沿空留巷锚固技术与巷旁充填工艺

沿空留巷技术是一种绿色开采方法,但巷道支护问题是制约其发展的关键因素。针对屯兰煤矿18205工作面实际生产地质条件,提出了该条件下沿空留巷巷道的锚固技术和巷旁充填工艺。     

切顶卸压沿空留巷技术研究及应用

针对留设区段煤柱护巷引起的资源浪费、煤柱集中应力、采空区发火等问题,结合东荣三矿东八里部-500水平8~#煤层地质情况,进行切顶卸压沿空留巷无煤柱护巷技术研究。常规沿空留巷护巷时,护巷体(矸石墙、充填、木剁)常受采空区顶板的悬臂压力影响,导致巷道变形严重甚至顶板破坏。该研究在深孔爆破技术基础上,采用理论研究、切顶参数设计等方法,在工作面超前进行沿空巷道顶板的预先深孔爆破,实现人工切顶,降低了护巷体所承受的顶板压力,形成切顶卸压沿空留巷技术。该技术解决了东荣三矿生产接续紧张、沿空巷道顶板控制难题,提高了矿井资源回收率,对沿空留巷技术应用有着参考借鉴意义。     

煤与CO_2突出矿井采煤工作面沿空留巷开采技术研究

在煤矿建设及生产过程中,防范和治理瓦斯、煤与CO2突出是矿井实现安全生产的重大难题。窑街煤电集团有限公司是我国目前惟一开采具有煤与CO2突出危险性的矿区,海石湾煤矿是窑街煤电集团有限公司的主力接续矿井,主采煤层CO2含量高,压力大,煤与CO2突出灾害严重。为了应对矿井生产规模不断扩大的挑战和煤与CO2突出灾害带来的严重威胁,实现矿井安全、高效开采,实现矿区的和谐发展,通过对海石湾煤矿煤一层(保护层)沿空留巷、Y型通风、连续开采的超远距离上保护层开采及煤二层卸压瓦斯抽采技术研究,探索出开采煤与CO2突出危险矿井的模式,形成适合海石湾煤矿的上保护层开采及卸压瓦斯抽采技术体系,实现矿井的安全、高效、集约化开采。     

新兴煤矿冲击矿压影响因素及危险区域划分

针对新兴煤矿冲击矿压频发的情况,结合该矿工作面概况,从地质赋存条件和开采技术入手,分析影响冲击矿压的主要因素,并进行危险区域划分.结果表明：煤层冲击倾向性、开采深度、顶底板坚硬程度、多种应力叠加作用、相邻开采区、巷旁留垛等为影响新兴煤矿冲击矿压的主要因素.41051工作面和41062工作面的冲击危险区域为工作面回风巷130 ～200m与其上出口40～50 m范围;特别冲击危险区域为工作面上出口附近.该结果为煤矿安全开采提供了保障.     

煤矿沿空掘巷巷旁支护体参数设计

 国家《防治煤与瓦斯突出规定》中规定"突出矿井开采保护层时,采空区内不得留有煤岩柱".铁法大隆煤矿二水平13^#煤已定为煤与瓦斯突出煤层,现正开采作为保护层的上覆煤层12^#煤.为了在12^#煤中实现无煤柱开采,设计在该煤层采用完全沿空掘巷技术.根据岩梁倾斜理论,确定巷旁支护阻力2860kN/m,煤壁下沉量0.4725m,选取落叶松木直径为22cm,高度240cm,每米巷道支护10根.该方案成功避免了应力集中,解决了该矿沿空掘巷巷旁支护问题,提高了煤炭采出率,创造了良好的经济效益.     

大倾角薄煤层切顶成巷无煤柱开采技术

沿空留巷技术是实现无煤柱开采的主要技术措施之一,是实现减少掘进成本,提高资源回收率,缓解采掘接替紧张的关键技术。为解决我公司柏林煤矿045采区各区段回采巷道取消区段煤柱,实现无煤柱开采,实现沿空护巷,减少巷道顶板压力、变形严重、二次维修等技术难题,在该面试验采用深孔预裂爆破切顶技术。通过该技术实现改变巷道顶板与采场顶板作为整体岩梁结构在运动上的连续性,弱化顶板岩梁活动压力对沿空巷道顶板压力的传递作用,在采场顶板周期来压作用下,采空区顶板沿着预裂面在巷旁切落,切落的矸石则隔断老塘并支撑上位移动岩层,达到减小沿空巷道围岩压力的目的,实现巷道稳定。留巷后,巷道断面能够满足通风、行人和设备安装运输,取得了良好的经济效益。     

凉水井煤矿沿空留巷可行性及参数数值模拟研究

该文对凉水井煤矿实施沿空留巷的可行性进行了研究,结合凉水井煤矿的实际地质条件,通过数值模拟研究巷旁充填体的宽度及巷道支护参数,对沿空留巷的实施提供了可靠的理论指导基础,为节约煤炭资源并提高经济效益指明了方向。     

