急倾斜煤层顶煤超前预爆破工艺分析

急倾斜煤层综放面顶煤弱化是实现安全高效开采关键技术之一。水平分段放顶煤开采已成为乌鲁木齐矿区目前采用的主要开采方式。以乌鲁木齐矿区急斜特厚煤层高阶段综放开采问题为研究背景,通过对碱沟煤矿东三+564 mB3+6综放工作面煤层赋存与开采条件调查,辨识了影响安全开采的灾变源,实施了顶煤超前预爆破弱化工艺,并采用多种监测手段,保障了安全开采。     

柳巷煤矿厚煤层综放开采顶煤超前预裂注水技术

柳巷煤矿煤层厚度10.5m.煤层节理裂隙不发育,完整性好.采用综放工艺一次采全高,工作面回采时易形成大范围悬顶,初次来压时期易造成冲击荷载及飓风等问题,为实现安全高效综放开采,对顶煤弱化,提高顶煤破碎度,必须采取措施弱化项板.     

“两硬”综放面顶板控制技术研究

通过工业试验和数值分析，研究了现金条件下综放面顶板预处理技术的必要性和可行性，确定２０ｍ步距双层扇形深孔的预爆破处理顶板方案的合理性，取得了顶煤放出率７５％左右，工作面回采率８３％，月胶１０万ｔ以上的好成绩，获得了“两硬”条件下综放开采的试验成功。     

“两硬”综放面煤岩冒放规律及控制研究

以深基点观测为主,系统研究了“两硬”综放面在实施预处理的情况下顶煤板的冒放规律及冒放结构,依此建立了老顶破断时的悬臂式力学模型,运用瞬间暂时平衡理论,推导了老顶来压的支架载荷估算公式,为“两硬”综放面的煤岩冒放控制提供了理论依据。     

坚硬煤层综采放顶煤顶煤预爆破计算机仿真

利用非线性数值分析程序，仿真工作面开采过程中顶煤预爆破前后顶煤、顶板的变形及破坏规律。计算机仿真结果给顶煤预爆破工艺参数的合理确定提供了理论依据．     

急倾斜综放破碎顶煤流动规律数值模拟

急倾斜特厚煤层综放工作面长度较短,提高水平分段高度可增产增效,但存在顶煤放出率低的问题。有必要采取措施弱化高阶段顶煤,研究弱化后煤体流动规律。苇湖梁煤矿急倾斜煤层高阶段顶煤超前注水-预裂爆破致裂弱化后,破碎顶煤具有散体介质特征。基于现场地质环境与开采条件分析,将弱化后顶煤视为非连续介质,应用颗粒流计算程序PFC(Particle Flow Code),对比分析了急斜煤层高阶段顶煤弱化前后随时间演化规律,为安全开采提供了理论依据。     

用工艺巷深孔爆破法改善综放开采中顶煤的冒放性

改善顶煤冒放性是综放开采急需解决的关键技术之一,顶煤冒放性与煤体裂隙发育程度有着很大的联系。工艺巷深孔爆破就是利用爆破产出裂隙,在不影响采煤机正常割煤、不会对支架造成威胁的情况下改善顶煤的冒放性。主要介绍了工艺巷深孔爆破参数的确定及其在现场的应用。     

综放开采松散顶煤落放规律的离散元模拟研究

运用离散单元法对综放开采单放煤口放煤和支架推进过程中顶煤放出的全过程进行了模拟。根据模拟结果,对放出体的形态,接触力,速度场,顶煤厚度,移架步距对纯煤回收率的影响等问题进行了分析,指出运用传统的放煤椭球体理论计算低放煤,顶煤厚度较薄的综放开采问题是有缺陷的,提出顶煤落放过程的概念。     

综放工作面开切眼深孔爆破预裂试验效果分析

为解决常村煤矿S6-2工作面坚硬顶板初采阶段老顶初次垮落步距大带来的安全问题及顶煤回收率问题,在工作面回采前实施深孔爆破预裂试验.通过对比爆破前后的顶煤垮落情况、支架工作阻力情况和炮孔爆破效果情况,分析爆破预裂试验是否达到截断基本顶的目标,从而更加有效地为邻近工作面提供现实依据.     

综放工作面快速过断层方法——预掘爆破巷

断层是影响采煤工作面实现正常回采的一个重要因素.为解决1152综放工作面所遇落差为3.6m正断层的快速过断层问题,经深入研究分析,在该工作面运输巷预掘爆破巷,然后对巷道两帮坚硬岩石进行打眼、松动爆破,提前对影响工作面推进范围内的岩石进行处理.现场实践表明,消除了坚硬底板岩石对工作面正常推进的影响,实现了综放工作面快速过断层.     

