上行开采研究报告1

深井近距煤层覆岩特性与上行开采技术研究项目研究报告1 上行开采研究的必要性与技术思路1.1 上行开采的国内外研究现状上行开采是煤矿生产必须解决的重要课题。

在某些地质及开采技术条件下,上行开采在安全、开采技术及提高经济效益等方面具有独特作用,可以解决下行开采无法从根本上解决的重要问题,能消除下行开采所产生的一些缺点。

因此,合理地运用上行开采有着极其重要的意义。

我国自70年代末期开始关注和试验上行开采问题,并逐渐积累了很多宝贵的经验。

采用上行开采方式,在开采解放层确保矿井安全生产、上下煤层配采达到矿井设计能力、上行开采提高矿井产量和经济效益、复采采空区上方遗留煤层解放呆滞煤量等方面发挥了重要作用。

前苏联库兹巴斯矿区采用上行开采方式提高矿井生产能力,波兰在建筑物及铁路下采煤时,有时也采用上行开采方式,两国都积累了上行开采的实践经验。

国内外在上行开采的研究及应用方面,其主要成果是关于上行开采层间距、上行开采主要影响因素方面,并在缓倾斜、倾斜及急倾斜煤层中试验与应用上行开采。

对上行开采层间距的认识有:比值法、三带判别法、数理统计分析法、围岩平衡法。

上行开采的一系列理论与技术问题急待进行深入的研究与试验。

在理论上,没有研究揭示上行开采覆岩特性,如覆岩裂隙发育规律、覆岩结构分带规律、深井高地压近距离煤层上行开采的岩层结构平衡条件等上行开采的核心理论问题;在技术与方法上没有针对深井高地压的特点,研究提供上行开采的基本层间距判别方法、层间距与上行开采效果的关系、上行开采层间距的区间划分,还不能有效地解决深井近距煤层上行开采可行程度的判别问题;在研究与应用领域上,还不能分析及预测复合顶板煤层上行开采可行性。

总之,现有的经验判别方法,理论基础不足、结果偏于保守、不能判别上行开采可行程度、不能适应深井高地压及复合顶板的上行开采可行性分析。

需要进行深入研究,在上行开采理论基础与技术方法上取得突破。

经检索,国内外尚没有关于深井近距煤层覆岩特性与复合顶板上行开采的研究与实践。

1.2 课题研究的必要性1.2.1深井近距煤层覆岩特性与上行开采可行性评价方法是急待研究的课题1)我国煤矿开采深度逐年增大,不少矿井的采深已达到600m以上,一些矿井已达到800~1100m。

在深井开采中,冲击地压、煤与瓦斯突出、巷道支护、工作面复合顶板或松软顶板管理等一系列高地压现象日益突出。

改变常规的下行开采方式,优化开采程序,实行上行开采或部分煤层上行开采,是解决高地压问题的有效途径。

2)在理论上,必须研究揭示深井近距煤层上行开采的覆岩运动与破坏特性,如深井高地压作用下的覆岩裂隙的分带规律、覆岩结构的分带规律、岩层结构的平衡条件等,才能阐明近距煤层上行开采机理。

3)在技术与方法上,必须针对深井高地压的特点,研究提供上行开采的基本层间距、层间距与上行开采效果的关系、上行开采区间划分,从而突破传统的经验判别方法,对近距煤层上行开采可行程度做出预测,为开采程序的优化、采掘部署提供设计决策依据。

4)在研究与应用领域上,采用上行开采方式解决深井高地压问题,煤层复合顶板问题,还是需要研究与试验的课题。

项目以新汶矿区孙村煤矿千米深度二、三、四层煤为工程背景,采用井下探测、物理模拟、计算模拟、理论分析等方法,比较系统地研究了深井中硬覆岩上行开采中的一系列理论与技术问题,如覆岩裂隙发育的亚分带规律、覆岩结构状态的分带规律、上行开采作用效应、复合顶板上行开采、上行开采基本层间距与区间划分等可行程度的判别方法、合理时空关系等,并通过工业性试验取得了显著的技术与经济效果,为改变矿区开采程序、采掘部署及上行开采设计提供了理论与实践依据。

1.2.2新汶矿区深井近距煤层复合顶板上行开采研究的必要性新汶矿区孙村、良庄、协庄、翟镇、鄂庄等矿井,二、三、四层煤下行开采中存在着诸多弊端,严重制约着矿区高产高效生产与安全生产水平,研究与试验深井近距煤层复合顶板的上行开采技术,已成为新汶矿区的紧迫需要。

而深井近距煤层复合顶板上行开采效应与机理、上行开采可行程度判别、适用条件、开采程序优化、合理时空关系、安全技术措施、上行开采的合理性等一系列理论与技术问题,关系到矿井开采程序、采掘部署、上行开采设计、安全高效生产等大局,急待进行深入系统的研究与试验。

