Published May 29, 2018 | Version v1
Publication Open

A Coal Burst Mitigation Strategy for Tailgate during Deep Mining of Inclined Longwall Top Coal Caving Panels at Huafeng Coal Mine

Creators

  • 1. Taiyuan University of Technology
  • 2. Southern Illinois University Carbondale
  • 3. China University of Mining and Technology
  • 4. Russian Academy of Natural Sciences
  • 5. China Institute of Geological Environmental Monitoring

Description

A coal burst mitigation strategy for tailgate in mining of deep inclined longwall panels with top coal caving at Huafeng Coal Mine is presented in this paper. Field data showed that coal bursts, rib sloughing or slabbing, large convergence, and so forth frequently occurred within the tailgate entries during development and panel retreating employing standard longwall top coal caving (LTCC) layout which resulted in fatal injuries and tremendous profit loss. The contributing factors leading to coal bursts were analyzed. Laboratory tests, in situ measurement, and field observation demonstrate that the intrinsic bursting proneness of the coal seam and immediate roof stratum, deep cover, overlying ultrathick (500–800 m) conglomerate strata, faults, and, most importantly, improper panel layout led to coal bursts. By employing a new strategy, that is, longwall mining with split-level gateroads (LMSG), gateroads on either end of a LMSG panel are located at different levels within a coal seam, adjacent LMSG panels overlap end to end, and the tailgate of the adjacent new LMSG panel can be located below the headgate entry of the previous LMSG panel or may be offset horizontally with respect to it. Numerical modeling was carried out to investigate the stress distribution and yield zone development within surrounding rock mass which was validated by field investigation. The results indicate that standard LTCC system gave rise to high ground pressure around tailgate entries next to the gob, while LMSG tailgate entry below the gob edge was in a destressed environment. Therefore, coal bursts are significantly mitigated. Field practice of LMSG at Huafeng Coal Mine demonstrates how the new strategy effectively dealt with coal burst problems in mining of deep inclined longwall panels with a reduced incidence of ground control problems. The new strategy can potentially be applied in similar settings.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يتم تقديم استراتيجية تخفيف انفجار الفحم للباب الخلفي في تعدين الألواح ذات الجدران الطويلة المائلة العميقة مع رضوخ الفحم العلوي في منجم فحم هوا فنغ في هذه الورقة. أظهرت البيانات الميدانية أن انفجارات الفحم، وتخثر الأضلاع أو البلاطات، والتقارب الكبير، وما إلى ذلك حدثت بشكل متكرر داخل إدخالات الباب الخلفي أثناء التطوير وتراجع اللوحة باستخدام تخطيط كهف الفحم العلوي طويل الجدار القياسي (LTCC) مما أدى إلى إصابات مميتة وخسارة أرباح هائلة. تم تحليل العوامل المساهمة التي تؤدي إلى انفجارات الفحم. تُظهر الاختبارات المعملية والقياس في الموقع والملاحظة الميدانية أن الاندفاع الداخلي لطبقة التماس الفحمي وطبقة السقف المباشرة والغطاء العميق والطبقات التكتلية الفائقة (500–800 متر) والأعطال والأهم من ذلك أن تخطيط اللوحة غير المناسب أدى إلى انفجارات الفحم. من خلال استخدام استراتيجية جديدة، أي التعدين طويل الجدار مع أحواض البوابة ذات المستوى المنقسم (LMSG)، تقع أحواض البوابة على طرفي لوحة LMSG في مستويات مختلفة داخل طبقة الفحم، وتتداخل لوحات LMSG المجاورة من طرف إلى طرف، ويمكن وضع الباب الخلفي للوحة LMSG الجديدة المجاورة أسفل مدخل الباب الأمامي للوحة LMSG السابقة أو يمكن تعويضها أفقيًا فيما يتعلق بها. تم إجراء النمذجة العددية للتحقيق في توزيع الإجهاد وتطور منطقة الخضوع داخل الكتلة الصخرية المحيطة والتي تم التحقق من صحتها من خلال التحقيق الميداني. تشير النتائج إلى أن نظام LTCC القياسي أدى إلى ارتفاع ضغط الأرض حول مداخل الباب الخلفي بجوار GOB، في حين أن دخول الباب الخلفي LMSG أسفل حافة GOB كان في بيئة متدهورة. لذلك، يتم تخفيف انفجارات الفحم بشكل كبير. توضح الممارسة الميدانية لـ LMSG في منجم فحم هوا فنغ كيف تعاملت الاستراتيجية الجديدة بفعالية مع مشاكل انفجار الفحم في تعدين الألواح ذات الجدران الطويلة المائلة العميقة مع انخفاض حدوث مشاكل التحكم الأرضي. يمكن تطبيق الاستراتيجية الجديدة في إعدادات مماثلة.

