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基于LS-DYNA的预裂爆破硬夹矸弱化技术研究

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地下空间与工程学报 2016年第S2期12卷 726-732页

作者：冯宇峰煤炭科学技术研究院有限公司安全分院北京100013 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室(煤炭科学研究总院) 北京100013

基于预裂爆破对含硬夹矸特厚煤层综放开采顶煤冒放性的重要作用,建立了夹矸破断的非均布载荷悬臂梁力学模型,得出了夹矸层位、厚度对悬臂梁破断的力学作用机理。同时,结合金庄矿含硬夹矸特厚煤层实际条件,采用柱状空腔膨胀理论对爆破产... 详细信息

基于预裂爆破对含硬夹矸特厚煤层综放开采顶煤冒放性的重要作用,建立了夹矸破断的非均布载荷悬臂梁力学模型,得出了夹矸层位、厚度对悬臂梁破断的力学作用机理。同时,结合金庄矿含硬夹矸特厚煤层实际条件,采用柱状空腔膨胀理论对爆破产生的破碎区、裂隙区及弹性震动区分别进行了计算分析。在此基础上,采用ANSYS/LS-DYNA动力有限元分析软件,对柱状炸药与孔壁间是否耦合的装药方式、炮孔与硬夹矸的不同相对位置及四种炮孔布置与起爆方式条件下的爆炸应力波传播规律和爆破能量的衰减特性等进行了数值模拟研究,得到顶煤深孔预裂爆破硬夹矸弱化技术的最优爆破方案。结果表明:该矿夹矸平均悬臂距l为6.5 m,硬夹矸内单孔有效破坏直径为6.2 m,不耦合装药、炮孔布置于夹矸层内、按排布孔延时起爆是深孔预裂爆破硬夹矸弱化技术的最优方案。

关键词：特厚煤层硬夹矸预裂爆破 LS-DYNA

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顺槽深孔预裂爆破硬夹矸技术

煤矿安全 2012年第2期43卷 55-57页

作者：陶可于飞煤炭工业济南设计研究院有限公司山东济南250031

针对淄博矿业集团葛亭煤矿16#煤层含有硫化铁硬夹矸的实际情况,在分析深孔预裂爆破的基本原理的基础上,提出了深孔预裂爆破的材料和工艺,并且介绍了爆破的炮眼间距、炮眼深度、装药量等基本参数。

关键词：深孔预裂爆破硬夹矸葛亭煤矿

含硬夹矸大采高仰采综放面煤壁稳定性机理研究

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煤矿开采 2017年第2期22卷 24-26,36页

作者：杨世力宋选民周钰博王大威太原理工大学采矿工艺研究所山西太原030024

为了分析含硬夹矸对大采高仰采综放面煤壁稳定性的影响,采用理论分析与现场监测相结合的方法,建立了煤壁片帮的力学模型。通过控制变量法,依次变化顶板压力、夹矸层赋存高度以及仰采角度,控制其余变量不变,依据煤壁破坏的安全余量判别准... 详细信息

为了分析含硬夹矸对大采高仰采综放面煤壁稳定性的影响,采用理论分析与现场监测相结合的方法,建立了煤壁片帮的力学模型。通过控制变量法,依次变化顶板压力、夹矸层赋存高度以及仰采角度,控制其余变量不变,依据煤壁破坏的安全余量判别准则,观察变量变化对煤壁破坏的影响。结果表明:硬夹矸给上部煤层提供了向上的支撑力以及横向的摩擦力,上部煤壁失稳时,煤层沿着硬夹矸层面产生滑移破坏;安全余量与顶板压力和夹矸层赋存高度呈负的线性变化,安全余量与仰采角度呈三角函数余弦曲线变化,仰采角度越大,煤壁安全余量越小。

