厚层坚硬石灰岩顶板深孔预裂爆破技术研究

为解决厚层坚硬石灰岩顶板煤层开采过程中悬顶面积大的问题,综合运用理论分析、数值模拟、现场实测等手段,采用深孔预裂爆破技术控制初次来压步距。研究表明:原生顶板条件下,根据关键层理论预计工作面初次来压步距为59.2 m,顶板来压非常强烈。通过数值模拟分析深孔爆破裂纹扩展特征,在开切眼实施深孔预裂爆破后,沿炮孔径向产生大量次生裂隙,破坏了K2石灰岩的完整性。根据爆破过程中炮孔周围监测点应变响应特征,确定炮孔间距为6 m。支架工作阻力在线监测系统显示初次来压步距平均值为34.3 m,动载系数为1.35。工作面初次来压步距减小24.9 m,来压强度减弱,实现了工作面初采阶段安全高效生产。     

近浅埋煤层开采顶板垮落步距分析

以榆阳煤矿2302工作面的开采实践为工程背景,利用"板"和"梁"两种力学模型对近浅埋煤层开采基本顶初次来压步距进行了分析和计算,结合基本顶实际垮落步距确定出适合近浅埋地质条件下的力学模型,并计算了"板"力学模型在不同边界条件下初次来压步距。为了解决基本顶初次来压步距过大的问题,根据采场处于不同边界条件下初次来压步距的特点,提出了采用深孔预裂爆破和区段煤柱宽度缩小的方法,使采场处于"两边固支两边简支"的受力状态,以减小初次来压步距,保证初采初放期间工作面顶板安全。     

突出厚煤层工作面初次来压控制技术应用与分析

为解决突出厚煤层大采高工作面特定环境下顶板难垮落及其带来的顶板压力与瓦斯涌出安全问题,在工作面初采前通过在支架后方顶板及帮部实施震动炮预裂技术,实现了顶板松动预裂和强度弱化;通过在线实时监测的对比分析,对顶板预裂垮落情况、支架工作阻力与来压步距、推进度与瓦斯抽排关系进行了分析。结果表明,顶板浅孔爆破预裂技术应用后,初次来压步距在18 m左右,来压周期缩短5 d,工作面初次来压得到合理控制。     

浅埋煤层综采面强制放顶技术研究

通过对神木矿区张家峁煤矿15201试采工作面采前深孔预裂强制放顶的现场观测,得出深孔预裂爆破可以使工作面架后岩体应力释放,支架阻力减小,工作面老顶初次来压步距大大减小,从而可以避免初次来压步距过大造成的灾害.     

某综采工作面初采期间的顶板控制技术

当开采盘区内首个工作面时,老顶较为坚硬且较厚,初次来压步距较大,初次来压时飓风灾害较为严重,采用常规的深孔预裂爆破方法缩短初次来压步距效果不明显。为此,采用切眼(工作面)预裂断顶和两巷预裂断顶联合方法进行强制放顶,放炮后通过对首采工作面支架上部下位岩层冒落情况以及支架载荷随工作面推进的变化特点分析预裂爆破效果,根据实际情况进行多次预裂爆破,从而安全平稳度过顶板初次来压。     

地面深孔预裂爆破顶板煤柱的试验研究

针对某矿31203综采面回采时受上部22煤集中隔离煤柱影响易发生支架冲击载荷等难题,经计算确定地面深孔预裂爆破炸药单耗、单孔装药量、炮孔间距、封孔长度等参数,制定顶板爆破的方案。爆破效果表明:爆破实施后31203综采工作面顶板回采时及时垮落,根据矿压观测数据分析初次来压步距为43 m,比上个工作面减少15 m,来压时工作面支架载荷正常,顶板大部分及时垮落,上隅角O2、CO、瓦斯等有毒有害气体浓度正常,周期来压步距12.4 m,最大压力46 MPa,来压持续1刀,工作面及两巷顶板垮落正常。工程试验表明,地面深孔预裂爆破顶板煤柱破坏煤柱的完整性,释放部分压力,避免工作面冲击载荷等事故的发生。     

深孔预裂爆破在综采面坚硬顶板控制中的应用

针对坚硬顶板工作面由于回采初期顶板垮落步距大而易引发矿井灾害的问题,选取了马兰煤矿18506工作面作为研究对象,提出了采用深孔预裂爆破弱化顶板的方法。依据相关爆破理论和力学理论,结合18506工作面的实际条件,通过分析深孔预裂爆破弱化顶板的机理,确定了深孔预裂爆破参数,并实施了现场试验。结果显示,初次来压期间矿压显现不剧烈,直接顶初次垮落步距缩短10 m,基本顶的初次来压步距缩短了14.2 m。试验表明,深孔预裂爆破对顶板的弱化作用明显,可降低相关灾害的发生。     

