汾西新柳煤矿小煤窑破坏区复采技术研究
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摘要
我国煤炭资源整合与重组的过程中,小煤矿破坏区的治理尤为重要。以山西焦煤集团汾西矿区为例,由于小煤矿开采使用落后的以掘代采或房柱式采煤工艺,资源回采率仅有10%~25%。据不完全统计,仅在新柳、新峪、新阳三个井田内,小煤矿破坏区就达近百平方公里。所以,必须采取合理的工作面复采技术以此回收小煤矿破坏区所浪费的资源。本文以新柳矿交子里盘曲0902工作面地质条件为例,通过Protem EM-47瞬变电磁仪探测了该工作面破坏区中老空区的具体位置。在探测的基础上,建立了破坏区三维地质模型,通过FLAC3D大型数值模拟软件模拟了工作面通过破坏区时的应力场分布规律,分析了综采工作面通过老空区空巷前调斜的合理角度。研究结果显示,工作面调斜过程中,运巷一侧工作面超前材巷一侧20m左右为最佳。工作面的调斜推进使得工作面前方煤柱交替进入应力集中。煤柱两旁巷道没有同时破坏,老顶没有大面积来压,破坏区煤炭资源可以顺利回收。
In the process of coal resources integration and reorganization, the management of failure zonein the small coal mine is particularly important. Taking Fenxi mining area as an example, the coalresources stoping rate of small coal mine is only10%~25%since the outdated mining technologysuch as room and pillar mining method was employed. According to incomplete statistics, the totalarea of failure zones formed by the outdated mining technology in the small coal mines amount tonearly one hundred square kilometers in Xinliu, Xinyu and Xinyang coal mines. Therefore, areasonable extraction technology of the longwall panel should be employed to recovery these coalresources. Based on the geological conditions of0902longwall panel in Xinliu coal mine, thisstudy presents an integrated approach for field tests and numerical investigations to assess theeffectiveness of the extraction technology. Protem EM-47transient electromagnetic instrumentwas employed to detect and locate the place of abandoned tunnel of goaf. According to the resultsof transient electromagnetic instrument, A3D-geological model was established by FLAC3D (FastLagrangian Analysis of Continua in3Dimensions) to understand abutment pressure distribution ofthe longwall panel when the mining face is passing through the abandoned tunnel of goaf.Meanwhile, the reasonable pattern of slope adjustment mining is analyzed as well. The results ofthe field tests and the numerical modeling show that the mining face closed to the haulageroadway should be advanced20m than that closed to the material roadway. Because of the slopeadjustment mining, stress concentration does not occur in all of the pillars at the same time. Inaddition, the abandoned roadway is not damaged in the process of mining while the failure ofmain roof does not occur. Therefore, the reserved coal resources can be recovered smoothly.
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