项目研究与试验工作在孙村煤矿进行,目前孙村煤矿已进入深部-800水平开采,-800水平的埋深为980m。

井田内上组煤的主采煤层为二、四层煤,煤层倾角一般为19~240,二、四层煤层间距平均为22m,二层煤厚度0.7~4.0m,平均3.0m,四层煤厚度1.07~2.32 m,平均1.79m。

三层煤部分区域可采,煤层厚度0.69~1.23m,平均0.93m,与二层煤的层间距为3~7m,平均5m。

下行开采中存在以下四个方面的突出问题,必须研究上行开采与煤层开采程序。

1)深井复合顶板巷道支护状况迫切需要研究上行开采孙村煤矿二层煤为典型的复合顶板条件,如3218、3219工作面煤层下位厚度一般为2.6~2.8m左右,中部含有厚度为0.4~0.6m左右夹矸,上位煤厚0.3~0.4m 左右,工作面和巷道沿煤层底板布置,形成了下软上硬的复合顶板。

在深井高地压作用下,巷道复合顶板变形破坏十分严重,巷道支护难度大,维护状况差,巷道维护工作量大,一直未能得到有效的解决,制约着矿井生产效率与经济效益的提高。

研究和试验上行开采程序,可以通过降低二层煤的应力水平,降低巷道支护与维护难度,显著改善巷道支护效果。

2)矿井产量及深井复合顶板管理状况迫切需要研究上行开采二层煤夹矸稳定性差,工作面托顶煤开采,在深井高地压作用下复合顶板工作面顶板管理复杂,推进速度慢,明显制约着四层煤工作面的推进速度。

而四层煤顶底板一般均为细砂岩,巷道支护与顶板管理状态比较好,工作面推进速度快。

而且,四层煤含硫量低、灰分低,煤质好,二层煤含硫量高,灰分高。

因此,二层煤深井复合顶板控制状况,不仅严重影响着二层煤开采的技术效果和经济效益,而且明显制约着矿井生产能力与产量及煤质。

研究和试验上行开采程序,不仅可以大幅度提高矿井产量和煤质,而且有可能通过降低二层煤开采时的应力水平,显著地改善二层煤工作面的顶板管理状况。

3)矿区冲击地压防治十分需要研究和试验上行开采根据孙村煤矿冲击倾向性试验结果:二层煤属强烈冲击倾向,二层煤顶板属中等冲击倾向;四层煤属中等冲击倾向,四层煤顶板无冲击倾向。

即采掘过程中二层煤的冲击地压危险程度远大于四层煤,尤其是下行开采时二层煤的危险性更大。

研究和试验上行开采,一方面可以降低二层煤及其顶板的冲击倾向性,另一方面又可以明显降低二层煤采动应力水平,从而必将可以显著地降低二层煤采掘过程中的冲击地压危险性。

4)矿区底板岩巷跨采维护和二层煤复采应当研究和试验上行开采由于二层煤深井复合顶板条件下巷道支护与工作面顶板管理问题十分突出,工作面推进速度慢,对底板岩巷的跨采维护十分不利,为此,孙村煤矿—800水平井底车场及东大巷采用四层煤4418、4419工作面跨采维护。

由此形成了上位二层煤能否再行开采的上行开采问题,即4218、4219工作面可否上行开采,4218开采与不开采对井底车场有何影响,4219工作面如何布置等问题。

因此,研究和试验上行开采是深井底板巷道跨采维护和二层煤煤炭资源复采回收的需要。

1.3 课题研究的意义本项目研究揭示深井近距煤层上行开采的中硬覆岩裂隙亚分带规律、覆岩结构分带规律、岩层结构平衡条件,可阐明近距煤层上行开采机理;研究建立上行开采基本层间距、区间划分、合理时空参数,可为上行开采的可行程度预测、开采程序优化、上行开采设计提供设计决策依据。

在上行开采理论与技术方法上取得重要突破,为深井近距煤层上行开采提供理论与实践依据。

深井近距煤层复合顶板上行开采技术的研究与试验,对孙村煤矿及新汶矿区具有重要的现实意义。

1)研究和试验上行开采,解决下行开采时二层煤工作面推进速度慢,制约四层开采和矿井采掘接替问题,可同时实现四层煤、二层煤的高效开采,大幅度提高矿井和矿区的高产高效生产水平。

2)研究和试验上行开采,降低二层煤采动应力水平,有效地解决二层煤复合顶板巷道支护与工作面顶板管理方面多年未能有效解决的难题,大幅度提高二层煤开采的技术效果和经济效益。

3)研究和试验上行开采,可以显著降低具有强烈冲击倾向性的二层煤开采中的冲击地压危险程度,有效地防治冲击地压灾害,大幅度提高矿井和矿区的安全生产水平。

4)研究和试验上行开采,有利于深井高地压底板巷道跨采维护,实现二层煤煤炭资源的复采,提高矿井投资效益和资源回采率。

5)深入系统地研究深井近距煤层上行开采的一系列理论与技术问题,优化二、三、四层煤开采程序,可为矿井和矿区采掘部署、上行开采设计与安全生产提供可靠的依据,实现深井近距煤层的合理上行开采,推进孙村深部矿井及新汶矿区生产技术效果和高产高效生产水平的大幅度提高。