关键词：硬夹矸大采高煤壁稳定性控制变量法

成组定量推进系统在硬夹矸薄煤层综采中的应用

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煤矿开采 2010年第4期15卷 93-94页

作者：赵峰刘安锋闫叶俊兖矿集团有限公司机电设备制造厂山东邹城273500

在兖州矿区及鲁西南矿区存在大量的含硫化铁硬夹矸薄煤层,兖矿集团不断探索,通过革新改进液压支架、采煤机、输送机及开采工艺,解决了1m以下含硫化铁硬夹矸薄煤层机械化综采难题,其中成组定量推进系统首次用于薄煤层液压支架中,为整个... 详细信息

在兖州矿区及鲁西南矿区存在大量的含硫化铁硬夹矸薄煤层,兖矿集团不断探索,通过革新改进液压支架、采煤机、输送机及开采工艺,解决了1m以下含硫化铁硬夹矸薄煤层机械化综采难题,其中成组定量推进系统首次用于薄煤层液压支架中,为整个项目的成功发挥了作用。

关键词：成组定量推进硬夹矸薄煤层综采

承压水上含硬夹矸薄煤层工作面高产高效技术研究与应用

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承压水上含硬夹矸薄煤层工作面高产高效技术研究与应用

作者：李以虎山东科技大学

学位级别：硕士

我国含硬夹矸薄煤层主要分布在山东、河北、河南等几个主要产煤大省,随着煤炭资源的枯竭,加大含硬夹矸薄煤层的开采尤为必要,但是目前我国含硬夹矸薄煤层机械化水平低、工作面产量及效率较低等一系列问题,严重影响了矿井经济效益。针对... 详细信息

我国含硬夹矸薄煤层主要分布在山东、河北、河南等几个主要产煤大省,随着煤炭资源的枯竭,加大含硬夹矸薄煤层的开采尤为必要,但是目前我国含硬夹矸薄煤层机械化水平低、工作面产量及效率较低等一系列问题,严重影响了矿井经济效益。针对这一问题,通过结合协庄煤矿实际生产地质条件,研究新汶矿区含硬夹矸薄煤层工作面高产高效技术,建立国内首个含硬夹矸薄煤层工作面综合机械化回采系统,无论从产量上还是在效率上,使工作面均能达到高产高效的要求。首先,通过优化工作面参数的方法,提高含硬夹矸薄煤层工作面产量。针对本工作面受承压水影响的问题,利用理论分析和理论计算的方法确定了工作面安全回采的最大斜长,并提出了顺拉工作面的布置方案,利用数值模拟方法确定了合理错距。同时对顺拉工作面的超前支承压力进行了观测,确保了工作面错距的合理性。这样既能最大限度的提高了工作面产量,又能保证了工作面的安全回采。其次针对含硬夹矸薄煤层工作面的采煤工艺进行研究,通过综合机械化回采提高工作面的回采效率。先通过岩石力学实验获得了岩石力学参数,并根据获取的参数建立了四种不同的模型进行数值模拟,分析在不同煤矸组合下的岩石破坏过程及特征,并提出了非均匀性破裂理论,为后期的含硬夹矸薄煤层的分层绕矸采煤技术和降阻让压采煤技术研究提供理论指导;同时结合协庄煤矿71310E工作面的地质条件详细设计了采煤工艺及工作面支架的合理支护强度,为含硬夹矸薄煤层高产高效工作面研究提供了技术保障。最后,对工作面的采煤机、液压支架及运输设备等进行了优化配套,并对采煤机进行了适应性改造,通过现场工业试验确定该研究方法可以使含硬夹矸薄煤层工作面年产和回采工效分别达到31.6万t/a和5.48t/工,实现了高产高效的目标,为其他煤矿含硬夹矸薄煤层高产高效工作面建设提供了借鉴依据。

关键词：硬夹矸薄煤层顺拉工作面非均匀性破裂分层绕矸

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含硬夹矸薄煤层综采关键技术

煤 2018年第2期27卷 20-22,28页

作者：李传磊刘传安马彪山东省煤炭技术服务有限公司山东济南250032 国家安全生产监督管理总局通信信息中心北京100013 枣庄市留庄煤业有限公司山东枣庄277500

文章阐述了含硬夹矸薄煤层机械化开采的背景,并着重介绍了MG200/456-QWD型交流电牵引采煤机滚筒、截齿的改进,以及薄煤层硬夹矸的处理工艺,认为综采采煤机的选择、改进和硬夹矸的处理等关键技术处理得好,硬夹矸薄煤层开采的效益还是非... 详细信息

