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厚煤层大采高智能化综采工作面关键技术研究与应用

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煤炭工程 2024年第1期56卷 14-20页

作者：孙延斌陈宝东吴涛王百晓枣矿集团付村煤业有限公司山东枣庄277615

针对付村煤矿井下综采装备落后、开采成本高的问题,综合考虑生产安全、经济效益、资源回收等多方面因素,提出了在付村煤矿建立厚煤层大采高智能化工作面的构想。根据付村煤矿3上煤层赋存条件,基于智能化工作面设备集成控制平台,结合大... 详细信息

针对付村煤矿井下综采装备落后、开采成本高的问题,综合考虑生产安全、经济效益、资源回收等多方面因素,提出了在付村煤矿建立厚煤层大采高智能化工作面的构想。根据付村煤矿3上煤层赋存条件,基于智能化工作面设备集成控制平台,结合大采高液压支架智能化电控系统、大采高采煤机智能化控制系统及移动互联网云存储系统,重点突破了工作面主要设备姿态监测、大采高工作面智能化开采工艺、远程控制与集中监控等技术,实现了采煤机自主定位、记忆截割、液压支架自动跟机移架、全工作面一键顺序启停、故障自动顺序停机、三机协同控制,优化升级了矿井信息化系统,建立了智能化综采工作面互联网云平台。结果表明:自2017年11月在付村煤矿3上1008工作面进行工程应用以来,工作面生产班工作人员从12人减少为5人巡视检查,减员率达50%以上,日采煤达6000 t,技术应用效果显著,建立了枣矿集团6 m厚煤层智能化开采的生产模式,为厚煤层大采高智能化生产系统的发展提供示范与实践基础。

关键词：厚煤层智能化工作面姿态监测记忆截割自动跟机移架三机协同控制

高寒地区厚煤层上冻土体冻融循环后破坏特征研究

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矿业研究与开发 2024年第3期44卷 114-120页

作者：李辉陈勇升李鑫林许金梦温佳民中国中煤能源集团有限公司北京100120 中国矿业大学(北京)能源与矿业学院北京100083 厚煤层绿色智能开采教育部工程研究中心北京100083 中国矿业大学(北京)内蒙古研究院内蒙古鄂尔多斯市017000 中国煤炭开发有限责任公司北京100011

为了揭示高寒地区厚煤层上冻土体冻融循环破坏特征,以高寒地区厚煤层上冻土体为研究对象,采用电液伺服岩石单轴实验机进行岩石力学试验,利用非金属超声波检测仪测试人工试件波速,得到了在不同含水量下冻融循环次数对于冻土体结构、峰值... 详细信息

为了揭示高寒地区厚煤层上冻土体冻融循环破坏特征,以高寒地区厚煤层上冻土体为研究对象,采用电液伺服岩石单轴实验机进行岩石力学试验,利用非金属超声波检测仪测试人工试件波速,得到了在不同含水量下冻融循环次数对于冻土体结构、峰值强度、弹性模量以及裂隙发育的影响特征。研究结果表明,随着冻融循环次数增加,一定含水率条件下的人工冻土试件的峰值强度-冻融循环次数和弹性模量-冻融循环次数的拟合函数关系曲线均为“开口向下”的抛物线,弹性模量以及峰值强度的降幅取决于应变累积速度以及损伤发展速度;随着冻融循环次数增加,人工冻土试件的波速逐渐减小,即内部孔隙、裂隙发育状况良好。从细观力学角度分析,历经数次冻融循环后,冻土渗透系数逐渐增大,水分迁移速度加快,冻胀力作用效果明显,细颗粒土逐渐被压实,同时产生大量的新生微裂隙,孔隙率逐渐增大。

关键词：冻融循环厚煤层冻土体孔隙率冻胀力

近距离煤层采空区下厚煤层开采强矿压机理及控制研究

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中国矿业 2024年第9期33卷 130-138页

作者：孟凡林王震孙治豪陈崇陈志文库车市科兴煤炭实业有限责任公司新疆库车842000 新疆维吾尔自治区煤炭科学研究所新疆乌鲁木齐830000

针对近距离煤层采空区下W1701厚煤层工作面开采顶板强矿压现象,利用物理相似模拟实验、理论分析及数值模拟实验,研究了一次采全厚条件下W1701工作面顶板强矿压诱发机理及控制对策。研究结果表明:W1701工作面顶板受其上方“高位关键层(硬... 详细信息