1.4 主要研究内容项目以新汶矿区孙村煤矿—800水平二、四层煤为工程背景,针对深井近距煤层中硬覆岩的工程地质特点,研究其上行开采的机理与主要技术问题,并进行井下工业性试验。

主要内容如下:1) 深井中硬覆岩裂隙发育分带特征的井下探测研究近距煤层上行开采的可行性主要取决于下位煤层采厚、层间距、层间岩性等关键因素。

下位煤层先行开采后,覆岩裂隙发育的分带特征是分析确定近距煤层复合顶板上行开采可行程度的主要依据。

为此,在3218、3219工作面中间巷内向底板中打3个观测钻孔,采用双端堵水测漏技术测定覆岩裂隙发育的分带特征和冒落带高度,综合分析裂隙的亚分带发育规律。

2) 深井近距煤层复合顶板上行开采覆岩运动与结构状态的物理模拟下位煤层开采后,上位煤层及其顶板结构完整、不发生台阶错动是上行开采的前提。

为此,采用物理模拟方法,模拟研究上行开采的覆岩与煤层的移动变形与结构状态,为四层煤工作面后续开采的井下工业性试验提供依据。

根据相似理论,把握深井倾斜近距煤层特点,在实验室制作平面相似材料实验模型,直观模拟展现上行开采过程,分析研究下位煤层开采后的覆岩运动与结构状态、二、三层煤及顶底板结构特征、覆岩结构的分带特征及规律、二层煤复合顶板上行开采的可行性。

3) 深井近距煤层上行开采应力分布与作用效应的计算模拟深井近距煤层上行开采对高地压危害卸压作用效果,是实行上行开采方式的主要目的。

为此,采用有限元计算机数值模拟研究方法,研究上行开采的应力分布与作用效应,为上行开采的卸压保护机理分析、开采设计及安全技术提供依据。

有限元数值模拟研究采用从日本软脑公司引进的2D- 有限元软件进行,研究提供下位煤层开采后的应力分布、卸压保护范围、对上位煤层的采动作用效应、上位煤层开采时应力分布与上行卸压机理、煤柱影响区工作面应力状态与危险性评价。

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近距离薄煤层综采工作面上行开采技术的探索与研究

近距离薄煤层综采工作面上行开采技术的探索与研究

近距离薄煤层综采工作面上行开采技术的探索与研究摘要:通过对国内和国外上行开采现状和开采技术的分析对比,结合五矿己组煤层的具体地质条件,根据矿压三带、三区理论和实验室数据模拟实验对己15煤层采用上行开采的可行性研究分析;同时掌握我己组煤层“三带”分布规律、上行开采顶板控制技术、上行开采矿压显现规律、快速推进优化技术,确保了工作面安全高效生产。

关键词:近距离;薄煤层;矿压显现;上行开采1、概述煤层群层间,厚煤层分层间,各层之间一般采用下行开采,在特定的地质和开采技术条件下,由于安全、技术、经济方面某种原因,煤层群采用上行开采会更为有利。

煤层群上行开采是一种特殊开采顺序。

煤层分层间上行开采时,下部煤层先采后,上部煤层的整体性不能遭受到严重破坏,最大程度上制约矿井的机械化水平和矿井的生产能力,同时随着矿井开采时间的延续,煤炭资源的不断减少,矿井面临资源的枯竭,在提高煤炭资源的回收率,是增加矿井服务年眼的重要手段,因此对矿井以前遗留的己15近距离薄煤层上行开采进行探索与研究,以己15-23040采面为实验场地。