文章阐述了含硬夹矸薄煤层机械化开采的背景,并着重介绍了MG200/456-QWD型交流电牵引采煤机滚筒、截齿的改进,以及薄煤层硬夹矸的处理工艺,认为综采采煤机的选择、改进和硬夹矸的处理等关键技术处理得好,硬夹矸薄煤层开采的效益还是非常可观的。

关键词：硬夹矸薄煤层综采关键技术

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兖州矿区含硬夹矸薄煤层机械化开采探讨

煤矿现代化 2001年第2期10卷 34-35页

作者：杨均贵杨村煤矿

根据兖州矿区含硬夹矸薄煤层的特点。在分析了矿区多年来在含硬夹矸薄煤层机械化开采方面的经验与教训的基础上,提出了含硬夹矸薄煤层实现真正意义的“炮落机装”工艺的选径。

关键词：薄煤层硬夹矸炮落机装机械化开采夹矸强度机组装煤

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含硬夹矸薄煤层高产高效技术研究

内蒙古煤炭经济 2017年第20期 17-17,28页

作者：尚大鹏何乾陈刚刘峰峰山东良庄矿业有限公司山东泰安271219

新汶矿业集团良庄矿业有限公司是具有50多年开采历史的煤炭企业,最初设计能力为0.3Mt/a,随着煤炭市场的变化,科技进步和企业改革的要求,现设计生产能力1.2Mt/a,可采煤层为二、四、六、十一、十三、十五层煤。1983年以来矿井产量稳定在1.... 详细信息

新汶矿业集团良庄矿业有限公司是具有50多年开采历史的煤炭企业,最初设计能力为0.3Mt/a,随着煤炭市场的变化,科技进步和企业改革的要求,现设计生产能力1.2Mt/a,可采煤层为二、四、六、十一、十三、十五层煤。1983年以来矿井产量稳定在1.2Mt以上,随着矿井不断延伸,地质条件极为复杂,为保证矿井产量,保证生产接续,良庄矿业有限公司开始加大复杂含夹矸(十三层)的高产高效、科学开采研究,针对十三层煤因富含炭质砂岩夹矸,夹矸硬度系数达f=6-7,顶板直接顶为坚硬致密的石灰岩,普氏硬度系数f=8;基本顶为细砂岩,普氏硬度系数f=4;造成十三层煤目前还不能直接采用机械落煤,只能采用爆破落煤或打放松动炮、机械装煤,因此努力降低打放松动炮时间,减少复杂的挡矸工序环节为关键因素。

关键词：硬夹矸爆破落煤工序

薄煤层含硬夹矸工作面支架阻力与煤壁破坏的关系分析

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现代矿业 2020年第1期36卷 104-106页

作者：郭建飞潞安集团五阳煤矿

针对薄煤层含硬夹矸难开采的问题,提出了合理利用工作面支承压力对夹矸进行破坏的思路,分析了支架作用对覆岩运动的影响;得出对于含有硬夹矸煤层并不是支架支撑力越大越好。计算了采场顶板安全控制所需的最低支护强度为0.33 MPa,以此为... 详细信息

针对薄煤层含硬夹矸难开采的问题,提出了合理利用工作面支承压力对夹矸进行破坏的思路,分析了支架作用对覆岩运动的影响;得出对于含有硬夹矸煤层并不是支架支撑力越大越好。计算了采场顶板安全控制所需的最低支护强度为0.33 MPa,以此为基础,计算得出每一架支架的最低工作阻力2200 kN。最后,模拟了支架采用不同的工作阻力时,煤壁前方的支承压力分布参数演化特征,重点分析了支架工作阻力改变对于夹矸破坏的影响。当支架工作阻力采用2200 kN时垂直应力峰值达到了29.214 MPa,此时夹矸破坏深度达到0.7 m,该值已经大于一个截深,能够有效提高割煤效率。

关键词：薄煤层开采硬夹矸支承压力参数演化