坚硬顶板条件下无煤柱切顶成巷技术

传统煤柱护巷开采方式受资源浪费、作业不平衡等因素困扰严重,且煤柱留设造成应力集中易导致巷道变形失稳.为维护巷道稳定、缓解工作面采掘接续、提高煤矿效益,对金达煤矿16#煤16610工作面实施无煤柱切顶成巷技术.结合理论计算与现场实际,确定出合理的切缝及爆破参数;并在巷道超前支护、顶板预裂爆破、挡矸等工艺基础上进行柔帘设计密封采空区,指导金达煤矿在坚硬顶板条件下无煤柱切顶成巷技术的实施.分析工程效果可以得出:切顶成巷技术下巷道顶底板最大变形量为258 mm,两帮为172 mm,可节省359.37万元.     

沿空留巷技术探讨

随着我国社会经济的不断发展,中国的煤炭工业发展迅速,特别是近些年来煤炭工业的管理模式和建设技术都有了显著的进步,对国民经济的发展起着举足轻重的作用。沿空留巷技术是煤矿开采工作面运输巷在回采过程中保留原巷道完整性,并作为下一个采面回风及运料巷的一种施工方法。采用沿空留巷技术,可以节省资源,加快煤矿开采的进度。目前来看,虽然我国煤炭工业建设技术明显有所提高、相关设备也有了一定程度的改进,但在煤矿开采巷道的技术选择和维护上仍存在着一些问题,如果处理不好,将会严重影响职工的生命安全和煤炭工业的稳定发展。本文将对沿空留巷技术现状进行深入的探析,并在此基础上提出一些该技术施工工艺及留巷支护方式,以期为我国煤矿生产提供一些参考。     

充填开采工作面沿空留巷技术探讨

五沟煤矿生产任务重,接替紧张,掘进单进水平低,为保证工作面正常接替,五沟煤矿对充填开采首采工作面机巷进行了沿空留巷,先后采用了“垒砌矸石墙＋半断面”沿空留巷支护方法、“垒砌矸石墙＋锚栓”沿空留巷支护方法．“π型钢栗＋单体支柱”沿空留巷加强支护方法,通过不断改进,确定了最适合五沟煤矿的沿空留巷支护方法即“π型钢梁＋单体支柱”沿空留巷加强支护方法。     

强采动巷道断顶卸压稳定性控制机理及应用

为解决强采动条件下巷道大变形难题,以新上海一号矿1806N工作面辅运顺槽为工程背景,采用实地勘探、理论分析、数值模拟的方法分析强采动巷道变形破坏原因及围岩大变形机理,提出相应的控制对策进行现场工业性试验。研究发现：1806N工作面辅运顺槽大变形主要影响因素为岩石强度低、节理裂隙发育、完整性差、顶板富水严重、围岩遇水泥化,强采动高集中应力。基于围岩大变形断顶控制机理,形成辅运顺槽深部爆破定向预裂断顶结合补强加固的设计方案。借助数值模拟对断顶及未断顶巷道应力变化规律进行对比分析,断顶巷道端头最大垂直应力14.6 MPa,断顶后巷道端头最大垂直应力12.5 MPa,断顶后端头处垂直应力减小14%,断顶具有一定切断应力传递及减小巷道收缩的效果。开展现场工业性试验,断顶后端头顶底板位移减小37%,两帮变形减小19%,底臌发育长度减小92%,结果表明断顶可有效减少端头巷道变形以及超前底臌发育长度和高度,可为相似工程地质条件巷道建设提供参考。     

双鸭山铁矿诱导冒落法试验研究

针对双鸭山铁矿北区急倾斜破碎中厚矿体实际生产中存在的采准、切割工程难以形成,采场安全条件极差,损失、贫化大等问题,提出了切割巷+斜排炮孔拉槽、两端退采的诱导冒落法开采方案.给出了适合该类矿体的诱导工程参数,分析研究了其冒落进程、冒落块度,并预算了崩矿损失率、贫化率,依此在双鸭山铁矿S5采场进行试验.跟班标定表明,回采初期,回收率较高,冒落块度良好,与分析情况基本吻合;诱导区顶板冒透后,混岩率呈交替上升趋势变化,其现象与爆破块度及凿岩巷道位置有关.该法回收指标较好,可有效解决急倾斜破碎中厚矿体开采难题.     