2、近距离薄煤层上行开采影响因素的可行性分析煤层群上行开采对上部煤岩层的采动影响程度与开采造成的上覆岩层的垮落、位移特征密切相关。

煤层间距、层间岩层特征、煤层倾角、采高、采煤、采空区处理、时间间隔等是影响煤层群上行开采的主要因素。

2.1 煤层层间距影响因素煤层(群)上行开采的生产实践及科学研究证明,足够的层间距是上行开采的基本条件。

上、下煤层的层间距(或h/m)越大,上覆岩层移动越平缓,倾斜、曲率等变形值越小,越有利于上行开采。

反之,层间距(或h/m)越小,上覆岩层变形愈剧烈,甚至出现台阶下沉。

采场上覆岩层的冒落性破坏及台阶错动是影响上行开采的最大障碍。

该采面己15煤层与己16-17煤层层间距为12.4m。

根据国内外上行开采的成功经验,当上、下煤层的层间距大于20m 的高度时,上煤层发生台阶错动的机率就小,采取一定技术措施,就可以进行上行开采。

有色金属矿山上行式开采方法可行性研究

有色金属矿山上行式开采方法可行性研究

现及 巷道 维护 难题 , 采用 下行 式 比较难 解决 , 上行 而
式开采 条 件下 对 于采 区上部 某些 区段 的应力 分 布可
通过 下部 采 动来改 变 , 可通 过 人 工 预 先爆 破卸 压 也
来改 变 。
3 投 资 经 济 效 益
对于 竖井 开拓 , 即使 是 下行 式开 采 , 井筒 等也 其
IS 1 7 —2 0 S N 6 1 90
采矿 技 术 第 1 2卷 第 3期
M i i g Te h o o y n f c n l g ,Vo . 2, . i 1 1 No 3
C 4 — 1 4/ D N 3 3 7 T
21 O 2年 5月
M av 2 2 01
1 生 态 与环 境 影 响
1 1 对 地 表 破 坏 与 沉 降 影 响 .
上 行式 开 采可 将本 阶段 的开拓 或采 准 的废石 就
岩石 的节 理裂 隙都 比较 多 的情 况下 进 行 的 , 即使 采 用充 填法 充填 了采 空 区 , 由于 不是 天然 的岩石 , 但 其 强度 大 大降低 , 随着开 采 的进行 会逐 步下 沉 , 填体 充 无形 中成 了井 下 生产作 业 的危 险源 。
天井 , 进 时的岩 渣 通 过 这些 天井 下 放 到 下 中段 充 掘 填 , 流也 可 以在 清洗 工作 面 之后从 天井 回风 , 风 构成
完 整 的风路 。
2 3 “ 下 ” 深 部 开 采 安 全 . 三 及
相 应作 业 中段 , 然后进 行 回采 , 同矿 山采 用 不 同充 不 填方式 , 下掘 进 的废 石 可通 过 天 ( ) 等 溜 放 到 井 溜 井
下个 中段 空 区进 行 充填 , 里 的天 ( ) 可 以是 独 这 溜 井 头巷 道掘 进时 的通 风 井 , 可 以是其 他 服 务 于 下 中 也

煤矿残采区上行开采技术基础研究

煤矿残采区上行开采技术基础研究
一
众 所 周 知 , 着 国 民 经济 的 不 断 发 展 , 学 技 术 的 日新 月 异 , 随 科 我 国 的能 源 需 求量 也 在 不 断 的 加 大 , 别 是 对 煤炭 能 源 的需 求 量 , 国 特 我 的能 源 需 求量 与煤 炭 资 源 的 供 应 量 之 间 的 矛盾 越 来 越 突 出 ,而 由于 新 生 的 能 源 , 太 阳 能 、 能 和 风 能 等 , 些又 不 能够 代 替 煤 炭 资 源 , 如 核 这 成 为 能 源供 应 的主 体 地 位 。 所 以 , 于 每 一 个人 来 说 , 对 都应 该 节 约煤 炭 能 源 ,提 高煤 炭 资源 的回 收 利 用率 。 在 目前 我 国 有 许 多 生产 矿 井
中 , 工 作 面 采 空 区 上 方遗 留 了很 多 还 可 以 开 采 的煤 层 , 用科 学 合 在 利 理 的 方法 和 技术 回 收这 部 分 的 煤炭 资 源 ,这 对 我 国 经 济 实 现 可持 续 发 展 有 着 很 重 要 的作 用 ,并 且 也 符合 我 国倡 导 的建 设 节 约 型社 会 的 要求 。
通 过 查 阅相 关 资 料 得 到采 场 顶 板 最 大 损 伤 高度 和 距 工作 面端 部 的 水平 距 离 的计 算 公 式 :
采 场顶 板 最 大 损 伤 高 度 可 写 为 : 一 爿 M
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导 的 建 设节 约 型 社 会 的要 求 。 本 文从 结 构 的 角 度 出 发 , 虑 上 下 煤 层 开 采 考 对 层 间 岩 层 的 共 同作 用 影 响 , 层 问 岩 层 的 结 构 形 式 、 构 机 理 等 进 行 了 对 结 详 细 的研 究 。

房柱式采空区上部煤层上行开采可行性分析

房柱式采空区上部煤层上行开采可行性分析

房柱式采空区上部煤层上行开采可行性分析摘要:在本文中,我们介绍了房柱式采空区上部煤层的上行开采可行性分析。

首先,我们讨论了房柱式采空区上部煤层上行开采的技术特点;然后,我们提出了可行性分析的原则,并且结合现场实际情况,提出了该采空区上行开采的可行性分析流程;最后,我们就采空区上部煤层上行开采可行性分析提出了五点建议。

关键词:房柱式采空区,煤层上行开采,可行性分析正文:1. 介绍:房柱式采空区已经成为一种采煤上行开采技术的重要方式,这种技术能有效提高采煤效率和安全性。

其中,房柱式采空区上部煤层的上行开采是一项具有挑战性的工作,因而,对其可行性进行分析和评估显得尤为重要。

2. 技术特点:在房柱式采空区上部煤层上行开采中,技术特点主要包括:(1)采掘工作面通风单元分区局部化,矿井空气流动有序;(2)采掘组合方式多样,采掘方法可扩大;(3)房柱式结构布置有序,煤层剪切应力及压力控制;(4)采掘工作面走向灵活,断块结构稳定可控。

