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文章以司马煤业公司煤巷综掘工作面施工工艺为研究对象,详细探讨、辨识了现有施工工艺的缺点及风险,提出了有效的工艺优化措施,确保了掘进时的施工作业安全,同时实现了降本增效,为同类型煤巷综掘工艺优化提供了依据和参考.
煤矿井下煤巷综掘工艺优化
【摘 要】
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文章以司马煤业公司煤巷综掘工作面施工工艺为研究对象,详细探讨、辨识了现有施工工艺的缺点及风险,提出了有效的工艺优化措施,确保了掘进时的施工作业安全,同时实现了降本增效,为同类型煤巷综掘工艺优化提供了依据和参考.
【机 构】
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山西潞安集团 司马煤业公司,山西 长治 047105
【出 处】
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煤
【发表日期】
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2022年1期
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针对某矿切顶卸压无煤柱开采技术条件,采用理论分析、现场监测与数值模拟相结合的方法对其矿压显现特征进行了分析.结果表明:沿空留巷段可分为初次来压、矿压显现强烈及一般3个危险区,巷道变形发展主要分为掘进变形、采前变形、掘巷渐次变形与变形稳定4个阶段,其中掘巷渐次变形阶段对巷道影响最为严重.切顶卸压可以有效切断顶板的应力传播路径,使应力集中向支架远端的实体煤层中传导,提高支架的支撑效果.工作面滞后40～100 m范围内,煤壁侧应力与顶板累计沉降值显著增加,此阶段顶板岩梁运动剧烈,需要加强支护.研究成果可为矿山沿
为了消除煤矿人员的不安全行为,进一步减少甚至避免煤矿事故发生,基于轨迹交叉论、杜邦STOP系统及行为安全相关理论,构建了煤矿人员行为观察模型,从计划、执行、检查、改进四个方面深入诠释模型的内涵,从观察对象、观察内容、观察方式、分析方式、管理方式五个方面解释模型的特点;将模型运用于某煤矿企业,通过对煤矿职工开展10个周期的行为观察与行为纠正,发现员工的不安全行为数量明显减少,安全行为习惯基本养成,说明煤矿人员行为观察模型具有一定的实效性.
煤矿智能化已是我国能源战略的重大发展方向.加快推进煤炭智能化发展是“双碳”目标背景下的一项变革性、牵引性、标志性重大举措.基于先进智能化技术与矿井主要设备相融合的发展需求,阐述了采煤机定位、记忆截割、姿态感知所采用的关键技术,分析了采煤机实现自主截割需要进一步突破的关键技术,探讨了液压支架姿态感知、自动跟机技术发展现状和亟待解决的问题和发展方向,分析了刮板输送机煤流量检测与自动调速、故障自动检测相关技术的优势和不足,指出了未来刮板输送机实现智能化需要突破的方向.最后,结合定位、感知、大数据分析等领域的发展
文章以新元公司31004工作面的实际地质资料为背景,运用试验研究、数值模拟、理论分析等手段对注浆加固试件的力学性能进行了研究,分析了不同注浆时机条件下巷道的变形特征,得出如下结论:42.5级硅酸盐水泥、超细水泥对破碎煤岩体有明显的改性作用,复原试件峰值残余强度较原试件有明显提高;煤柱帮侧裂隙发育深度受超前支承压力影响明显,在采动应力影响区注浆工艺可有效封堵煤柱内裂隙;注浆改造工艺可有效控制煤柱帮劣化区的持续扩展,降低顶底板及两帮移近量,维护巷道稳定.
针对巷道顶板富水造成的围岩大变形难以支护的问题,以五里堠煤矿1130运输巷道为工程背景,以现场实际条件为基础,通过数值模拟的方法研究了顶板富水对锚固结构的弱化影响,并针对性地提出了控制方案.结果表明,随着围岩含水率增加,锚杆周围的压应力区逐渐缩小,当含水率为6％时,锚杆的有效压应力范围仅有0.25 m,已无法起到有效的主动支护作用.解决巷道顶板富水问题的关键是降低围岩含水量.工业试验表明,采用锚索注浆的保水措施,可以有效降低顶板含水量,并提高锚固结构的稳定性,保证了巷道的稳定性.
针对东周窑煤业C5号煤层厚度大、顶煤冒放性较差的问题,提出采用水力压裂的方法提升顶煤冒放性.通过理论分析及现场试验,确定对工作面130～168号液压支架范围内的顶煤进行水力压裂,水力压裂孔与水平方向夹角为70°,深度为7.5～8.7 m,直径为50 mm,压裂切槽在水力压裂孔6.5 m及7.5 m位置,水力压裂时高压注水压力为17～20 MPa.在8207工作面现场试验后,结果表明:水力压裂后,支架后方顶煤块度明显降低,水力压裂范围内,每米放煤量提升了23.4％,顶煤回收率提升了19.27％.
为提高大斗沟煤矿的煤炭资源采出率,决定在大斗沟煤矿8306工作面实行切顶卸压自成巷开采技术.通过理论分析,对切顶卸压沿空留巷的关键技术参数进行了分析,得出8306工作面合理的切顶高度应为7.8 m,合理的切顶角度应为15°.根据切顶参数及现场条件提出了巷道补强锚索支护、挡矸支护及临时支护方案,并通过现场试验确定出合理的爆破参数.现场支架工作阻力监测结果表明:采用切顶卸压技术后,切缝侧支架最大工作阻力的平均值比未切缝侧减小了12.3％,卸压效果明显.
文章针对郭庄煤矿3308工作面沿空留巷支护技术尚不成熟的问题,本文运用三维纺织结构设计、端头区围护尾梁改造、沿空留巷挡矸支架设计、一梁两柱设计以及沿空留巷临时支护优化技术对郭庄煤矿3308工作面沿空留巷支护技术进行了设计研究,并通过对郭庄煤矿地质条件分析,分别对3308工作面巷旁支护、待浇筑空间围护以及沿空留巷临时支护进行了设计研究.将支护方案应用于3308工作面支护后发现,支护方案稳定性符合要求,提升了企业经济效益,节省了巷道建设费用约1400万元.
在煤矿巷道掘进过程中会产生大量粉尘,对作业人员的身体健康和企业的安全生产有着严重危害.为了降低掘进工作面粉尘浓度,文章以阳煤一矿81108回风巷综掘工作面为例,分析了工作面降尘措施现状,实测了不同喷雾供水压力下的降尘效率,提出了最优降尘参数及综合降尘措施.结果表明:外喷雾水压在8 MPa时对截割产尘的降尘效率最高,呼尘和全尘分别为63％和77％;综合降尘措施在水幕帘后方对呼尘和全尘的降尘效率接近90％,很好地治理了工作面粉尘问题.
针对通合煤业2101工作面回采过程中常常穿越原有采空区,极易出现顶板垮落与煤壁片帮等问题,提出采用预注浆加固技术进行治理.在2101回采巷道每隔10 m布置1组钻孔,每组钻孔设置Ⅰ、Ⅱ两个钻孔,长度分别为45 m和95 m,Ⅰ号钻孔距底板高度1300 mm,Ⅱ号钻孔距底板高度1700 mm,注浆材料为双液水泥(粉煤灰)-水玻璃浆液,水玻璃:水泥(粉煤灰)浆液=1:20.经过现场试验,浆液在注浆后1周左右凝结硬化并对巷道围岩变形起到有效的约束作用.