顶煤冒放性的模糊数学分类研究

在文献（１，４）研究的基础上，运用模糊数学理论，对不同煤层条件下顶煤的和性进行了分类，对全国２９个主采煤层的分类表明此分类法的正确性和实用性，对于合理选择放顶煤开采技术具有一定的指导意义。     

高压注水在综放工作面的应用

东风煤矿自1989年开开始在18-2层煤层中使用综采放顶煤这项新的采煤工艺。该煤层煤质普氏硬度系数f=0．8-1．5，煤层厚度在10m以上。     

两硬条件放矿压的实验研究

在忻州窑矿１１号，１２号煤层合并层赋存条件下，对坚硬顶板，坚硬煤层赋存条件下的综放矿压进行相似材料模拟实验研究，为该特殊条件下的顶板管理提供了理论基础，同时指出了必须对顶煤采取预破处理措施，且上位顶煤是处理的重点。     

深孔爆破技术在改善顶煤冒放性中的应用

本文针对综放工作面坚硬顶煤冒放性差,顶煤回收率差的情况,总结了工艺巷深孔爆破技术的实施参数及实施后的效果。表明该项技术能有效改善顶煤冒放性,顶煤回收率有大幅度提高,为坚硬煤层综放开采实现高产高效提供了有效途径。     

综放工作面岩层控制

在大量现场实测、相似模拟、数据模拟及理论分析的基础上,提出了“砌体梁”与“半拱”式结构相结合而构成综放采场覆岩结构的基本形式。考虑到直接顶、顶煤的变形破坏特性以及小结构的影响,建立了综放采场围岩结构模型,可对综放开采的矿山压力现象合理的解释,并为支架的选型设计和矿山压力控制提供了依据。     

基于PFC2D的综放开采顶煤冒放规律数值模拟

为了更加形象地研究顶煤冒放形态特征、宏观地把破碎的散体看作非理想状态下随机流动的松散介质.以某矿1302N大采高综放工作面为工程背景,利用离散元散体颗粒流软件PFC2D建立放顶煤二维横剖面模型,主要研究顶煤位移、煤矸动场变化、放出体衍化以及超前支承压力分布等现象.研究对比得出：顶煤流动规律方面,走向上放煤步距增大,顶煤的始动点边界线前移,顶煤运移范围增大;倾向上间隔放煤的煤损主要集中于同一轮放煤支架间的漏斗煤损.煤矸流场规律方面,采高增大煤矸分界线逐渐变陡;放煤步距增大,煤矸分界线始终保持双线形态前移.矿压显现规律方面,顶煤的硬度增大,顶煤分区中范围逐渐缩小,即超前支承压力峰值区向煤壁靠拢;采放比增大,超前支承压力峰值区远离煤壁,综放开采顶煤破碎后的流动特点和运移路径的数值模拟研究,有利于掌握散体顶煤的放出规律,据此对放煤工艺参数进行针对性的优化设计,对提高煤炭资源采出率具有重要意义.     

综放开采顶煤瓦斯渗透性研究

综放开采由于采高的加大,导致采场前方顶煤中瓦斯渗透性与分层开采有较大的差异.针对目前综放开采瓦斯渗透性理论存在的问题,在有关研究的基础上,结合综放开采的实际,通过引入等效弹模、裂隙不均匀系数及有效应力对已有岩体渗透系数表达式进行修正,从而给出综放开采采场前方顶煤中瓦斯渗透系数的数学表达式,并给出现场计算实例.图1,参14.     

放炮落顶在综放工作面初采中的应用

针对综放工作面回采初期顶煤不能放下、回采率低和瓦斯涌出量大的特点,分析了切眼顶板支护点和周期来压的影响的特点,创新性地提出了回采前放震动炮的措施,以及时将顶煤放下,最大限度地减少煤炭资源损失,并很好地消除工作面瓦斯涌出量大的影响。     

综采放顶煤开采顶煤破碎机理研究

本文以岩石力学关于岩石变形破坏的基本原理为基础,研究了在支承压力作用下顶煤破碎机理.分析了完整煤体的剪切破坏、煤体(含弱面)沿弱面和穿过弱面的剪切破坏的强度特性和破坏准则.并以梅河三井等五个综放工作面为例,运用现场统计观测资料和实验室相似材料模拟实验数据,描速了弱面状态参数与综放工作面地压落煤效果之间的关系.     

两硬条件综放矿压的实验研究

在忻州窑矿１１号、１２号煤层合并层赋存条件下,对坚硬顶板、坚硬煤层赋存条件下的综放矿压进行相似材料模拟实验研究,为该特殊条件下的顶板管理提供了理论基础,同时指出必须对顶煤采取预破碎处理措施,且上位顶煤是处理的重点。