3. 可行性分析原则:在房柱式采空区上部煤层上行开采可行性分析中,通常可以根据以下原则:(1)分析综合效益;(2)考虑工作面分段及技术要求;(3)考虑煤层构造及厚度;(4)考虑底板护结构;(5)考虑采空区稳定性;(6)考虑采空区的通风与施工。

4. 可行性分析流程:结合现场实际情况,房柱式采空区上部煤层上行开采可行性分析的流程可以简化为以下几步:(1)对煤层构造进行表征;(2)分析开采前后工作面分段及采掘方式;(3)考虑煤层压力与应力;(4)构建采空区护结构模型;(5)计算采空区稳定性角;(6)结合采空区通风建立施工计划。

5. 结论:本文对房柱式采空区上部煤层上行开采的可行性分析进行了研究,介绍了其技术特点、可行性分析原则和可行性分析流程,以及建议。

建议:(1)采用合理的采煤技术方法;(2)采煤工作面分段必须因地制宜;(3)应力、压力要达到预期范围;(4)采空区护结构稳定性齐备;(5)采空区施工通风符合安全规定。

11904工作面上行开采可行性研究

11904工作面上行开采可行性研究
C h i n a S c i e n c e & T e c h n o l o g y 油田、 矿山、 电力设工作面上行开采可行性研究
李洪谦 ( 板石一矿, 吉林珲春 1 3 3 3 0 0 )
【 摘 要 】1 1 9 0 4 - T - 作 面在上行 开采 条件 下掘 进成巷 已成 功 完成 艮 据 实际揭 露的地质 情 况, 对1 1 9 ( ) 4 工作 面上行 开采条件 下 回采 的可行 性研 究。 【 关 键 词】上行 开采 层 间距 ’ 板石一矿1 1 9 0 4 工作面与1 2 0 0 4 工作面为重叠布置( 回风顺槽完 计 算 。 全重叠 , 运输运输 内错 5 m) 、 反程 序开采 。 T = 0 . 0 6 k + 3 ( 月) 式 中, k ——采动 影响系数 . I 1 1 9 0 4 上行开采的地质条件分析 按 以上公式计算 1 9 号煤层与2 O 号煤层开 采需要 满足的间隔时 1 1 9 0 4 上行开采 , 在1 2 0 0 4 采高及采煤方法一定的条件 下能否成 间 : 岩层为中硬 时, 开采的间隔时间为3 . 6 B, 岩层为软弱时 , 开采的 立, 主要因素1 1 1 1 1 9 、 2 O 号煤层的层间距及“ 三带 ” ( 冒落带 、 裂隙带 、 整 间 隔 时 间 3 . 4 月。 体移动带) 的高度问题 。 首先要了解这 两点 , 才能分 析反程序开 采的 1 . 4煤层 倾 角 可行性 。 而1 9 、 2 O 号煤层的层间岩性及 其结构 、 煤层倾 角及2 o g - 煤层 煤层倾角 的大小 , 决 定了采场覆岩 冒落后的堆积形态 。 的开 采 时 间 等 因素 , 对 上 行 开 采 的 影 响 也 是 至 关重 要 的 。 倾斜煤层 : 其冒落和充填随岩层倾角变化而不同, 总的趋势是 , 1 . 1层 间 距 倾斜 下方 的空间不同程度 的被充填 , 冒落不充分 。 而倾斜上方的岩 1 1 9 0 4 与1 2 0 0 4 工作面范 围内的 1 9 号煤层 与2 o g - 煤层 的层 间距 , 体失去 冒矸的支撑 , 岩体 冒落充分 。 在 开掘巷 道初期 , 曾根据地质资料做 过初步分析 , 掌握 了其在走 向 1 2 0 0 4 回采 工作面的岩层倾角在 l 6 ~8 度 间, 属缓倾斜煤层 。 上 及倾向上的赋存规律 , 均能满足上行开 采对层 间距 的要求 。 1 . 5层 间 岩 性 及 其 结 构 以此分析巷 道在 “ 三带” 中所处 的实 际位置, 为开采的可行性提 采 场 覆 岩 的 力 学 性 质 及 层 间结 构 , 直 接 影 响 到 覆岩 的 破 坏 程 供 了依据 。 度, 板石井 田为第三系含煤地层 , 属覆岩硬度较低的岩石 , 冒落带及 1 . 2 1 2 0 0 4 回采工作 面冒落带、 裂缝带 裂缝带发育较低 。 板石井 田主含煤段岩 石单向天然抗压强度最小值0 . 8 0 MP a , 最 大值6 6 . 1 3 MP a , 平均值2 5 . O O MP a , 岩石 性质 为 中硬 。 因此运用( 8 5 ) 2上行开采的可行性 煤 生字第7 8 5 号 建筑物 、 水体 、 铁路及主要井巷煤柱 留设 与压煤 开 上行开采是要有一定条件 的, 其主要条件就是要满足反程序开 采规程 》 中的中硬岩石 冒落带 、 裂缝 带高 度计 算公式 。 采的合理层间距 , 在理论上有“ 比值( K) 判别法” , “ 三带判别法” 等, 现 1 . 2 . 1 冒落 带 用 以上两 种方法对1 1 9 4 的反程序开采进行可行性分析 。 0 1 2 0 0 4 工作面 平均采厚2 . 7 0 米, 其 回采后 的冒落带高度 是 : “ 三带” 判别法 , 即是根据采空 区形成后产生 的“ 三 带” 对 空区上 1O0 ∑M 1 00 × 2. 7 覆岩 层破 坏的程度不同 , 来确定能否反程序开采 。 Hm — 47 ZM— + 19 ± 2・ 2 — 7+ 1 9- +2 ・ 2 4, 7  ̄ 2— “ 三带” 判别法认为 , 从巷道实 际揭露的情 况结合“ 三带 ” 理论分 6 . 3 2 i O . 7 2 / 8 . 5 2( m) 析, 1 1 9 0 4 工作面大部分巷道 是处在裂隙带上位岩体与整体移动 带 岩体 的交合部位 。 还有部分巷道 是处在整体移动带岩体 中。 只有少 式 中: Hm—— 冒落带高度 煤 的结构从总体上看 没有 被破 坏 , ∑M一 累计厚度 l 公式应用范围 : 单层采厚1 ~3 m, 累计采厚 部分 是处在裂缝带上位岩体 中, 可以进行 上行开采 。 不 超过 1 5 m。 ( 以下同) 注: 计算 公式 中4 - 号项为 中误差 。 3结 语 从上面的 中误差取值上看 , 不 同的 中误差取值使得其计算结果 从分析的结果 看, 1 1 9 0 4 上行开采各项指标都达到了理论要求 。 差别是很大 的。 而以往在工作 中为 了安全起见 , 往往取最大值 , 带有 l 9 、 2 O 号煤层 的层 间距也符合上行开采 的要求 , 其层 间岩性 与 片面性 。 结构 、 岩层 的缓倾斜 , 都有利于岩层的平稳沉陷。 唯一存在 的主要 问 1 . 2 . 2( 导水) 裂缝带 题是 , 被空区水浸泡过的区域 , 围岩 的强度 降低 , 易产 生支 柱( 架) 钻 1 2 0 0 4 工作面 回采后裂缝带高度 是 : 底( 顶) 的现象 , 而以钻底 的可能性为大, 回采该段期间, 支柱要“ 穿鞋

