特厚煤层综放开采相关技术难题_中国煤炭行业知识服务平台

特厚煤层综放开采相关技术难题

特厚煤层综放开采因其一次采出煤层厚度大，形成大尺度开采空间，只有较高层位岩层才能形成稳定的砌体梁结构，使得综放工作面矿压现象强烈。本专题涉及采动影响下综放工作面端头围岩控制技术、厚煤层开采地表移动变形规律的深厚效应、综放开采沿空掘巷小煤柱宽度留设等研究。

行业视野: 采矿
类别; 84个
关键词; 63位
专家; 21篇
论文; 11922IP
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基于基本顶断裂位置的综放沿空掘巷煤帮支护技术

作者(Author)：孟祥军

摘要：针对深部综放开采大断面沿空掘巷不易支护的难题，采用理论分析及现场实践的方法，研究了深部综放开采大断面沿空掘巷煤帮的破坏特点，揭示了帮部长锚索结合锚网联合支护的作用原理，提出了根据钻进煤粉量的变化来判断基本顶断裂线位置及确定深部沿空巷道巷帮锚索支护长度的方法，并在东滩矿1306工作面验证了该方法的有效性。研究表明：深部综放开采大断面沿空掘巷具有水平变形大，两帮鼓出大，特别是实体煤帮鼓出严重的特点；帮部长锚索结合锚网联合支护能够在浅部通过锚杆群和金属网形成点面结合的支护体系形成挤压加固墙，从而抵抗塑性区煤体对其侧向压力，起到加固巷道的作用；基于钻进煤粉量、围岩压力和顶板的断裂之间的联系，提出了深部综放开采大断面沿空掘巷实体煤帮的控制对策和深部沿空巷道实体煤侧巷帮锚索支护长度的确定方法；以东滩矿1306轨道巷为例进行了实体煤帮的钻孔煤粉测试，并基于测试结果进行了实体煤帮加固设计；现场工程实践表明加固后实体煤帮的水平变形明显减小，证实了该加固方法的有效性。

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煤炭科学技术

2020年第01期

701

1502
基于数据分析的近直立煤层冲击地压致灾因素研究

作者(Author)：曹民远, 陈建强, 闫瑞兵, 刘永红

摘要：为了掌握乌东煤矿南区近直立特厚煤层冲击地压致灾因素，基于矿井采掘布局及B3+6煤层上覆煤柱赋存特征，采用数据统计的方法分别对矿井微震事件分布和B3+6煤层综放工作面冲击地压事故进行了统计分析。研究结果表明：上覆煤柱是冲击地压显现的主要致灾因素，采掘扰动、采深、煤柱资源回采情况是冲击地压显现的影响因素。不同煤层综采和掘进工作面相向80 m、相错110 m时，采掘扰动影响较明显，相向0～30 m时微震频次达到峰值；B3+6煤层冲击地压事故集中分布在大洪沟煤矿小井工业广场煤柱和大洪沟煤矿工业广场煤柱区域，经过多分层开采后，上覆煤柱应力影响作用仍存在，且随煤层开采层数增加，冲击地压显现时工作面的位置与煤柱关系呈“进煤柱前-煤柱下-出煤柱后”规律性变化。发生冲击地压时综放工作面集中分布在距煤柱边界50 m范围内，随着上覆煤柱走向长度增加，冲击地压事故发生时综放工作面与煤柱边界的距离增大，同时煤柱附近区域冲击地压事故的概率和破坏强度也随之增加。

