗变形能力,充填体中置入锚栓,表面用金属网和梯子梁与锚栓稳固件固定;临时辅助支护采用ZX28800/20/32型液压支架与单体液压支柱配合钢梁的方式。结果表明,巷道与充填体变形均在允许范围之内,沿空留巷每米费用比新掘一条巷道低约1000元,多采出的煤炭每米可获得利润约2.8万元,且缓解了矿井采掘衔接紧张的问题。

摘要： 切顶卸压自动成巷技术能大幅提高采区煤炭采出率、降低巷道掘进率,为进一步扩大该技术的试用性范围、完善其应用体系,以益新煤矿43073工作面缓倾斜厚煤层拱形断面回风巷为例,开展该地质条件下的技术应用研究。在对倾斜及缓倾斜煤层切顶成巷技术应用难点进行分析的基础上,对试验工作面留巷切顶进行设计,并采用数值模拟方法对切顶效果进行模拟验证;对缓倾斜厚煤层拱形断面上巷切顶留巷配套适应性技术进行总结,设计得到各项技术的关键参数;于试验工作面进行了实践验证,留巷变形及工作面矿压监测显示留巷整体变形量较小,切顶卸压效果明显,留巷可以满足相邻工作面的复用需求。

摘要： 针对庞庞塔煤矿的煤层赋存条件及地质条件,采用理论分析和数值模拟的方法,确定了9#煤层综放工作面的割煤高度为3.2 m,放煤高度为8.6 m,采放比1:2.69,最佳放煤步距为0.8 m,最佳放煤方式为单轮顺序放煤,并在9-301工作面进行工业性试验,顶煤回收率高达87.2%,取得了良好的经济效益。

摘要： 为了探究东周窑矿宽煤柱巷道围岩变形机理,通过现场观测、理论分析现有宽煤柱条件下下侧向高支承压力对巷道围岩的影响和采动应力叠加的影响,理论计算了合理煤柱宽度为6 m,提出了相应的支护措施,并在现场取得了良好的应用。结果表明:采用窄煤柱沿空掘巷后,相邻工作面开采期间巷道围岩最大变形量为127 mm,围岩控制效果良好。

摘要： 为了解决顶板难垮难落的问题,本文以煤峪口矿为研究背景,利用数值模拟结合工业化试验对爆破切顶进行研究,通过数值模拟确定了最优切顶角度为10°,并给出了切顶卸压的具体施工方案。通过对切顶效果进行钻孔窥视及巷道围岩变形情况进行监测,发现经过切顶后巷道顶板裂隙完全贯通,巷道围岩的变形得到有效控制,预裂切顶卸压方案可行,为矿井安全高效开采提供一定的依据。

摘要： 针对山西忻州某矿井厚煤层综放工作面在回采期间的瓦斯涌出量预测问题,根据已有的煤层瓦斯含量数据,利用分源预测法,分析了瓦斯涌出的主要来源,并通过详细计算,对矿井在不同产能条件下,13103综放工作面在回采期间的瓦斯涌出量进行了预测。当矿井产能为4.0~8.0 Mt/a时,工作面的绝对瓦斯涌出量预测值为6.23~12.45 m^(3)/min。在矿井的实际生产当中,对瓦斯防治的方式方法提供可靠的理论数据参考,为矿井的安全生产提供有效的前提保障。

摘要： 为研究承压水体上厚煤层综放开采底板采动破坏特征及渗流特征,采用数值模拟的方法进行了分析。通过数值模拟研究发现,随着工作面不断推进,煤层底板破坏特征依次呈现出半圆形、倒三角形和“勺”形。受采动扰动影响,煤层底板承压水强渗区呈现出滞后工作面的特点,随着工作面的推进强渗区呈现出“波浪”式变化。通过现场实测得到煤层底板破坏深度最大值为30.92 m且未出现明显的底板突水现象,验证了数值模拟的可靠性,为矿井安全生产提供了参考。

