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公务素矿大倾角特厚煤层长壁综放开采工艺研究

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公务素矿大倾角特厚煤层长壁综放开采工艺研究

作者：孟国胜内蒙古科技大学

学位级别：硕士

本文针对大倾角特厚煤层应用长壁综放工艺开采的发展趋势及存在问题，以神华乌海能源公务素煤矿的实际情况为依据，16#煤层为研究对象，在总结前人研究成果及现场调研的基础上，综合采用理论分析、比对分析、综合模糊评价、数值分析（MA... 详细信息

本文针对大倾角特厚煤层应用长壁综放工艺开采的发展趋势及存在问题，以神华乌海能源公务素煤矿的实际情况为依据，16#煤层为研究对象，在总结前人研究成果及现场调研的基础上，综合采用理论分析、比对分析、综合模糊评价、数值分析（MATLAB数值优化和FLAC3D数值模拟）、正交试验等多种研究手段，对公务素煤矿大倾角特厚煤层长壁综放开采工艺进行了深入研究，重点对16#煤层选择长壁综放工艺的可行性及长壁综放工艺条件下合理工艺参数的确定、优化、试验、组合进行了分析，并通过现场应用效果的分析验证分析结果的正确性。首先，研究16#煤层开采工艺选择及可行性。根据赋存及实际开采条件按照开采工艺选择的原则及实践经验提出方案，对方案进行技术比对、模糊综合评价、经济效益比对，分析其可行性，得出16#煤层采用长壁综放开采工艺是合理可行的。其次，对工艺参数（采高、放煤高度、采放比、放煤步距、放煤间距、放煤方式）进行研究，以放顶煤基础理论为基础对各工艺参数进行了理论确定及MATLAB优化，结合实际情况比较两种分析的结果，得出合理的工艺参数数值、范围值。同时发现放煤步距及放煤高度准确性和合理性有待研究，取值范围还需要近一步精确。再次，对长壁综放开采不同开采工艺进行数值模拟试验研究，采用正交试验法设计出12个优化方案，结合16#煤层赋存条件及公务素煤矿实际，借助FLAC3D软件，对12方案下的顶煤破坏情况进行模拟及数值比对分析，并据此得出最优方案，借用Origin8工具出图分析了采高、放煤步距、控顶距与顶煤破碎系数的相关关系，得出最精确的数值及范围值，进一步验证16#煤层采用长壁综放工艺的可行性。最后，对现场应用及效果进行了分析，总结前面对工艺参数研究的结果，得出最合理的工艺参数及精确范围值，得出最佳的工艺模式，简单阐述工艺关键技术，并分析其应用效果。现场应用表明，16#煤层选择长壁综放工艺切实可行，工艺参数数值及组合方案合理有效，证明了本文研究结论正确，能达到高产高效。

关键词：大倾角特厚煤层长壁综放工艺模糊综合评价工艺参数数值分析

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近距离煤层综采工作面过大断面空巷开采技术

煤炭工程 2017年第10期49卷 87-90页

作者：孟国胜大同煤矿集团有限责任公司生产技术处山西大同037003

基于马脊梁煤矿近距离煤层14-3#煤层305盘区8505综采工作面过大断面空巷的实际难题,通过对8507面过大断面空巷期间出现问题的反思分析,采用对比法、细节推理法及实践反推法,得出了合理的过大断面空巷开采方案,并提出过空巷全程管控的施... 详细信息

基于马脊梁煤矿近距离煤层14-3#煤层305盘区8505综采工作面过大断面空巷的实际难题,通过对8507面过大断面空巷期间出现问题的反思分析,采用对比法、细节推理法及实践反推法,得出了合理的过大断面空巷开采方案,并提出过空巷全程管控的施工技术。实践结果表明:采用掘进支护优化、加固支护优化、调斜开采、推进速度控制及全程管控措施5项综合技术,8505面过大断面空巷仅用37h,实现了安全高效过空巷,可为同类条件综采面过大断面空巷提供借鉴经验。

关键词：近距离煤层综采工作面大断面空巷支护优化调斜

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马脊梁煤矿综采工作面综合防治水技术

煤炭科学技术 2013年第S1期41卷 22-25页

作者：孟国胜李北海大同煤矿集团有限责任公司马脊梁煤矿山西大同037027

针对马脊梁煤矿14-2号煤层402盘区8210工作面开采前面临的水害威胁问题,从矿井实际出发,在全面分析积水原因的基础上,提出有效治理方案,采用了物探与钻探相结合的方式,合理运用水文地质物探技术,实现了采掘过程中的超前探测,以物探指导... 详细信息