针对近距离煤层采空区下W1701厚煤层工作面开采顶板强矿压现象,利用物理相似模拟实验、理论分析及数值模拟实验,研究了一次采全厚条件下W1701工作面顶板强矿压诱发机理及控制对策。研究结果表明:W1701工作面顶板受其上方“高位关键层(硬岩)-巨厚软弱岩组-低位关键层(硬岩)”覆岩结构破断运动影响,顶板呈现大周期、小周期来压变化,其中,低位关键层“砌体梁”结构性失稳形成小周期来压,巨厚软弱岩组纵向裂隙周期性贯通并发生台阶下沉,形成大周期来压,大周期来压造成工作面顶板支承压力跳跃式突增,支架载荷高达67248kN,是支架额定工作阻力的3.7倍,极易将整个工作面支架压死,并引发重大生产安全事故。对于准南煤矿此类近距离多煤层采空区下厚煤层不宜采用一次采全厚开采,宜采用分层开采,分层开采使得高位关键层、低位关键层之间的巨厚软弱岩组产生了分次破坏,工作面来压相对于一次采全厚有效缓和,能够有效避免工作面强矿压事故。

关键词：近距离煤层采空区强矿压机理厚煤层巨厚软弱岩组矿压控制

厚煤层大断面沿空巷道变形破坏机理及控制技术

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建井技术 2024年第2期45卷 78-83,94页

作者：王海亮任冬冬韩卫栋黄小虎马腾新汶矿业集团(伊犁)能源开发有限责任公司一矿新疆伊宁835000 山东科技大学能源与矿业工程学院山东青岛266590

针对沿空巷道受多次采动叠加影响极易发生变形失稳破坏的难题,以某矿1505W工作面厚煤层综放开采工作面为研究背景,综合采用理论分析、现场实测、数值模拟等多种研究方法探讨分析了沿空巷道围岩失稳破坏机制,并提出了围岩“浅部、深部、... 详细信息

针对沿空巷道受多次采动叠加影响极易发生变形失稳破坏的难题,以某矿1505W工作面厚煤层综放开采工作面为研究背景,综合采用理论分析、现场实测、数值模拟等多种研究方法探讨分析了沿空巷道围岩失稳破坏机制,并提出了围岩“浅部、深部、表层”控制方案。现场试验结果表明,提出的控制方案能够使巷道浅、深部围岩形成统一的整体,有效抑制了沿空巷道围岩变形,提高了巷道的稳定性。

关键词：厚煤层大断面沿空巷道围岩变形支护优化

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厚煤层窄条带分带充填开采条带宽度研究

煤 2024年第3期33卷 59-64页

作者：郑帅亮胡磊冉德旺山西高河能源有限公司山西长治046000 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221000 山西中矿充填科技有限公司山西长治046000

以高河矿E1309工作面为工程背景,通过理论分析、数值模拟对厚煤层分带充填开采条带宽度进行了研究。基于弹性地基梁理论建立了窄条带膏体充填开采顶板移动力学模型,推导出了采空条带顶板岩梁挠曲微分方程并掌握了窄条带膏体充填开采覆... 详细信息

以高河矿E1309工作面为工程背景,通过理论分析、数值模拟对厚煤层分带充填开采条带宽度进行了研究。基于弹性地基梁理论建立了窄条带膏体充填开采顶板移动力学模型,推导出了采空条带顶板岩梁挠曲微分方程并掌握了窄条带膏体充填开采覆岩移动破坏规律,通过理论计算发现,条带宽度在4~6 m时顶板下沉量较小;通过数值模拟进一步研究了条带宽度为4 m、5 m、6 m时条带围岩的塑性区、位移及应力分布,对比分析最优条带宽度为5 m.通过现场实践,条带在回采及充填期间工作面围岩稳定,条带宽度合理,该研究可为潞安矿区“三下”压煤边角煤柱回采提供合理思路及工程经验。

关键词：厚煤层分带充填开采条带宽度矿压规律

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厚煤层沿底托顶小煤柱巷道支护技术

陕西煤炭 2024年第7期43卷 63-69页

作者：刘超峰郑煤集团教学二矿河南郑州452470

为进一步探究厚煤层沿底托顶小煤柱巷道掘进开采模式下的支护方案优化举措,结合具有该特征的某矿井作为实际研究案例,首先通过三维建模分析,确定其当前存在的位移量偏大、应力偏高和塑性区大面积分布的问题,辅以文献研究,确定具体的巷... 详细信息

