复合顶板不稳定煤层开采技术研究
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摘要
大安山煤矿随着开采水平的不断延伸,缓倾斜和倾斜煤层所占比重逐渐增加。由于地质条件复杂,构造十分发育,导致煤层赋存的强烈不规则,无煤带、薄煤带、厚煤区相继出现,给煤矿生产管理、资源安全生产和有效回收,带来很多待要解决的问题。
本论文根据大安山矿地质构造条件、围岩特征和煤层赋存特点,通过理论分析、数值模拟、现场矿压观测和开采试验的方法,对缓倾斜复合顶板不稳定煤层开采技术进行了研究,确定了安全合理采煤方法、巷道支护方案和技术参数、工作面支护方案和技术参数等; 开发了矿压监测与支护质量分析系统软件; 分析了围岩活动规律和矿山压力显现规律; 为大安山矿在类似条件下进行回采提供了重要的依据。
实践证明,巷道和工作面支护设计的参数符合+680水平西三石门轴14槽工作面安全生产的要求,大安山矿应用单体支柱、铰接顶梁、放炮落煤和全部垮落法管理顶板的回采工艺,开采复合顶板条件下的缓倾斜不稳定煤层取得较好的经济效益。
The proportion of low-angle dip and inclined seam is increasing gradually with the mining level extending in Da'anshan coal mine. The complex geological conditions and structures cause the coal seam irregular. The thin coal , thick coal, and no coal district appear alternately, which brings the questions of the working management, the safe production, and the resources effective recycle.
According to geological structure situation, surrounding rock characteristic and coal seam characteristic of Da'anshan coal mine, the methods of theory analysis, numerical simulation, the on-the-spot mine pressure monitoring and mining experiment have been used to research the technology of exploiting the low-angle dip and unstable coal seam with compound roof. The reasonable mining method, tunnel support parameters, the support design and technical parameters of work face have been determined. The mine pressure monitoring and the support quantity analyzing system software has been developed, then the activity rule of country rock and emergence rule of the mine pressure has been analyzed, which provides the important basis for the coal exploiting under the similar condition.
Through the practice, the support design parameters of the work face and tunnel meet the demand of safe production. Da'anshan coal mine obtained better economic benefit in exploiting the low-angle dip unstable coal seam with compound roof by the excavation method of single prop, joint roof beam, blasting fall coal, and roof whole caving.
本论文根据大安山矿地质构造条件、围岩特征和煤层赋存特点,通过理论分析、数值模拟、现场矿压观测和开采试验的方法,对缓倾斜复合顶板不稳定煤层开采技术进行了研究,确定了安全合理采煤方法、巷道支护方案和技术参数、工作面支护方案和技术参数等; 开发了矿压监测与支护质量分析系统软件; 分析了围岩活动规律和矿山压力显现规律; 为大安山矿在类似条件下进行回采提供了重要的依据。
实践证明,巷道和工作面支护设计的参数符合+680水平西三石门轴14槽工作面安全生产的要求,大安山矿应用单体支柱、铰接顶梁、放炮落煤和全部垮落法管理顶板的回采工艺,开采复合顶板条件下的缓倾斜不稳定煤层取得较好的经济效益。
The proportion of low-angle dip and inclined seam is increasing gradually with the mining level extending in Da'anshan coal mine. The complex geological conditions and structures cause the coal seam irregular. The thin coal , thick coal, and no coal district appear alternately, which brings the questions of the working management, the safe production, and the resources effective recycle.
According to geological structure situation, surrounding rock characteristic and coal seam characteristic of Da'anshan coal mine, the methods of theory analysis, numerical simulation, the on-the-spot mine pressure monitoring and mining experiment have been used to research the technology of exploiting the low-angle dip and unstable coal seam with compound roof. The reasonable mining method, tunnel support parameters, the support design and technical parameters of work face have been determined. The mine pressure monitoring and the support quantity analyzing system software has been developed, then the activity rule of country rock and emergence rule of the mine pressure has been analyzed, which provides the important basis for the coal exploiting under the similar condition.