寸草塔矿特殊条件下上行开采可行性研究

寸草塔矿特殊条件下上行开采可行性研究

寸草塔矿特殊条件下上行开采可行性研究摘要:预测评估了房柱开采下层2-1中煤层,长壁开采上层2-1上煤层的反程序可采可行性。

认为寸矿2-1中煤层应用长壁工作面的上行开采可行,能保证安全。

关键词:寸草塔矿房柱开采上行开采资源回收1 寸矿上行开采的地质赋存概况寸草塔矿属于改扩建矿井,赋存有近距煤层群。

以往采用房柱先开采赋存条件优良的2-2上煤层。

为充分回收已探明煤炭资源,计划采用长壁综采回收2-1中煤层,这就形成了特殊房采条件下上行可采难题。

寸草塔煤矿43116面柱状如图1所示,2-2上煤厚1.27m。

位于煤层之上有3.42m厚的白色粉砂岩和3.56m的深灰色泥质粒粉砂岩。

2-1中煤厚1.07m。

2-1中与2-2上间距为6.6-25.81m,平均16m,属于近距煤层。

煤层倾角1~3°。

过去,2-2上煤层房柱开采为采6m留6m煤柱的顶板控制方式。

2-1上煤工作面斜长240m,采深51~312m。

采用走向长壁后退式一次采全高全部垮落采煤法采煤。

工作面采用液压支架支护,双滚筒采煤机割煤。

2 2-1中煤层上行开采可行性预测2.1 基于比值判别法的2-1中煤上行开采的可行性分析上、下煤间距和下煤层采厚是影响能否上行开采的主要技术因素。

为此,定义上、下煤层间距H与下煤层采高M之比K为采动影响倍数。

当下部开采多个煤层时,综合采动影响倍数称为K'。

当下部开采一个煤层时,用比值K的大小判别,即K=■(1)式中:H-上下煤层之间的垂距,m;M-下煤层采高。

国内上行开采实践及研究证明,当比值K>7.5时,先采下部煤层不影响在上煤层内进行正常准备和回采。

将采高与垂距代入,K=■=12.6>7.5,因此,寸矿2-1中煤可以上行开采。

2.2 基于“三带”判别法的2-1中煤上行开采的可行性预测当上、下煤层间距小于等于下煤层冒落高度时,上煤层的结构将遭到严重破坏,无法进行上行开采。

当上、下煤层间距小于等于下煤层的裂隙带高度时,上煤层结构只发生中等程度的破坏,采取一定的安全措施后,可正常进行上行开采。

八连城煤矿31801工作面上行开采可行性报告

八连城煤矿31801工作面上行开采可行性论证报告珲矿公司所属矿井到目前为止,基本来用自上而下即下行开采顺序、由于八连城煤矿31801工作面受特定原因的影响,需要采用上行开采的方式进行回采。