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： 针对近水平厚煤层区段间留设煤柱尺寸较大造成的资源浪费和回采巷道沿底板布置造成的支护困难等问题,结合察哈素煤矿工程背景和实践经验,运用极限平衡理论计算了下区段进风巷顶煤的弹塑性变形区,为沿空掘巷的位置提供了选择范围.并采用注水测漏法对下区段进风巷顶煤破裂区范围进行验证,最终确定下区段进风巷的合理位置.结合实际情况,设计了区段间相邻巷道联合支护方案.采用FLAC3D5.01数值模拟软件对沿空掘巷位置和联合支护方案效果进行模拟.最终结果表明,相较于综放开采沿底板布置回采巷道,采用错层位外错式布置下区段回采巷道并采用区段间相邻巷道联合支护方案进行巷道支护可以有效减小塑性区的范围,保证了沿空掘巷的稳定性.其研究方法和结论可以为类似工程背景提供一定的参考.

摘要： 为了解决长平煤矿厚煤层小煤柱留设条件下的巷道支护技术难题,利用FLAC3D数值模拟软件,模拟分析了煤柱受力特征和采动应力扰动下应力演化规律;基于围岩整体控制原理,设计了煤柱湿式喷浆和锚杆(索)联合支护参数,优化分析了超前支护距离和支护刚度;采用采空区煤柱侧顶板布置超前钻孔方式实现煤柱上方顶板分离.通过现场试验表明,回采扰动前巷道两帮最大收缩量20mm,最大顶底板移近量12mm,采动影响后煤柱两帮最大收缩量350mm,最大顶底板移近量230mm,取得了理想的围岩控制效果.论文研究成果对于解决厚煤层小煤柱巷道的围岩控制问题具有重要的指导和借鉴意义.

摘要： 采用有限体积法对采取钻孔排放瓦斯措施下厚煤层煤巷煤壁瓦斯涌出规律进行了数值模拟,得到不同煤层原始瓦斯压力和透气性系数条件下煤壁煤体瓦斯压力分布与煤壁瓦斯涌出速率.模拟结果表明,与未采取钻孔排放瓦斯相比,钻孔排放瓦斯措施使得煤巷周围一定范围内形成瓦斯泄压区域,厚煤层沿底板煤壁瓦斯涌出速率明显减小;根据模拟结果,采用数据拟合曲线方式得到厚煤层煤巷煤壁瓦斯涌出速率公式,该式可表征采取钻孔排放瓦斯措施下厚煤层煤巷煤壁瓦斯涌出速率.

摘要： 分析了7m厚煤层采煤机的主要技术参数和应用情况,指出了国产7m厚煤层采煤机与同类进口设备的主要差异,介绍了7m厚煤层采煤机的主要技术与结构特点,提出了影响7m厚煤层采煤机可靠性的关键技术,并指明了7m厚煤层采煤机的后续研究方向.

摘要： 为了解决采掘接续紧张的局面,在金凤煤矿厚煤层中进行柔模混凝土大断面沿空留巷,采用锚网索进行巷道补强支护,柔模混凝土进行巷旁支护,工字钢配合∏型梁进行临时支护,取得了很好的支护效果,缓解了采掘接续的紧张局面,提高回采率,创造了可观的经济和社会效益.

摘要： 为了实现切顸卸压沿空留巷工艺在厚煤层应用零的突破,中国中煤集团与何满朝院士团队合作,在姚桥煤矿7719综采放顶煤工作面首次试验切顶卸压沿空留巷工艺,虽未达到试验的理想效果,却开创了厚煤层切顶留巷工艺的先河,为将来切顶留巷工艺在厚煤层的推广应用积累了宝贵的经验.

摘要： 本文针对特厚煤层条件下应力集中巷道的支护问题,在介绍支护设计原则及关键因素的基础上,给出了适应该条件下的优化支护方案:①锚杆支护间排距900mm×800mm,锚杆Φ22mm×2400mm,Q500高强螺纹钢,屈服强度18t,抗拉强度23t,安装应力4t以上;②锚索支护间排距2000mm×1600mm,锚索类型:直径21.8mm,8.3m,最大破断力大于56t.提出使用锚杆(索)的让压支护技术,并给出工程实践结果.本支护方案的优化研究对后期类似条件下巷道的支护分析具有一定的参考价值.