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煤炭科学技术

2019年第12期

684

671
关键层对特厚煤层综放开采地表沉陷规律的影响研究

作者(Author)：高超, 徐乃忠, 何标庆, 邓伟男

摘要：特厚煤层综放开采一次性采全高，其采放煤层厚度大，垮落带和裂隙带高度亦相应增大，使得覆岩“两带”发育直接波及到覆岩上部、对地表沉陷起重要控制的厚硬关键层，其移动变形与地表沉陷特征密切相关。为从覆岩内部岩层移动变形角度探究关键层对特厚煤层综放开采地表沉陷的控制影响作用，应用工程类比法与数值模拟综合确定了东坡煤矿914工作面“两带”高度发育情况，通过关键层理论计算了各亚关键层和主关键层破断距与层位，应用3DEC模拟了关键层对地表沉陷规律的控制影响作用。研究结果表明：应用工程类比法结合数值模拟塑性分区法可综合确定“两带”高度发育情况；上覆岩层及地表的移动变形受厚硬岩层的影响控制，表现为上覆岩层破断特征具有组合移动性、传播至地表呈突陷性；关键层内岩梁破断长度越短，地表沉陷盆地边缘越平缓、地表沉陷影响范围越大；受关键层破断距与破断形式差异的影响，地表下沉盆地开切眼侧较陡、终采线侧相对较缓。

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煤炭科学技术

2019年第09期

1013

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综放开采沿空掘巷顶煤挤压破裂机理与控制技术

作者(Author)：张广超, 吴涛, 吴继鲁, 戴德胜, 申世豹, 赵仁宝

摘要：基于沿不稳定覆岩下掘进的综放沿空巷道顶板煤体出现的沿水平方向挤压破裂问题，以王家岭矿103工作面具体条件为工程背景，采用现场调研、理论分析、数值模拟和工业性试验相结合的综合研究方法，分析综放沿空巷道顶板煤体挤压破裂力学演化机理及相应的控制技术。研究结果表明：①受不稳定覆岩破断回转运动影响，顶板煤体沿水平方向发生明显挤压运动，造成顶板浅部煤体挤压、错动和破碎；②关键块回转运动行为将对沿空巷道围岩产生不稳定的支承压力σj，同时还将对顶板煤体产生偏斜挤压力σd，两者共同作用是沿空巷道顶板煤体沿水平方向发生挤压变形和破裂的根本原因；③数值分析表明，靠煤柱侧水平位移量约为240 mm，靠实体煤侧顶板变形量约为40 mm，两侧顶板位移量的显著差异必将导致相邻岩层间的错动滑移并出现挤压破裂，0水平位移点由顶板中心位置向实体煤侧明显偏移。④不稳定覆岩下沿空掘巷顶板控制，既要对靠煤柱侧顶板进行加强支护，同时还要提高支护结构对顶板煤岩体水平运动的适应性，据此提出了“高强锚杆支护+锚索槽钢组合结构”的顶板支护方案，并进行现场应用。现场工程实践表明，该技术可有效控制综放沿空巷道顶板煤体挤压破裂问题，为类似地质生产条件下综放沿空巷道围岩控制提供理论依据和技术支撑。

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煤炭科学技术

2019年第05期

518

625
松散砂砾含水层下特厚煤层分层综放开采可行性研究

作者(Author)：李江华, 李宏杰, 黎灵, 杜明泽

摘要：突水溃砂灾害对工作面的安全回采影响恶劣，矿井生产过程中应采取安全有效的防治措施。水体下采煤合理留设安全煤岩柱，需要考虑覆岩裂隙发育特征、岩石物理力学性质等，含水砂层水文特征、渗溃性及黏土的阻隔水特性等的研究同样关键。以多伦煤矿为例，通过岩石物理力学性质测试、砂土渗溃性试验及水文补勘，得出松散层底部砂砾含水层富水性弱，砂土的渗溃直径大于6.5 mm，渗溃性较差；松散层底部黏土样的塑性指数基本都大于17，液性指数都小于0，为坚硬半固结状态，具有良好的隔水性和比较差的流动性；7号煤层顶板岩石力学强度低，泥类岩占50%以上，属于软弱类型。采用地面钻孔冲洗液漏失量和水位观测方法对覆岩破坏垮落带和导水裂缝带高度进行观测，其中软弱地层特厚煤层单层综放开采最大垮采比为5.62，分层综放开采最大垮采比为4.71，为防隔水安全煤（岩）柱的留设提供了依据。根据研究成果，底砾区、底黏区分别具备留设防砂和防塌安全煤（岩）柱开采的条件，并对井田北部工作面进行开采优化设计，部分基岩较薄区域实现了分层综放安全回采，提高了生产效率。经多个工作面试采后，工作面涌水量较小且未发生突水溃砂事故，表明该水文地质条件下煤层开采所选取的方法及措施合理，对松散含水层下特厚煤层开采突水溃砂的防治具有指导意义。