工作面上行开采时,由于其下部煤层己经回采完毕,下层煤的上覆岩层必然产生变化,这时可能会对上层顶底板造成一定的影响,甚至可能导致煤层的结构产生一定的变化,其变化程度取决于下层煤层顶板岩性垮落特性以及煤层的间距。

因此,我们要通过下层煤层的开采状况、围岩岩性、顶板下沉规律进行分析研究,来确定工作面上行开采方式的可行性。

一、上行开采规律及研究方法(一)煤层群上行开采的一般规律1、理论资料上显示上行开采的一般规律:(1)当下部开采一个煤层时,采动影响倍数K>7.5,上煤层可正常进行掘进和采煤。

如果下煤层采出时留有煤柱,则在下部煤柱对应的上煤层工作面内可能出现局部顶板岩层和煤层的开裂现象,采取一定措施后,可正常进行上行开采。

(2)当下部开采多个煤层时,综合采动影响倍数K z>6.3,可在上行煤层正常进行掘进和采煤工作。

(3)上煤层位于下煤层开采的冒落带之上时,一般可正常进行上行开采。

2、国内上行开采实践分析结论:(1)当下部开采单一煤层时,采动影响倍数K的下限值为6。

(2)当下部开采多个层时,综合采动影响倍数K z>6.3时上部煤层可正常进行回采,没有提出K z的下限值。

(3)上下煤层开采间隔时间大于3个月。

(二)针对31801工作面分析研究方法针对八连城煤矿19号煤层、18号煤层围岩岩性、工作面布置形式等条件,通过理论计算方法,开展顶板下沉变形规律、采空区在时间和空间上对上覆煤层造成的影响等相关内容的研究,获得31801工作面围岩抗压强度变化范围、安全回采的煤层层间距和上部综采面合理布置及开采时间间隔等关键性参数。

根据下部19号煤为已有采空区,确定上部18号煤层再进行综采的上行开采的可行性,提供安全回采可行性临界条件及实施方案,并指导现场应用。

煤矿上行开采可行性研究

煤矿上行开采可行性研究摘要:上行开采是一种特殊顺序的开采方法,进行上行开采时,若下部煤层采用长壁采煤法进行开采,由于采场较少留设煤柱,老采空区上覆岩层垮落比较充分,如果上下煤层的开采时间间隔足够长,且上部煤层的连续性不受到破坏,即可进行上行开采;若下部煤层采用部分开采方法,如房柱式开采或条带式开采,此时采空区遗留较多的留设煤柱,老采空区上覆岩层一般不垮落或垮落不充分,则此时在上部煤层开采产生的采动压力的影响下,可能造成下部煤层老采空区保留煤柱的失稳,引起上覆岩层的垮落破坏和长壁工作面底板岩层失稳,威胁上部煤层采煤工作面的生产安全。

因此,有必要研究4-2上、4-3煤层上行开采所引起的采动覆岩及层间岩层移动变形,确定层间岩层应力再次分布特征、卸压范围及岩层移动变形演化过程,科学分析煤矿上、下煤层开采的相互作用、相互影响,综合评价上行开采可行性,为煤矿安全生产提供理论依据。

关键词:上行开采;采动压力;煤柱;岩层失稳;移动变形;卸压;影响某煤矿剩余可采区域,临近5-2煤层房柱式采空区,存在蹬空开采问题,针对某煤矿5-2煤层房柱式开采完成后,需上行开采4-2上、4-3煤层的工程实际,通过科学类比、理论计算、数值模拟、相似模拟实验的方法,分析5-2煤层房柱式开采过程中煤柱稳定性、层间岩层运移规律及上部4-2上、4-3煤层连续性和完整性,研究上行开采时上下煤层开采的相互作用、相互影响,综合评价上行开采可行性,为煤矿安全生产提供理论依据。

鉴于煤矿赋存条件和开采现状,在5-2煤层房柱式采空区上部自下而上依次存在4-2上、4-3煤层需进行上行开采,已有研究成果表明影响上行开采的主要因素为下部煤层采高以及上下煤层间距和层间岩性,因此煤矿上行开采主控条件为4-3煤层的可行性研究,即只要4-3煤层上行开采可行则4-2上煤层一定安全可行,因此主要研究4-3煤层上行开采可行性。