摘要： 研究建(构)筑物下压煤开采技术对于提高煤炭资源采出率具有重要意义.本文结合煤矿具体的地质采矿条件,研究提出了土石坝体下厚煤层放顶煤开采协调技术.该技术考虑了工作面推进方向、开采尺寸、工作面位置、开采顺序和推进速度等五个方面的因素.在计算了厚煤层协调开采后坝体的移动和变形值的基础上,研究了土石坝体采动影响程度;在开采过程中,在坝体上建立地表移动观测站并对坝体进行了动态监测.通过对土石坝体采取一些维护措施,成功实施了坝体下厚煤层放顸煤五因素协调开采.研究结果表明:厚煤层协调开采技术应用于土石坝体下采煤是可行的,确保了土石坝体下安全采煤,提高煤炭资源采出率.

摘要： 厚煤层(煤层厚度≥3.5m)产量占我国煤炭总产量的45％左右,其中,综合机械化放顶煤开采(综放开采)作为开采此类煤层的主要方法之一,一直面临着顶煤采出率有待提高的问题,其根本原因在于对顶煤破碎机理和放出规律缺乏深层次掌握,顶煤放出规律属于非理想松散介质的流动问题,目前以采用物理模拟试验与数值模拟计算为主.本文介绍了采用颗粒流程序PFC2D和PFC3D进行综放开采煤岩散体流动特性模拟的一般方法和步骤,并基于BBR研究体系,阐述了顶煤放出规律的主要研究内容,分析了影响煤岩散体流动特性的主要因素;最后对比了采用二维和三维离散元模拟研究煤岩散体流动特性的合理性和优缺点,提出了2.5维离散元快速模拟综放开采散体煤岩放出过程的方法.

摘要： 侏罗纪大同组"三硬"地质条件下大采高回采工艺攻克了厚煤层(4.8～5.6m)开采的技术难题,建立了厚煤层(4.8～5.6m)回采模型,揭示了顶板活动规律,有效地控制了顶板及巷道围岩稳定性,避免了因开采技术造成煤炭损失,为厚煤层开采支护设备选择、巷道支护方式及参数确定提供了依据,指导了现场开采工艺的实施.实现了厚煤层安全、高效、高回收率的开采,为厚煤层的大规模开采奠定了坚实的理论基础,为类似条件下的煤层开采开创了新的技术途径.

摘要： 本发明公开了一种基于坚硬厚岩层与煤层厚距关系的冲击危险评价方法，先采集所需评价煤层上方的地质资料，确定煤层上方各个岩层的分布情况和各个岩层的力学性能，接着选出符合条件的坚硬厚岩层，并记录各个坚硬厚岩层的厚度及各自下边界与煤层上边界之间的距离；然后根据本申请人研究发现煤层上方坚硬厚岩层的厚度与坚硬厚岩层下边界距煤层上边界的距离之间的关系，对煤层的冲击地压存在对应影响，经过取值划分后确定判别标准，将选出的坚硬厚岩层分别经过判别标准处理后，得出各个坚硬厚岩层对应的危险指数；最后选择各个坚硬厚岩层对应的危险指数中的最大值，确定为最终危险指数，根据最终危险指数确定煤层顶板在对煤层造成的冲击地压危险强度。

摘要： 本发明涉及煤炭开采领域，具体是一种倾斜厚/特厚煤层巷顶沿空掘巷顶煤支护加固方法。解决了采用架棚支护成本高、操作复杂、工人劳动强度大的问题。包括以下步骤，1）在倾斜厚/特厚煤层中采用进风巷沿顶板设置，回风巷沿底板设置的错层位巷道布置，工作面下端通过圆弧段逐渐过渡至水平，下一工作面的回风巷，即巷顶沿空掘巷与上一工作面的进风巷重叠布置。2）巷顶沿空掘巷与上一工作面平行推进。3）从进风巷向巷顶沿空掘巷打锚杆或锚索，或者从回风巷的巷顶沿空掘巷向进风巷安装锚杆或锚索。4）锚杆或锚索贯通中间煤体后，在两条巷道中分别在锚杆或锚索两端安装托盘，加固和支护巷顶沿空掘巷顶煤。

