【摘 要】
:
我国大型矿田上一般同时存在多个相邻露天矿,针对相邻露天矿山独立开采时常存在边帮压煤、内排土场空间不足,以及土地复垦滞后等诸多问题,基于笔者提出的露天矿群协调开采技术,通过运用露天采矿学的基本原理,引入协同理论,提出了露天矿群开采-采排复一体化协同采矿技术的概念,详细阐述技术理念及内涵,重点研究了露天矿群开采、排土、复垦3个环节及协同作业的关键技术内容,并将其用于卡布其露天矿群.具体包括:借助3DMine软件构建卡布其露天矿群三维地质模型,根据卡布其矿区三矿开采推进的时空关系,确定露天矿群协调开采模式为同向
【机 构】
:
中国矿业大学(北京)能源与矿业学院,北京 100083;中国矿业大学(北京)深部岩石力学与地下工程国家重点实验室,北京 100083;中国矿业大学(北京)能源与矿业学院,北京 100083
论文部分内容阅读
我国大型矿田上一般同时存在多个相邻露天矿,针对相邻露天矿山独立开采时常存在边帮压煤、内排土场空间不足,以及土地复垦滞后等诸多问题,基于笔者提出的露天矿群协调开采技术,通过运用露天采矿学的基本原理,引入协同理论,提出了露天矿群开采-采排复一体化协同采矿技术的概念,详细阐述技术理念及内涵,重点研究了露天矿群开采、排土、复垦3个环节及协同作业的关键技术内容,并将其用于卡布其露天矿群.具体包括:借助3DMine软件构建卡布其露天矿群三维地质模型,根据卡布其矿区三矿开采推进的时空关系,确定露天矿群协调开采模式为同向协调开采,平行布置工作线,贯通相邻采场,优化总平面布局,让压帮煤随工作线推进顺利回采,合理分配与利用排土空间,提出共享排土场的方法以减少剥离物外排,缩短运距;在露天矿群开采方案的基础上制定协同复垦方案,建立露天矿群分期开采-内排-土地复垦一体化时空模型.实例证明:卡布其矿群在运用露天矿群开采-采排复一体化协同采矿技术后可有效增加煤炭资源采出率,降低剥采比,增加内排空间,实现矿群采剥工程与复垦工程的协调统一,降低复垦成本,提高露天矿直接经济效益.
其他文献
为探究页岩矿物组分、孔隙结构及其分形维数对页岩吸附特性的影响,开展龙马溪组、五峰组以及延长组页岩总有机碳(TOC)含量测试、X射线衍射(XRD)测试、低温N2吸附测试,CH4等温吸附实验,基于吸附相体积Va恒定、吸附相密度ρa恒定2种方法对页岩气绝对吸附量进行了校正,并采用Langmuir模型对绝对吸附量进行了拟合,在此基础上获得了页岩矿物组分、孔隙结构以及Lang?muir模型参数之间的关系.结果表明:Langmuir模型能很好地拟合实验条件下CH4在不同页岩上的吸附数据,且Langmuir模型对基于V
大倾角近距离煤层群开采时,下层煤采场顶板受到重复加-卸载作用,其覆岩运移和矸石充填特征较单一煤层开采时更为复杂.以东峡煤矿大倾角近距离煤层群为研究对象,采用物理相似材料模拟试验、理论分析和现场实测相结合的手段,通过建立基于下层煤采场顶板的两端固支梁模型,确定了采场顶板易发生弯曲破断的位置,研究了大倾角近距离煤层群长壁采场顶板破断垮落特征.结果表明,上层煤采空区垮落顶板的堆积沿倾向具有不均衡性;垮落顶板与顶板残垣轮廓的接触程度存在差异性,沿垂直岩层方向可将垮落覆岩划分为完整倾斜砌体区域与倾斜砌体缺失区域.上
为寻求智能化露天煤矿统一的设计思想和建设内容,确保露天煤矿智能化建设的实效,针对目前露天煤矿山普遍存在的重“软”系统建设,轻“硬”工艺装备变革,重业务系统建设、轻数据价值挖掘,偏离需求片面追求无人化,忽视智能化建设的经济属性等问题,厘定了围绕“人”“设备”“系统”3条主线的建设内容,明确了将露天煤矿智能化程度分为初级、中级、高级3个阶段的智能化分级建设原则,提出了实现矿山全要素、全过程、全生命周期个性化安全稳定运行的露天煤矿智能化建设的总体目标.通过解析露天煤矿生产和智能化建设的特征,提出了工艺为本、分级