煤矿上行开采可行性研究需解决的主要问题如下:(1) 5-2煤层房柱式开采完成后,5-2煤层留设煤柱及其上覆岩层的稳定性;(2) 4-2上、4-3开采时的采动效应对5-2煤层煤柱及其上覆岩层的稳定性的影响;(3) 5-2煤层留设煤柱失稳破坏时层间岩层失稳破坏对4-2上、4-3煤层开采的影响。

采矿课题研究报告

采矿课题研究报告采矿是指开采地下或地表的矿产资源,是人类利用自然资源的重要经济活动之一。

本报告将对采矿课题进行研究,并分析其现状和发展趋势。

一、采矿课题的现状目前,全球的采矿活动呈现出多元化的发展趋势。

首先,采矿技术不断创新,使得开采效率逐渐提高。

其次,矿产资源的获取途径也越来越多样化,包括陆上开采和海底开采等。

此外,随着环境保护意识的增强,绿色采矿成为发展的重点,通过减少环境污染和资源浪费,实现可持续发展。

二、采矿课题的发展趋势未来的采矿活动将面临以下主要发展趋势。

首先,采矿技术将更加智能化和自动化,减少人力投入和安全风险。

其次,矿产资源的获取将更加多样化,包括深海矿产资源的开采。

此外,环保要求将越来越高,推动绿色采矿的发展,包括减少环境污染、有效利用资源等。

最后,国际合作将更加紧密,实现资源共享和优势互补。

三、采矿课题的研究重点在面对未来采矿发展的挑战和机遇时,我们应重点研究以下几个方面。

首先,矿产资源的探测和评价,通过开展地质勘探和资源评估,准确预测矿产资源的分布和储量。

其次,采矿技术的创新和发展,包括智能化、自动化、节能减排等方面。

此外,环境保护和生态修复也是研究的重点,通过减少环境污染并修复生态环境,实现可持续发展。

最后,国际合作和资源共享,加强国际间的合作交流,实现优势互补和资源共享。

四、采矿课题的研究方法在研究采矿课题时,我们可以采用以下研究方法。

首先,实地调查和取样,通过对矿产资源分布和特性的观察和分析,了解矿产资源的情况。

其次,开展实验和数学模型的建立,通过实验室实验和数值模拟,预测矿藏的形成和开采过程。

此外,应用先进的技术手段,如遥感、卫星导航、无人机等,辅助研究和监测采矿活动的影响和效果。

最后,开展国际间的合作和交流,与其他国家和机构共享数据和经验,实现资源共享和优势互补。

综上所述,采矿课题是一个具有挑战和机遇的领域。

通过研究资源评估、采矿技术创新、环境保护和国际合作等方面,可以实现采矿活动的可持续发展。

上行式开采


技术措施及应用条件
(4)上部为劣质、薄及不稳定煤层,开采困难,长期达不到设计能力。可先开采下煤层或上下 煤层搭配开采,以达到设计能力。 (5)建筑物下、水体下、铁路下采煤,有时候需要先采下层煤,后采上层煤,以减轻对地表的 影响。 (6)开采火区或积水区下压煤,有时需要采用上行式开采。 (7)上部煤层开采困难或投资很多,或下部煤质优良,从国民经济需要及企业要求效益出发, 有时采用上行式开采。 (8)复采采空区上部遗留的煤炭资源,等等。
判定方法
设从下煤层顶板至平衡岩层顶板的高度叫围岩平衡高度,则其上行的基本准则是:当采场上覆岩 层中有坚硬岩层时,上煤层应位于距下煤层最近的平衡岩层之上;当采场上覆岩层均为软岩时, 上煤层应位于断裂带内。上煤层的开采应在下煤层开采引起的岩层移动稳定之后进行。 上行开采必要的层间距H可按下式计算:H>h+M/(K1-1) 式中M:下煤层采高;K1:岩石碎胀系数,K1=1.10~1.15;h:平衡岩层本身厚度,按岩(煤) 层柱状图确定。
感谢观看
采场上覆岩体在垂直方向上分为垮落带、断裂带、及弯曲下沉带。
判定方法
从围岩平衡的观点,可以分为非平衡带(即垮落带)、部分平衡带(相当于断裂带的下位岩层),平 衡带(相当于断裂带的下位岩层之上的岩层)。如《走向图》所示,沿走向可分为原始应力区A、 煤壁支撑区B、离层区C、重新压实区D及稳定区E。 走向图 断裂带的上位岩层形成“煤壁及上覆岩层一矸石”为支撑体系的岩层结构。一般岩层自身可形成 不发生台阶错动的平衡岩层结构。断裂带的下位岩层形成以“煤壁一支架一矸石”为支撑体系结 构的岩层结构。这种岩层结构在支架参与下可获得平衡。采场上覆岩层中具有一定厚度,而强度 较高的岩层是控制采场上覆岩层移动的关键,这种起控制作用的岩层称为关键层。 在回采过程中,能够形成不发生台阶错动的平衡岩层结构的岩层称为平衡岩层。
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