针对马脊梁煤矿14-2号煤层402盘区8210工作面开采前面临的水害威胁问题,从矿井实际出发,在全面分析积水原因的基础上,提出有效治理方案,采用了物探与钻探相结合的方式,合理运用水文地质物探技术,实现了采掘过程中的超前探测,以物探指导钻探,实现了物探钻探结合,成功探测且放水量为7万m3,解除了采空区积水对工作面的威胁,确保了矿井安全生产。

关键词：综采工作面水害治理综合技术直流电探测

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综采工作面过小窑破坏区及采空区巷道技术

煤炭科学技术 2013年第S1期41卷 8-10页

作者：张海青孟国胜大同煤矿集团有限责任公司马脊梁煤矿山西大同037027

基于马脊梁煤矿11号、14号煤层408盘区安全开采过程中,面临通过小窑破坏区及穿越小窑采空区巷道问题,在分析矿井实际情况的基础上,利用综合技术对资料尚不明确的11号、14号煤层408盘区的煤炭资源分布、采空区积水情况进行物探;利用综合... 详细信息

基于马脊梁煤矿11号、14号煤层408盘区安全开采过程中,面临通过小窑破坏区及穿越小窑采空区巷道问题,在分析矿井实际情况的基础上,利用综合技术对资料尚不明确的11号、14号煤层408盘区的煤炭资源分布、采空区积水情况进行物探;利用综合技术控制小窑采空区的压力和有害气体进行有效控制,实现11号煤层408盘区2802巷安全穿越11号煤层406盘区5602采空区空巷、14号煤层408盘区进入小窑采空区布置工作面,实现了对枯竭资源的安全高效开采。

关键词：综采工作面小窑破坏区域采空区巷道开采技术

近距离煤层综采过薄煤区地质构造坑透探测技术

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煤炭科学技术 2013年第S1期41卷 157-160页

作者：李俊成孟国胜大同煤矿集团有限责任公司马脊梁煤矿山西大同037027

基于马脊梁煤矿14-3号近距离煤层过薄煤区开采过程中面临的地质问题,采用坑透探测技术对14-3号煤层8507工作面地质情况进行探测。在坑道无线电波透视法探测的基础上,根据实际情况,得出一套实际可行的坑透探测技术,并对探测数据进行分析... 详细信息

基于马脊梁煤矿14-3号近距离煤层过薄煤区开采过程中面临的地质问题,采用坑透探测技术对14-3号煤层8507工作面地质情况进行探测。在坑道无线电波透视法探测的基础上,根据实际情况,得出一套实际可行的坑透探测技术,并对探测数据进行分析处理,彻底查清煤层赋存的变化规律,准确判断该薄煤区对回采工作面的影响程度,减少不必要的工程浪费,提高煤炭采出率。

关键词：近距离煤层综采工作面薄煤层坑透探测技术复杂地质构造

树脂锚杆不同锚固长度锚固段受力特征试验研究

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采矿与安全工程学报 2019年第4期36卷 643-649页

作者：姚强岭王伟男孟国胜李学华王襄禹赵敏煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室北京100011 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 大同煤矿集团有限责任公司山西大同037000

树脂锚固技术已在水利水电、矿山井巷、隧道和边坡等加固工程中得到广泛应用,其中树脂锚杆锚固段受力特征一直是研究的重点问题之一。基于伺服液压控制卧式锚杆拉拔试验平台,研究螺纹钢锚杆不同锚固长度条件下锚固段剪应力和轴力沿锚固... 详细信息

树脂锚固技术已在水利水电、矿山井巷、隧道和边坡等加固工程中得到广泛应用,其中树脂锚杆锚固段受力特征一直是研究的重点问题之一。基于伺服液压控制卧式锚杆拉拔试验平台,研究螺纹钢锚杆不同锚固长度条件下锚固段剪应力和轴力沿锚固底部方向的变化规律。试验结果表明:随着锚固长度增加,锚固界面发生破坏的阈值变大,锚固段内对于外载荷的响应范围增加,峰值剪应力增大;400 mm和600 mm、800 mm和1 000 mm、1 200 mm和1 400 mm锚固长度锚杆的锚固界面发生破坏的阈值分别大于60,90,120 kN;随着荷载增加,不同锚固长度锚杆峰值剪应力位置由起始位置逐渐向锚固段底部转移;锚固长度400 mm锚杆剪应力峰值距锚固端头120mm,其他锚杆长度锚杆剪应力峰值距锚固端头240 mm。剪应力主要集中在距锚固起始位置0~600mm范围;峰值轴力与锚固长度大小无关;增加锚固长度能够提高锚固体承载能力。