首采工作面坚硬顶板预裂技术研究与实践

玉溪煤矿1301首采工作面老顶为一层坚硬厚实的中粒砂岩,在工作面切眼内实施工作面回采前深孔预裂爆破,通过对顶板预裂前后老顶断裂极限跨距的理论分析、回采初期顶板垮落情况、工作面综采支架工作阻力等的综合分析,发现顶板爆破有效缩短了初次来压步距,减小了悬顶面积,防止了大面积垮落时工作面瓦斯超限,减弱初次来压对支架的冲击破坏性。     

韩家洼矿综放工作面坚硬顶板深孔预裂爆破控制放顶技术研究

文章针对韩家洼煤矿22号煤层综放工作面坚硬顶板条件下顶板初次垮落步距大的实际情况,将深孔预裂爆破技术首次应用于22205工作面。现场钻孔窥视检验结果显示,孔内完整的围岩在爆破后出现了显著的竖向张拉裂隙,甚至还有裂隙贯通的情况,利用矿压观测结果显示,采用深孔预裂爆破后,22205工作面初次来压步距为55 m,而临近未采取深孔预裂爆破时的初次来压步距约为70 m,顶板初次来压步距提前了约15 m。本次研究成果可为综放工作面坚硬顶板弱化处理提供技术实践参考。     

深孔预裂爆破强制放顶技术在凉水井煤矿的应用

深孔预裂爆破强制放顶是防治顶板大面积来压的有效方法,论文针对凉水井煤矿埋藏浅、顶板基岩薄、上覆沙漠覆盖层的特点,以42109工作面为例,总结了采用PVC管装药,黄泥制作炮泥,木楔封堵炮眼,毫秒延期雷管导爆索起爆的深孔预裂爆破强制放顶技术,提高了爆破效果,降低了初次来压强度和来压步距,实现了综采工作面的安全生产。     

阳泉矿区首采大采高综采面矿压规律实测分析

 寺家庄煤矿15104工作面是阳泉矿区首个大采高综采工作面,为了了解工作面矿压规律,对15104工作面进行了现场矿压实测与分析,结果表明,工作面初次来压步距为35.8m,周期来压步距为17.9m,动载系数为1.48,工作面中部来压超前于两端1~2m,支架初撑力偏低。实测结果对相同条件下煤层开采具有实践指导意义。     

浅埋深大采高矿压监测与分析

针对杨家村浅埋深大采高的现状与特点,在222203工作面安设了17台KJ216矿用观测设备对工作面进行矿压观测。结果表明:该矿初次来压时压力现象明显,最大值超过支架的额定阻力,周期来压步距范围为8.5～17.5m。同时,顶板破断明显,地表塌陷剧烈,塌陷裂缝几乎垂直于工作面。该研究为大采高浅埋深工作面来压情况及顶板管理提供了可靠的数据依据。     

万利一矿大采高综采面矿压规律实测分析

 对万利一矿42202大采高综采工作面进行了矿压实测与分析,结果表明,工作面老顶初次来压步距为19.9 m,老顶周期来压步距为10~16.5 m,工作面中部来压超前两端2~5 m,来压强度比两端大1~3MPa;采动支承压力影响范围一般为15 m,工作面遇周期来压或接近联络巷时,影响范围增加到20 m;支架初撑力偏低,不能满足工作面正常开采和末采期间对支护阻力的要求。针对顶板的支护状况和顶板灾变危险,提出了提高支架初撑力等改善措施,研究成果对类似条件下浅埋煤层大采高综采工作面安全开采具有指导作用。     

官地矿28412工作面初采强制放顶技术实践

针对官地煤矿28412工作面顶板坚硬,初次来压步距大,来压强度高的安全隐患,结合现场条件确定了初采强制放顶技术的基本参数:顶板处理高度、炮孔直径、炮孔间距、封孔长度和炮孔布置方式,同时,首次采用"内芯式深孔爆破炸药壳"装药技术。实践表明:当工作面推进至14.4m时,除切眼端头外,顶煤都已垮落,采空区基本充填严实;大大降低了工作面初次来压强度,没有出现"飓风"和采空区瓦斯瞬间大量涌出现象,有效地保障了工作面初采期间的安全生产。     

