当期目录

2024年 第45卷 第4期 刊出日期：2024-08-25

  

倾斜软煤层综放工作面初次“见方”回风巷矿压显现研究

张嘉岿, 李铁, 彭湃, 雷鸣, 李晓璐, 宁杉,

2024, 45(4):  1. 

摘要 ( 46 )  

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孟家窑煤业于11501工作面开展倾斜软煤层赋存条件下留设15 m区段煤柱试验，自工作面初次“见方”后，该工作面回风巷超前工作面一定范围内变形异常，且时常伴有异响。针对这一问题，以11501工作面初次“见方”期间工况为研究背景，采用3DEC数值模拟软件建立11501工作面回采数值模型，分析了11501回风巷在工作面初次“见方”前后的矿压显现规律，从矿压角度解释了工作面初次“见方”期间回风巷内异响来源。结果表明，11501工作面超前支承压力影响范围为50～70 m,在来压期间回风巷下帮、顶部、上帮变形速率明显加快，并且出现非均匀变形；工作面“见方”期间，受采动影响采空区已破断直接顶再次破裂是回风巷异响的主要原因，受其影响11501回风巷出现下帮顶角下沉、下帮外鼓变形、托盘内陷于煤体、钢带崩断等现象。针对该问题，提出了11501回风巷非均化补强支护措施，并取得较好的应用效果。研究成果为11501工作面后续回采工作中维护回风巷提供了科学依据，可为相似倾斜软煤层赋存条件矿井提供借鉴。

采空区垮落煤岩体净化效能时空演化规律研究——以凌志达煤矿为例

杨鹏飞, 刘锞锐, 王档良, 王允卿, 司湘, 杨道坤,

2024, 45(4):  9. 

摘要 ( 15 )  

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采空区地下水库的建设对矿井水资源的利用意义重大。随着矿井水通过垮落煤岩体，水中悬浮物会产生迁移与沉积的现象，从而影响采空区垮落煤岩体的净化效能，进而影响采空区地下水库的净水能力和使用年限。采用考虑源汇项的水动力弥散方程作为描述悬浮物在采空区垮落煤岩体中迁移与沉积过程的数学模型，研究了悬浮物浓度随采空区内流程长度的变化规律，预计了凌志达煤矿采空区地下水库的使用年限，并分析了滞留因子对采空区地下水库使用年限的影响，可为评估采空区地下水库使用年限提供理论依据。

条带膏体充填开采方案设计与研究

张睿, 张瑞龙, 郎鹏程,

2024, 45(4):  16. 

摘要 ( 15 )  

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煤矿呆滞资源的回收尤其是建(构)筑物下、铁路下、水体下的压覆煤炭资源和边角煤的解放与再回收，成为我国煤矿开采亟待解决的难题，具有支撑柱不易风化、压缩率小、充填成本较低、适用条件广、采出率高的条带膏体充填开采技术，正日益凸显其在回收“三下”呆滞资源的技术与经济优势。针对条带充填开采设计过程中面临膏体充填方法的选择、条带充填开采顶板稳定性设计、充填开采工艺设计问题；采用理论分析将条带膏体充填与综采膏体充填作对比，突出条带充填开采的工作面布置灵活等特点；采用极限强度理论、固支梁理论、比涅乌斯基公式结合赫斯特里测试验与现场强度转换原理等理论计算与分析方法，对条带开采尺寸、条带支撑强度、充填体设计强度等充填开采相关参数设计提供解法。根据现场生产经验，对条带可采工艺、条带支护、条带端头隔离等工艺流程给出解答，为条带膏体充填方案设计提供了一种解决方案。

低位综放工作面提高顶煤回采率的放煤方式优化

邢萌, 王鹏宇,

2024, 45(4):  21. 

摘要 ( 12 )  

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针对古城煤矿低位综放工作面顶煤回采率低的问题，以S1306低位综放工作面为背景，分析了现有放煤方式。首先，通过建立不同放煤方式与放煤口长度的PFC数值计算模型，分析了不同放煤口长度以及相同放煤口长度、不同放煤方式下顶煤回采率；其次，提出了双口间隔动态放煤方式，对比分析了单口顺序放煤、双口顺序放煤以及双口间隔动态放煤的顶煤回采率；最后，研究了不同采放比对3种放煤方式顶煤回采率的影响。研究表明：低位综放工作面顶煤回采率随着放煤口长度的增大而逐渐减小；放煤口长度一定时，单口顺序放煤顶煤回采率大于双口顺序放煤的顶煤回采率；双口间隔动态放煤顶煤回采率相较于单口顺序放煤提高了约8.44%,放煤时间节省了46%,且放煤均衡性优于单口顺序放煤与双口顺序放煤；双口间隔动态放煤和单口顺序放煤的顶煤回采率均随着采放比的增大而增大，当采放比小于1∶1时，双口间隔动态放煤顶煤回采率大于单口顺序放煤方式，当采放比大于1∶1时，两者之间差距明显减小，但双口间隔动态放煤的时间大大缩短。因此，双口间隔动态放煤方式结合了低位综放工作面条件下单口放煤方式顶煤回采率高和双口放煤方式放煤时间短的优势。

深部开采超宽工作面覆岩运移破断规律研究

张乐强, 王伟, 刘晓彤, 冯昌如, 朱昊,

2024, 45(4):  26. 

摘要 ( 10 )  

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以高家堡煤矿4号煤层赋存条件为背景，采用理论分析、数值模型模拟相结合的方法，对4号煤上覆岩层中关键层位置进行了判别，明确了加长工作面的来压步距，研究了工作面长度分别为120、140、150、180、200、260 m条件下的覆岩运移特征。结果表明：工作面上覆岩层中包含6层关键层，且距4号煤上108 m处的复合岩层为主关键层，基本顶为包含粗粒砂岩、泥岩、中粒砂岩和粉砂岩在内的复合岩层1且为亚关键层，当工作面进行开采后，关键层以下所有亚关键层均发生破断。理论计算与数值模拟所得的工作面初次来压步距均在为50 m左右，周期来压步距均在20～25 m,与实际情况相符合。不同工作面长度的覆岩运移分布状态基本相同，且随着工作面长度的增加，采空区中部位移变化量最大，由7.72 m增加到7.81 m,而工作面两端覆岩运移量变化并不明显。研究结果可为工作面安全高效回采、矿井接续工作面面长设计布置提供有效借鉴，具有重要的现实生产指导意义。