膨胀性泥岩底板少留底煤综放开采技术研究下载

weixin_39821228 2020-10-02 01:31:02

为解决强膨胀性泥岩底板综采工作面留设2m底煤的回采巷道布置方式造成的煤炭资源大量浪费问题,在对液压支架与底板交互作业关系分析的基础上,采用数值模拟方式确定综放工作面在留设0. 5m底煤时,开采过程中底鼓量不会影响到工作面的顺利推进,并将此方法成功应用于亭南煤矿304综放工作面,大幅提高了工作面资源回收量,提高了工作面的经济效益。
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为解决强膨胀性泥岩底板综采工作面留设2m底煤的回采巷道布置方式造成的煤炭资源大量浪费问题,在对液压支架与底板交互作业关系分析的基础上,采用数值模拟方式确定综放工作面在留设0. 5m底煤时,开采过程中底鼓量不会影响到工作面的顺利推进,并将此方法成功应用于亭南煤矿304综放工作面,大幅提高了工作面资源回收量,提高了工作面的经济效益。

为解决亭南矿井留2m左右的厚底煤开采导致的矿井丢煤严重的问题,分析了304综采工作面煤层底板岩层特征及底板膨胀性能分级。并从回采巷道布置方式、回采巷道支护方式、回采工艺等方面研究了少留底煤综放开采的关键技术,最终确定亭南矿304工作面回采巷道采用留设2.0m底煤的布置方式,在开采期间分两次落底1.5m,工作面留设0.5m底煤推进。结果表明,采用此方法,在304综放工作面多回收煤炭62万t,占留设2.0m底煤资源量的25.7%,大幅提高了工作面的经济效益。

为了解决亭南矿井西翼轨道大巷底板揭露铝质泥岩、底鼓变形严重、巷道底板难以控制的问题,通过对巷道围岩位移量观测分析变化规律,结合矿井生产实际,经过反复论证采用底角锚杆、反底拱控制技术进行底板加固,使底鼓量由500mm降低到10mm。试验结果表明:采用膨胀性泥岩底鼓治理技术能够有效控制巷道两帮收敛和底板鼓起、封闭水源,提高了巷道围岩整体稳定性,使巷道底板变形量得到了有效控制,为矿井进一步研究无底煤开采技术提供了基础技术数据。

为分析各种因素对煤矿膨胀性泥岩钻孔缩径的影响程度,选取含水率、地应力和不同围岩力学参数,利用数值软件ANSYS对各因素对膨胀性泥岩钻孔缩径影响进行了敏感性分析。引入敏感度因子来评价各因素独立作用对钻孔缩径影响的敏感程度,用正交试验法分析各因素在相互关联的基础上对钻孔缩径影响的敏感程度。试验结果表明,含水率是影响膨胀性泥岩钻孔缩径最敏感也是最重要的参数;线性膨胀系数和泊松比对钻孔缩径影响比较显著,但比含水率的影响作用差;弹性模量的影响相对较小;而地应力的影响最不显著。

针对煤矿井下膨胀性泥岩钻孔遇水缩径问题,探讨了聚胺钻孔液在煤矿膨胀性泥岩钻孔水力排渣系统中的应用。在线膨胀实验和单轴压缩实验的基础上,研究了不同钻孔液浸泡对泥岩膨胀和强度特性的影响;通过理论计算并结合相似模拟实验,分析研究了不同钻孔液对煤矿膨胀性泥岩钻孔缩径变形的影响。研究表明:聚胺钻孔液能较好地降低泥岩含水率,减小水化膨胀,抑制泥岩膨胀变形;在钻孔液中添加铝盐络合物等封堵剂可以大幅度改善泥岩力学性质,降低水力排渣过程对泥岩强度的弱化作用;聚胺钻孔液体系能够有效地抑制泥岩钻孔缩径,缩径率降低21%。

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