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煤炭科学技术

2019年第05期

731

3032
特厚煤层综放开采矿压显现规律的采厚效应研究

作者(Author)：樊克松, 申宝宏

摘要：针对特厚煤层综放工作面矿压显现规律强烈，且对于矿压显现与煤层采厚间关系的认识不足的问题。以芦子沟煤矿3106特厚煤层综放工作面为背景展开研究，首先对采厚为17 m和30 m两种特厚煤层条件下矿山压力进行了现场实测，研究结果表明：2种条件下矿压显现规律具有一定的相似性。通过室内物理相似模拟试验建立了2种采厚条件下大空间采场覆岩结构力学模型，并分析了其对矿压显现的作用机制，指出采厚30 m时覆岩呈“下位直接顶悬臂梁-上位直接顶简支梁-基本顶铰接岩梁”的结构特征，使得直接顶和基本顶回转变形对支架作用力不增反减，导致矿压显现规律并没有随煤层厚度增加而变得强烈。

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煤炭科学技术

2019年第03期

693

1680
急倾斜煤层综放工作面冲击危险性评价研究

作者(Author)：曹民远, 孙雪亮, 杨磊, 刘永红

摘要：为了提高急倾斜煤层综放工作面冲击地压危险性评价指标的准确性和增强评价方法的适用性，采用数值模拟及理论计算的方法，得到了综采工作面过煤柱区域的应力分布，分析了采掘工作面应力扰动叠加的影响，提出了近直立煤层动态权重评价法的计算体系，介绍了近直立煤层冲击危险性评价指标和评价指标分级过程，并将动态权重评价法应用于+495 m水平综放工作面冲击危险性评价中。研究结果表明：碱沟煤矿急倾斜综放工作面冲击地压的主要影响因素是煤柱和采掘工作面应力扰动叠加；+495 m水平综放工作面冲击危险等级为Ⅱ级，具有弱冲击危险性，并划分了沿工作面走向830~1 000 m、370~530 m、上分层终采线前后50 m范围3个冲击危险区域，现场验证了动态权重法能有效实现急倾斜煤层冲击地压危险性评价。

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煤炭科学技术

2019年第02期

520

868
超强矿压综放工作面支架工作阻力优化研究

作者(Author)：郎军

摘要：针对酸刺沟煤矿工作面回采初期矿压显现强烈、工作面顶板下沉量大、压架事故频发的问题，采用现场实测与理论分析相结合的办法，对酸刺沟煤矿6上105-2综放工作面压架机理及液压支架工作阻力优化进行分析研究。研究结果表明：工作面冒采比小、直接顶韧性高悬顶距大、顶煤超前冒落导致顶板回转量大、支架工作阻力发挥不充分，工作面顶板下沉量大于800 mm；基于位态方程，从控顶效果出发，计算支架临界工作阻力，通过更换安全阀，提高泵站压力，将旧支架工作阻力提升至17 946 kN，工作面顶板下沉量小于600 mm；通过比较支架均值阻力、支架均值偏阻力、支架均值上阻力及额定工作阻力对应的顶板下沉量及其超限比例，确定待采工作面新支架额定工作阻力为21 000 kN，实测顶板下沉量小于300 mm。

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煤炭科学技术

2018年第12期

509

715

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