关键词：锚杆轴力拉拔试验锚固力锚固长度

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忻州窑矿冲击地压综合防治技术研究与应用

煤炭工程 2016年第6期48卷 73-76页

作者：刘海平孟国胜大同煤矿集团有限责任公司生产技术部山西大同037003

针对忻州窑矿冲击地压防治存在的预测预报手段落后、控制措施针对性不强、主动防御性差及防治技术不成熟等问题,在介绍冲击地压防治现状的基础上,分析了冲击地压发生的主要成因,提出了由钻屑法、微震法、矿压法、电磁法、综合法5种预测... 详细信息

针对忻州窑矿冲击地压防治存在的预测预报手段落后、控制措施针对性不强、主动防御性差及防治技术不成熟等问题,在介绍冲击地压防治现状的基础上,分析了冲击地压发生的主要成因,提出了由钻屑法、微震法、矿压法、电磁法、综合法5种预测预报技术及"卸、断、护、支、避"5种综合控制技术构成的"55"综合防治技术,并在11号煤层西二盘区8937综放工作面进行现场应用,治理效果显著,达到了主动防御。

关键词：冲击地压时空逐级预测预报卸压槽深孔爆破超前支护

四台矿307盘区8701综采工作面矿压显现规律实测分析

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煤矿安全 2012年第7期43卷 194-196页

作者：纪文佳孟国胜强济江孙占成程志明大同煤矿(集团)公司生产技术部山西大同037003 大同煤矿(集团)公司马脊梁矿山西大同037027 内蒙古科技大学矿业工程学院内蒙古包头014010

以四台矿西部盘区11#煤层8701综采面为研究对象,首先分析了煤层的地质条件与顶板的情况,并制定出矿压观察的内容与方法,进而对综采工作面顶板、两顺槽巷的端头超前支护单体柱、液压支架进行实时监测分析,根据实测分析总结出该工作面的... 详细信息

以四台矿西部盘区11#煤层8701综采面为研究对象,首先分析了煤层的地质条件与顶板的情况,并制定出矿压观察的内容与方法,进而对综采工作面顶板、两顺槽巷的端头超前支护单体柱、液压支架进行实时监测分析,根据实测分析总结出该工作面的矿压显现规律。

关键词：盘区综采面矿压监测矿压显现规律液压支架

复杂条件综放开采液压支架初撑力分析及控制对策

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现代矿业 2016年第2期32卷 192-194,198页

作者：刘海平孟国胜大同煤矿集团有限责任公司大同煤矿集团有限责任公司塔山煤矿

为了有效解决塔山矿8216综放面受断层构造严重影响且复杂条件下的液压支架初撑力不足问题,提升顶板管理水平,利用实测统计分析法总结得出初撑力基本变化规律:发挥程度不理想,合格率中部>头部>尾部,整体数值前柱大于后柱,后柱初撑力发挥... 详细信息

为了有效解决塔山矿8216综放面受断层构造严重影响且复杂条件下的液压支架初撑力不足问题,提升顶板管理水平,利用实测统计分析法总结得出初撑力基本变化规律:发挥程度不理想,合格率中部>头部>尾部,整体数值前柱大于后柱,后柱初撑力发挥程度不足50%;分析得出,推进慢、断层构造影响顶煤酥软超前冒落、工作面平整度差调整困难、推移拉条易变形及人为操作因素是导致初撑力不足的原因,结合实际提出加快推进速度以减少顶煤等压时间、破碎区注粘结材料、工作面调斜、提升操作水平、合理均匀放煤及改造支架拉条7条控制对策,采取对策后,提高了8216综放面初撑力合格率,大大提升顶板管理水平,为同类复杂条件下支架初撑力管理提供宝贵经验。

关键词：复杂条件大采高综放面液压支架初撑力