焦作矿区深孔定向预裂割缝技术研究

为了研究工作面切顶卸压工程中深孔定向爆破割缝关键技术，对焦煤集团多个工程地点的切顶卸压工程进行了研究和分析，研究了双向薄壁点状聚能管、双向常规点状聚能管、双向常规线状聚能管及半圆形聚能管的特性，并确定了最优聚能管形式，制作了加工模具。结果表明，聚能管定向预裂爆破，利用切缝管对能量的导向作用进行割缝，是目前比较适应焦煤集团地质情况的深孔爆破定向割缝理论和方法，“双向常规线状聚能管”模具的研制，能够有效解决加工改造聚能管的瓶颈问题，使用方便，操作简单。工作面开切眼实施深孔预裂爆破后，开切眼产生大量裂隙，实现了顶板预裂的目的，有效地降低了综采面基本顶初次来压的强度，在工作面运输巷实施的顶板预裂爆破工程，对采面压力也产生了积极的影响。     

大采高仰斜综采工作面矿压显现规律研究

针对某矿701仰斜大采高工作面在高强度采动影响下引起的围岩控制难题,采用数值模拟、现场观测相结合的方法对其采场矿压显现规律进行了分析。结果表明,701工作面初次来压步距约为30 m,周期来压步距约为10 m;倾斜方向工作面两端先于工作面中部发生来压现象。通过工作面煤壁前方支承压力曲线分布可知,最大应力集中系数随工作面推进距离增加而增大。根据现场实测发现,工作面中部支架的工作阻力远高于工作面两端头,初次来压时,作用于工作面中部支架的最大载荷为40 MPa,周期来压期间为30 MPa左右。在两巷中实测顶底板及两帮移近量发现,采煤面推进至距离观测站10 m时,两帮最大移近量为416 mm,顶底板移近量为408 mm。     

坚硬顶板综采面初采深孔预裂爆破技术研究

针对西曲煤矿18403工作面坚硬顶板悬空较大容易引起剧烈来压等问题,根据工作面具体条件和工程经验,工作面初采期间,采用在开切眼、端头、胶带顺槽、回风顺槽实施深孔预裂爆的方法对顶板进行弱化处理。确定了炮孔布置方案及爆破技术参数,并对胶带顺槽、回风顺槽超前30 m加强支护。     

高地应力切顶留巷围岩快速控制技术研究

为解决深部高应力区切顶留巷围岩破碎、初期支护手段无法有效控制围岩的难题,以陈四楼煤矿十七采区21702工作面为实际工程背景开展切顶留巷围岩控制技术研究。根据工作面地质条件,分析切顶留巷的变形机理,设计切顶爆破参数及初期巷道的支护方案。针对工作面推进过程中,巷道变形大,围岩破碎等情况,设计切顶留巷补强支护方案:采用一种新型速凝、早强的无机双液注浆材料对切顶留巷破碎围岩注浆加固,快速有效地控制巷道变形;同时设计柔性挡矸自成墙体的巷帮挡矸措施,实现主、被动结合的切顶留巷补强支护方式。结果表明:在陈四楼煤矿21702工作面切顶留巷采取巷道补强技术,留巷巷道在二次采动应力作用下,顶板下沉量最大为147mm,两帮位移量最大为335mm,底板底鼓量最大为402mm,留巷围岩得到有效控制。     

亭南矿大采高工作面矿压规律及支架适应性研究

采用现场实测的方法对亭南煤矿二盘区205大采高工作面支架进行了研究。分析得出工作面初次来压步距60 m,平均周期来压步距19.7 m,来压期间平均动载系数1.34,来压次序为工作面中部最先,机头次之,机尾最后。来压期间98.8%的支架在额定工作阻力范围内,约一半测试支架存在一定的偏载。最后通过对支架工作阻力进一步分析得出,选用ZY12000/29/65D型掩护式液压支架能满足来压期间的生产要求。     

高压水力压裂技术在综放工作面初采放顶中的应用

针对12204工作面初采期间老顶来压不及时,采空区出现大面积悬顶,经常出现瓦斯积聚超限且给顶板管理带来极大安全隐患等问题,提出利用高压水力压裂技术方案处理坚硬顶板不及时垮落问题。12204工作面采用高压水力对切眼顶板岩层逐层进行分割、压裂后,破坏了岩层的整体稳定性,使其强度大大降低。采用高压水力压裂技术处理顶板后,工作面初次来压步距比原工作面老顶初次来压步距缩短了36.6m,工作面回采过程中顶板能够实现随采随落。通过理论计算分析和现场实践结果表明,达到了预期效果。