为进一步探究厚煤层沿底托顶小煤柱巷道掘进开采模式下的支护方案优化举措,结合具有该特征的某矿井作为实际研究案例,首先通过三维建模分析,确定其当前存在的位移量偏大、应力偏高和塑性区大面积分布的问题,辅以文献研究,确定具体的巷道支护方案及参数。从数值模拟分析和现场实测2个角度同时着手,对巷道支护方案进行测试。结果显示,优化后的支护技术方案在降低应力和变形方面均发挥出较为显著的作用,证明该技术方案具有一定的实际应用价值。

关键词：厚煤层小煤柱巷道支护支护技术

厚煤层沿空留巷“煤-支护体”组合承载结构力学特性分析

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能源与环保 2024年第2期46卷 256-261,268页

作者：靳苏平山西潞安矿业(集团)有限公司王庄煤矿山西长治046031

针对厚煤层沿空留巷围岩控制难题,以王庄煤矿为工程背景,通过理论分析、数值模拟的研究手段,阐述了厚煤层沿空留巷巷旁支护体的失稳机理,提出了“切顶卸压改善留巷围岩应力环境+调节巷旁支护体高度以协调组合承载结构承压—让压能力”... 详细信息

针对厚煤层沿空留巷围岩控制难题,以王庄煤矿为工程背景,通过理论分析、数值模拟的研究手段,阐述了厚煤层沿空留巷巷旁支护体的失稳机理,提出了“切顶卸压改善留巷围岩应力环境+调节巷旁支护体高度以协调组合承载结构承压—让压能力”的围岩控制对策。研究表明,“煤—支护体”组合承载结构中,随支护体占比的减少,组合体抗压强度呈现出“急降—缓降—急降”的趋势,峰值应变呈现出“平稳—线性增长—平稳”的趋势。结合王庄煤矿数值模拟结果可得,支护体占比为80%时,“煤—支护体”组合承载结构兼具有较好的承压能力与让压能力,避免了基本顶沿留巷煤帮切顶下沉,优化了留巷围岩的应力环境。研究成果可为厚煤层沿空留巷技术提供理论参考。

关键词：厚煤层沿空留巷巷旁支护体数值模拟

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厚煤层开采上覆岩层移动与应力分布特征研究

山东煤炭科技 2024年第6期42卷 139-143,154页

作者：张建亓佳利李长青山东能源集团鲁西矿业有限公司山东菏泽274000

厚层顶板的垮落常对综放工作面前方的煤岩体造成冲击,为防治厚煤层开采引发的冲击地压灾害,了解工作面开采的安全稳定性,利用FLAC^(3D)建立了李楼煤矿1301工作面三维采动模型,获得了随工作面推进覆岩移动与应力分布特征,理论计算了厚表... 详细信息

厚层顶板的垮落常对综放工作面前方的煤岩体造成冲击,为防治厚煤层开采引发的冲击地压灾害,了解工作面开采的安全稳定性,利用FLAC^(3D)建立了李楼煤矿1301工作面三维采动模型,获得了随工作面推进覆岩移动与应力分布特征,理论计算了厚表土地层侧向支承压力,对回采面整体的安全性进行分析。结果表明:采空区上覆岩层的运动随工作面的推进逐步向上发展,当工作面推采至400 m时,上覆岩层运动高度达到最大;工作面超前支承压力的影响范围和应力的集中程度随工作面的推采逐渐增加,当工作面推采至工作面见方时,超前支承压力的应力达到60 MPa,应力的峰值距工作面的距离约为70 m。

关键词：厚煤层覆岩移动应力分布

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厚煤层小煤柱工作面开采综合防灭火技术

中国科技期刊数据库工业A 2024年第4期 0018-0021页

作者：张旭冀中能源峰峰集团有限公司大社矿河北邯郸056000

随着经济的不断发展,市场对煤炭的需求量日益增加。小煤柱作为一种先进的技术工艺,有利于节约资源,提高煤炭回收率,现在已经广泛应用到中厚煤层采煤活动当中。由于这种采矿工艺在集中应力与采动应力叠加作用下,很容易出现小煤柱破碎的情... 详细信息

随着经济的不断发展,市场对煤炭的需求量日益增加。小煤柱作为一种先进的技术工艺,有利于节约资源,提高煤炭回收率,现在已经广泛应用到中厚煤层采煤活动当中。由于这种采矿工艺在集中应力与采动应力叠加作用下,很容易出现小煤柱破碎的情况,导致局部出现自然现象,威胁工作人员的生命安全。故本文主要分析了厚煤层小煤柱工作面开采综合防灭火技术的相关内容,希望能提供一些借鉴与参考。

关键词：厚煤层小煤柱工作面开采综合防灭火技术