Translated Description (French)

Une stratégie d'atténuation de l'éclatement du charbon pour le hayon dans l'exploitation minière de panneaux à longue paroi inclinés profonds avec une caverne à charbon supérieure à la mine de charbon de Huafeng est présentée dans ce document. Les données sur le terrain ont montré que les éclats de charbon, le débourbage ou le débourbage des côtes, la grande convergence, etc., se produisaient fréquemment dans les entrées du hayon pendant le développement et le retrait des panneaux à l'aide de la disposition standard de la voûte supérieure de la voûte houillère (LTCC), ce qui entraînait des blessures mortelles et d'énormes pertes de bénéfices. Les facteurs contribuant aux éclats de charbon ont été analysés. Les tests de laboratoire, la mesure in situ et l'observation sur le terrain démontrent que la prédisposition intrinsèque à l'éclatement de la veine de charbon et de la strate de toit immédiate, de la couverture profonde, des strates de conglomérat ultra-épaisses (500–800 m), des failles et, surtout, une mauvaise disposition des panneaux ont conduit à des éclats de charbon. En employant une nouvelle stratégie, c'est-à-dire l'exploitation minière de longue taille avec des gateroads à deux niveaux (LMSG), les gateroads à chaque extrémité d'un panneau LMSG sont situées à différents niveaux dans une veine de charbon, les panneaux LMSG adjacents se chevauchent de bout en bout, et le hayon du nouveau panneau LMSG adjacent peut être situé sous l'entrée du hayon du panneau LMSG précédent ou peut être décalé horizontalement par rapport à celui-ci. La modélisation numérique a été réalisée pour étudier la distribution des contraintes et le développement de la zone de rendement dans la masse rocheuse environnante, ce qui a été validé par une enquête sur le terrain. Les résultats indiquent que le système LTCC standard a donné lieu à une pression au sol élevée autour des entrées du hayon à côté du Gob, tandis que l'entrée du hayon LMSG sous le bord du Gob était dans un environnement déstressé. Par conséquent, les éclats de charbon sont considérablement atténués. La pratique sur le terrain du LMSG à la mine de charbon de Huafeng démontre comment la nouvelle stratégie a efficacement traité les problèmes d'éclatement du charbon dans l'exploitation minière de panneaux à longue paroi inclinés profonds avec une incidence réduite de problèmes de contrôle du sol. La nouvelle stratégie peut potentiellement être appliquée dans des contextes similaires.

Translated Description (Spanish)