急倾斜重复采动软岩巷道失稳破坏分析

基于赵家坝煤矿3964巷道围岩稳定性控制,采用地质雷达现场探测和理论分析结合的手段确定了巷道围岩的松动圈范围,并对多次重复采动条件下急倾斜煤层软岩巷道围岩失稳破坏机理进行分析。结果表明:复杂的地质力学环境、重复采动影响和支护方式及参数不合理是造成巷道呈"底板隆起,顶板下挫"相互错动的非对称性变形破坏的主要原因。在此基础上,提出了以高强高预应力扭矩应力锚杆、高强度让压均压锚索为基础的非对称性多介质结构耦合支护对策,并在生产实践中取得了良好的技术经济效益。     

薄煤层冲击矿压发生机理及防治研究

分析了崔庙矿薄煤层诱发冲击矿压的原因,验证了薄煤层深部开采时具有冲击矿压现象,实验研究了薄煤层的冲击矿压危险性与煤岩体的结构特征的关系,即组合煤岩试样的冲击能指数随着顶板与煤样高度比值的增加而增加,随着煤岩高度比减小,组合煤岩单轴抗压强度增大,煤层厚度的变化对煤体中的应力分布有着很大的影响,探讨了薄煤层应力分布及转移规律和冲击矿压机理,即煤层越薄,煤体承载能力越强,越不容易产生应力转移,由于开采煤体,引起峰值应力区垂直应力升高,水平应力对煤体约束减小,导致冲击矿压。文中以崔庙矿为工程研究背景,通过设置切顶巷和顶板深孔爆破降低了冲击危险性,取得了显著效果,验证了薄煤层开采切顶巷防冲技术和顶板预裂爆破技术的可行性。     

桃山煤矿薄煤层群切顶巷区域应力特征数值分析

为有效防治冲击矿压灾害,利用FLAC3D数值模拟软件模拟分析了桃山煤矿切顶巷区域的应力状态特征,研究切顶巷对顶板的预裂弱化作用和切顶巷的布置参数,结果表明:回风巷下帮与瓦斯巷之间垂直应力较高,而水平应力则在回风巷底板和下帮集中较明显,切顶巷区域应力也明显集中,冲击危险性上升;切顶巷导致的应力集中范围为5～10 m,为了避免两个相邻切顶巷形成叠加应力集中区,两切顶巷间距应不低于20 m。该研究为桃山矿薄煤层群开采切顶巷防冲技术提供了参考依据。     

利用卸压巷道技术控制深井回采巷道变形破坏

煤矿深井回采巷道除受围岩压力影响外,还受回采工作面动压及相邻采空区基本顶运动的影响。巷道围岩变形破坏严重,底臌量大,维修困难。结合东海煤矿五采区左十二面回采巷道的地质和地压情况,提出了卸压巷道的解决方法,并分析了卸压巷道解决此问题的原理,对卸压巷道位置、支撑煤柱宽度、让压煤柱宽度、巷道宽度进行了计算。同时,将让压巷道作为回采工作面的排放瓦斯尾巷。东海煤矿的实践表明,该方法取得了很好的效果,卸压巷道在一定条件下可以解决深部巷道的变形问题。     

双鸭山新安矿高水充填沿空留巷实验研究

为了双鸭山具有相似地质条件的矿井提供技术参考,通过相似模拟与数值模拟对双鸭山新安矿充填开采进行综合分析,绘制开挖不同位置时位移观测和压力载荷观测图,得到充填体上覆岩层的位移及压力载荷的分布规律。研究结果表明:采空区顶板的冒落压实会减弱充填开采过程中充填体的应力集中,坚硬顶板破断形成的结构体会对其上下岩层进行卸栽。     

深孔松动爆破切顶在保护层开采中的技术实践

深孔松动爆破可以增加煤层透气性系数、缓慢排放煤体瓦斯、降低瓦斯压力和瓦斯含量,从而降低了煤体瓦斯压缩内能,提高了煤体的机械强度,达到减弱或消除煤与瓦斯突出危险的目的。同时有利于使煤体原集中应力带及高压瓦斯带移向煤体深部,即增加卸压带的宽度,减少瓦斯抽放时间,从而提高工作面回采速度。对于松动控制卸压爆破,在爆破孔周围布置了不装炸药的控制孔,控制孔在爆破过程中起到控制爆破方向与补偿爆破裂缝空间作用。由于控制孔的控制导向作用,结果是在介质内部的炮孔周围产生一柱状的压缩粉碎圈和一沿爆破孔与控制孔连心线方向的贯穿爆破裂缝面。控制孔的存在相当于在爆破孔周围增加了辅助自由面,相对缩小了爆破抵抗线的长度,使爆破更有利于形成更大范围的破碎圈带和松动圈带。松动控制卸压爆破可以极大地破坏了煤岩体的整体性,可以消除回采过程中大跨度悬顶悬露以及回转下沉对沿空留巷围岩的影响,同时提高被保护层煤层的透气性,提高抽采钻孔的预抽率,有效地释放地应力,消除煤与瓦斯突出危险性。十二矿作为埋深达千米的矿井之一,在己15-31010工作面采取了该防突措施后,大大提高了抽采钻孔的预抽率,使瓦斯应力和地应力得以提前释放,有效地防治煤与瓦斯突出和冲击地压,并成功优化了留巷区域应力场,确保了保护层开采的正常安全进行。