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： 我国厚煤层产量约占全国煤炭产量的40％～50％。随着厚煤层开采深度逐年增高，煤层瓦斯含量也逐渐增大，且煤层普遍透气性低，严重影响瓦斯抽放。结合现有瓦斯抽采技术施工工艺复杂、工程量大等问题，确定了一种厚煤层立体化巷道布置网络化爆破抽采全厚瓦斯方法。立体化布置工作面回采巷道，在两回采巷道开采帮分别向煤体内打设两排交叉钻孔，上排为瓦斯抽放孔，下排间隔布置瓦斯抽放孔和爆破孔，在上排瓦斯抽放孔与下排爆破孔的交叉点处安放药包，实施爆破增透产生网络裂隙；两药包之间采用水带间隔，隔爆降尘。本发明在不增加专用瓦斯抽放巷及煤体不过度破坏情况下，增大厚煤层透气性，可实现厚煤层全厚抽采瓦斯，增加抽放瓦斯量和瓦斯抽放有效时间。

摘要： 本发明提供的特厚煤层大采高一次采全厚放顶煤控制系统，通过液压支架对顶板的反复支撑破坏顶煤结构，控制顶煤冒落；后部刮板输送机设置于液压支架的后方，承接冒落的顶煤；尾梁往复摆动与所述插板的反复伸缩相配合，对冒落的顶煤中的大块煤进行破碎；在转载机的机头设置有预破碎组件，对从后部刮板输送机传输至转载机的大块煤执行破碎操作。在转载机的靠近机尾部分设置破碎机，对转载机内的大块煤执行破碎操作；所述皮带运输机设置于所述转载机的出口，承接所述转载机输出的煤并运输。因此，整个系统对冒落的顶煤执行三次破碎操作，大块煤的存量降到最低，从而能够保证落在皮带运输机上的煤块对皮带机的冲击破损程度降到最低。

摘要： 本发明涉及煤炭开采领域，具体是一种倾斜厚/特厚煤层巷顶沿空掘巷顶煤支护加固方法。解决了采用架棚支护成本高、操作复杂、工人劳动强度大的问题。包括以下步骤，1）在倾斜厚/特厚煤层中采用进风巷沿顶板设置，回风巷沿底板设置的错层位巷道布置，工作面下端通过圆弧段逐渐过渡至水平，下一工作面的回风巷，即巷顶沿空掘巷与上一工作面的进风巷重叠布置。2）巷顶沿空掘巷与上一工作面平行推进。3）从进风巷向巷顶沿空掘巷打锚杆或锚索，或者从回风巷的巷顶沿空掘巷向进风巷安装锚杆或锚索。4）锚杆或锚索贯通中间煤体后，在两条巷道中分别在锚杆或锚索两端安装托盘，加固和支护巷顶沿空掘巷顶煤。

摘要： 本发明公开了一种厚煤层综放工作面双层硬厚岩层超前预裂方法，涉及煤矿安全技术领域，设计了双层硬厚岩层低位碎裂、高位断裂、水压致裂、矿山压力再致裂四位一体的预裂模式，真正解决双层硬厚岩层难以冒落的问题，施工材料消耗少，工程量小，节约人力物力，降低生产成本，实施效果显著，具有很高的实际应用价值。

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： 本实用新型提供的特厚煤层大采高一次采全厚放顶煤控制系统，通过液压支架对顶板的反复支撑破坏顶煤结构，控制顶煤冒落；后部刮板输送机设置于液压支架的后方，承接冒落的顶煤；尾梁往复摆动与所述插板的反复伸缩相配合，对冒落的顶煤中的大块煤进行破碎；在转载机的机头设置有预破碎组件，对从后部刮板输送机传输至转载机的大块煤执行破碎操作。在转载机的靠近机尾部分设置破碎机，对转载机内的大块煤执行破碎操作；所述皮带运输机设置于所述转载机的出口，承接所述转载机输出的煤并运输。因此，整个系统对冒落的顶煤执行三次破碎操作，大块煤的存量降到最低，从而能够保证落在皮带运输机上的煤块对皮带机的冲击破损程度降到最低。