En este documento se presenta una estrategia de mitigación del estallido de carbón para la compuerta trasera en la minería de paneles de pared larga inclinados profundamente con espeleología de carbón superior en la mina de carbón Huafeng. Los datos de campo mostraron que las explosiones de carbón, el desprendimiento o losa de las costillas, la gran convergencia, etc., ocurrieron con frecuencia dentro de las entradas de la puerta trasera durante el desarrollo y la retirada del panel empleando el diseño estándar de espeleología de carbón superior de pared larga (LTCC), lo que resultó en lesiones fatales y una tremenda pérdida de ganancias. Se analizaron los factores que contribuyen a las explosiones de carbón. Las pruebas de laboratorio, la medición in situ y la observación de campo demuestran que la propensión intrínseca al estallido de la veta de carbón y el estrato inmediato del techo, la cubierta profunda, los estratos del conglomerado ultrarrápido suprayacente (500–800 m), las fallas y, lo que es más importante, el diseño inadecuado del panel condujeron a estallidos de carbón. Al emplear una nueva estrategia, es decir, la minería de pared larga con cabeceras de nivel dividido (LMSG), las cabeceras en cada extremo de un panel LMSG se encuentran a diferentes niveles dentro de una veta de carbón, los paneles LMSG adyacentes se superponen de extremo a extremo, y el portón trasero del nuevo panel LMSG adyacente se puede ubicar debajo de la entrada del portón delantero del panel LMSG anterior o se puede desplazar horizontalmente con respecto a él. Se llevó a cabo un modelado numérico para investigar la distribución de la tensión y el desarrollo de la zona de rendimiento dentro del macizo rocoso circundante, que fue validado por la investigación de campo. Los resultados indican que el sistema LTCC estándar dio lugar a una alta presión de tierra alrededor de las entradas de la compuerta trasera junto a la gota, mientras que la entrada de la compuerta trasera del LMSG por debajo del borde de la gota estaba en un entorno desestresado. Por lo tanto, las explosiones de carbón se mitigan significativamente. La práctica de campo de LMSG en la mina de carbón Huafeng demuestra cómo la nueva estrategia abordó de manera efectiva los problemas de explosión de carbón en la minería de paneles de pared larga inclinados profundamente con una incidencia reducida de problemas de control del suelo. La nueva estrategia se puede aplicar potencialmente en entornos similares.

Files

5929785.pdf.pdf

Files (4.5 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:0350dddb917836c77941d41bbc924033
4.5 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
استراتيجية تخفيف انفجار الفحم للباب الخلفي أثناء التعدين العميق لألواح كهوف الفحم المائلة ذات الجدار الطويل في منجم فحم هوا فنغ
Translated title (French)
Une stratégie d'atténuation de l'éclatement du charbon pour le hayon lors de l'exploitation en profondeur des panneaux inclinés à longue paroi de la mine de charbon de Huafeng
Translated title (Spanish)
Una estrategia de mitigación de la explosión de carbón para la compuerta trasera durante la extracción profunda de paneles de espeleología de carbón inclinados de pared larga en la mina de carbón de Huafeng

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2805509778
DOI
10.1155/2018/5929785

Is supplement to
https://openalex.org/W4210466974 (Other)
https://openalex.org/W3111459523 (Other)
https://openalex.org/W3036854635 (Other)
https://openalex.org/W2953818880 (Other)
https://openalex.org/W2767484844 (Other)
https://openalex.org/W2765929829 (Other)
https://openalex.org/W2389210064 (Other)
https://openalex.org/W2370717359 (Other)
https://openalex.org/W2050310247 (Other)
https://openalex.org/W1484929709 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W1666744592
  • https://openalex.org/W1859754581
  • https://openalex.org/W1955789718
  • https://openalex.org/W1963557900
  • https://openalex.org/W1984959570
  • https://openalex.org/W1997677591
  • https://openalex.org/W2032357925
  • https://openalex.org/W2052015409
  • https://openalex.org/W2057751893
  • https://openalex.org/W2059272822
  • https://openalex.org/W2059974684
  • https://openalex.org/W2069108860
  • https://openalex.org/W2126523268
  • https://openalex.org/W2209739946
  • https://openalex.org/W2256514539
  • https://openalex.org/W2472482279
  • https://openalex.org/W2474639872
  • https://openalex.org/W2560813211
  • https://openalex.org/W2579007931
  • https://openalex.org/W2580454257
  • https://openalex.org/W2585733223
  • https://openalex.org/W2596600187
  • https://openalex.org/W2614056279
  • https://openalex.org/W2788976959
  • https://openalex.org/W3140393729
  • https://openalex.org/W4362194575