Through the practice, the support design parameters of the work face and tunnel meet the demand of safe production. Da'anshan coal mine obtained better economic benefit in exploiting the low-angle dip unstable coal seam with compound roof by the excavation method of single prop, joint roof beam, blasting fall coal, and roof whole caving.
引文
[1] 陈炎光,徐永圻.煤矿开采学.中国矿业大学出版社,1991,8
[2] 王启堂,何晓光.影响采煤工作面矿山压力因素分析.山东煤炭科技:2000 年增刊
[3] A.B.卡明斯,I.B.吉文,《采矿工程手册》翻译组译.采矿工程手册第二分册采矿方法与地下开采.冶金工业出版社,1981.6
[4] 任德惠.缓倾斜煤层采场压力分布规律与合理巷道布置.煤炭工业出版社,1982
[5] 钱鸣高,刘听成.矿山压力及其控制.煤炭工业出版社,1991.3
[6] 耿献文.矿山压力测控技术.中国矿业大学出版社,2002
[7] 彭绍杰.复合顶板控制技术.矿山压力与顶板管理,2000,12
[8] 昌波,汪家友.唐庄煤矿复合型顶板控制及支护选择.江苏煤炭:1998,第 1 期
[9] 杨本水,吴玉华.复合顶板控制机理与防治实践.煤矿开采,1998,第 2 期
[10] 李卫平,刘魁景.复合顶板冒顶原因及其控制.中州煤炭,1999,第 4 期
[11] 贾广辉.对复合顶板的认识及综合防治措施.山东煤炭科技,1998,第 2 期
[12] 石玉波,刘云峰.复合顶板条件下巷道冒顶事故技术分析及预防.煤炭技术,2003.6
[13] 黄诚光.工作面复合顶板层面滑垮成因及控制.矿山压力与顶板管理,2002
[14] 白云锋等.“三软”不稳定煤层采煤方法研究.煤,1994
[15] 张以,白云峰等.新峰一矿“三软”不稳定煤层采煤方法研究课题鉴定材料,1993
[16] 王家臣等..采矿工程中的不确定性及其应用.矿山压力与顶板管理,1999
[17] 毕华照,宋振骐,乔福祥.煤矿顶板事故的防治[M].北京:煤炭工业出版社,1991
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[20] 侯朝炯,郭励生,勾攀峰等.煤巷锚杆支护[M].徐州:中国矿业大学出版社,1999
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[22] 向小东.回采巷道锚杆支护可靠性设计与管理的研究.辽宁工程技术大学硕士论文,1998
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[24] Wilson A H·Various aspects of longwall roof support. Collier:1984
[25] 王启堂,周德华.采面单体支柱工作阻力的分析.山东煤炭科技,1998,第 4 期
[26] 曹建波. 支架工作阻力与覆岩作用机理研究.矿山压力与顶板管理,2004,№1
[27] 李国军.单体液压支柱工作面顶板事故的原因及控制.华北矿业高等专科学校学报,2001,9
[28] 杨本水等.单体液压支柱工作面合理支护密度的研究.淮南矿业学院学报,1998,第 2 期
[29] 孙广义,马云东.单体液压支柱工作面支护可靠性研究.煤炭工程,2002,第 9 期
[30] 叶新萍.单体液压支柱在回采支护监测中的再认识.江西煤炭科技,2002,第 2 期
[31] 朱勇.单体支柱工作面矿压监控工作的实践.煤炭技术,2005.7
[32] 吴广杰,周正付.浅谈单体液压支柱工作面支护质量监测与改进.煤炭科学技,1995,第 5 期
[33] 张忠良.单体液压支柱工作面支护质量与顶板动态监测.煤矿开采:2005,第 2 期
[34] 李洪.回采工作面支柱工作状态观测及分析研究.煤,2002,第 4 期
[35] 樊运策.我国高产高效矿井建设的重要技术途径.煤炭学报,2001 年增刊
[36] 王欣,林立军,刘志镜编.中文版 VisualBasic6.0 实用编程.西安电子科技大学出版社,1999,4
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