高突矿井瓦斯抽采是治理工作面隅角瓦斯超限的重要手段,各抽采方式布置层位不同,其抽采效果存在明显差异,研究协同抽采各抽采方式的最优布置层位具有重要意义.为提高高抽巷抽采效率实现瓦斯精准抽采,基于“椭抛带”理论,运用Fluent数值模拟软件对协同抽采各抽采方式的布置层位进行模拟研究,分析各布置条件下工作面隅角瓦斯浓度,确定最优布置层位.模拟结果表明协同抽采中各抽采方式布置层位为:高抽巷最优平距25 m,最优垂距30 m,定向长钻孔最优平距在10~20 m,最优垂距在11~21 m.通过对单一抽采与协同抽采进行
矿井灾害的孕育和发展过程中,常伴随着岩体应力的变化,岩体应力的变化引起岩体发生变形、破坏,从而改变围岩的声学特征,其中岩体的波速变化特征可对煤矿某些地质灾害起到预测预报的作用.通过晋城矿区现场取样,采用岩石力学加载系统和声波测试系统对岩石单轴加载破坏全过程的声波脉冲信号进行实时采集,利用自主开发的脉冲信号初至时间智能处理Pickup程序模块,对测试数据进行处理.研究结果表明:晋城西区和北区煤系地层岩石力学特征和波速变化特征差异较大,西区岩石加载破坏全过程中波速变化经历“上凹→线性增大→突降上升→台阶波动→
深部煤与瓦斯突出发生机理必然与浅部存在显著差异,将辽宁某矿12煤层型煤作为研究对象,采用自主研发的可同时施加轴压、围压、孔隙压的煤与瓦斯突出全过程模拟装置,以轴压模拟上覆岩层应力作用,围压模拟围岩应力作用,孔隙压模拟气体压力,进行了埋深分别为1100、1300、1500、1700、1900、2100、2300和2500 m的高地应力条件煤与瓦斯突出模拟试验并验证了其可靠性,定义单位气体压力突出煤粉质量为相对突出强度,得到相对突出强度、临界气体压力与埋深关系规律.结果发现:①深部煤与瓦斯突出特征与浅部存在明
为了固结煤层中钻孔周围的裂隙,以聚二甲基硅氧烷、含氢硅油、聚丙烯纤维和秸秆纤维为原料,制备一种用于煤岩裂隙固结的弹性胶结材料,通过扫描电子显微镜和颗粒分析仪观察聚丙烯纤维和秸秆纤维在弹性胶结材料中的微观形貌,通过万能试验机研究不同掺量的聚丙烯纤维和秸秆纤维对弹性胶结材料力学性能的影响.研究结果表明:掺入一定量的聚丙烯纤维和秸秆纤维可以增强弹性胶结材料力学性能,随着聚丙烯纤维和秸秆纤维掺量的增加,弹性胶结材料的力学性能变差,聚丙烯纤维-秸秆纤维的最优掺量为0.6%~1%;聚丙烯纤维可以作为连接材料桥接弹性胶
低渗煤体微观渗流特性研究对煤层注水增注、防治瓦斯灾害具有重要价值,物理模型仿真试验是开展此研究的重要途径之一.为研究煤体孔隙微观尺度下液体的初始渗流特性,以微流控技术为基础,制作替代煤体孔隙的等效毛管束模型,构建了微观渗流可视化试验平台,开展了不同孔隙尺寸、不同流体的渗流模型试验,分析了渗流流量、渗流压力、孔径尺度、润湿性等多个参量对渗流特性的影响.研究结果表明:① 渗流过程不同位置孔隙渗流的活跃性差异较大,模型中间位置渗流更活跃;渗流初始流量越大,参与渗流通道数目越多.渗流初始流量与毛细管内流体体积成正
小断层活化会加剧采空区上覆岩层破坏增强渗透性,导致采空区煤自燃,针对这一问题,以河南神火煤电股份有限公司薛湖煤矿25030工作面为工程背景,利用UDEC数值模拟断层不同倾角、不同水平断距条件下采空区上覆岩层移动破坏过程,分析了断层对采空区上覆岩层破坏及渗透性的影响.研究表明:①随着工作面逐渐接近断层,断层出现滑移现象,断面附近位移呈斜向下趋势,下盘沿断层滑移比较明显;受到断层下盘滑移错位形成的支撑力影响,下盘下沉量明显大于上盘,上盘覆岩“三带”高度有所上升.工作面推过断层10 m时,上方覆岩位移开始出现滞
综放开采会形成有别于常规三轴压缩的应力路径,为研究综放采动状态下顶板岩体的力学特性,针对特定长度和角度的单裂隙砂岩,进行恒定卸围压同时变速率加轴压的加卸载三轴试验,以模拟综放开采过程中的应力路径,分析单裂隙砂岩的破坏形式,并用超声波实时测试,探究超声波特性和应力应变的关系以及裂纹演化规律.试验结果表明:①常规三轴应力路径下,不同长度单裂隙砂岩试件的破坏形式基本为拉-剪复合型破坏,不同角度单裂隙砂岩试件破坏形式包含纯剪切破坏、拉伸破坏、拉-剪复合破坏和X型共轭剪切破坏.加卸载三轴应力路径下,随着裂隙长度增加