沿空留巷的矿压显现与控制

正阳煤矿自1958年建矿以来,凡用无煤柱开采的采区,全部采用砌筑矸石带的方法进行沿空留巷。近几年来,由于开采近距离煤层和使用机械化采煤,用矸石带护巷暴露出很多缺点,特别是综采工作面,使用矸石带护巷更为困难。例如,在开采27号上层煤时,因上覆的29层煤已经开采(两层煤的间距0.8～1.0m,最大2.4m),利用矸石带护巷造成巷道支架被压坏,巷道断面由4.18m~2被压缩到2.2m~2,到了不能连续使用的程度。37层煤右一路综采工作面,因架后无法砌筑矸石带,运输机巷随工作面的推进而报废,下区段工作面的回风巷只好用沿空掘巷。为了改善沿空留巷的支护形式和巷道状态,我们对矸石带护巷进行了测定,发现存在如下问题。     

固体充填采煤沿空留巷顶板下沉影响因素研究

为研究不同因素对固体充填采煤沿空留巷顶板下沉的影响,分析了固体充填采煤沿空留巷的覆岩移动特征,基于Winkler地基假设,建立沿空留巷顶板力学模型。以济三煤矿63下04(南)-2运矸巷为工程背景,分析探讨巷道宽度、巷旁支护阻力、巷旁支护体宽度、采空区充实率与巷道上覆顶板下沉的关系,结果表明:顶板下沉量随巷道宽度的增加而增加、随巷旁支护阻力增加而减小、随巷旁支护体宽度增加而降低、随充实率的增加而降低。现场实践中,巷道宽度4.2m,巷旁支护体宽度4.5m,采用锚带网联合支护对巷道进行加固,采用垒砌矸石墙加混合充填体的综合支护方式进行沿空留巷的巷旁支护,实测得工作面后方留巷巷道两帮最大移近量230mm,顶板最大下沉量300mm。     

深部充填沿空巷道护巷煤(岩)体受力特征及稳定性分析

为研究深部充填工作面沿空巷道护巷煤(岩)体受力特征及其稳定性,以山东新巨龙矿1302N-2#充填工作面为工程背景,通过理论分析、数值模拟和现场实测对沿空巷道护巷煤(岩)体受力特征和围岩变形进行分析和研究。结果表明:通过得出的护巷煤(岩)体的最小宽度计算公式和沿空巷道所受应力初步确定了留巷矸石墙和掘巷煤柱宽度;充填开采留巷围岩变形主要受充实率影响,充实率越小,护巷矸石墙宽度越大,留巷越不稳定,保持留巷稳定的充实率需达86%;采空区充填沿空掘巷时,煤柱越宽其所受垂直应力越大,结合巷道变形和现场实际充实率确定沿空掘巷煤柱留设为5 m。工程实践表明,沿空留巷不能满足使用要求的主要原因是充实率不足,采用所确定的留(掘)巷参数,巷道变形量在合理范围内,证明了所选参数的正确性。     

无巷旁充填沿空留巷支护技术研究

为研究合理的连续开采接替方式及巷道支护技术,提高煤炭资源回收率。以章村煤矿4224采区为工程对象,利用层次分析法确定出单巷沿空留巷连续开采方式为最佳的连续开采方式,在对无充填沿空留巷支护机理分析及实际地质条件的基础上,确定利用单体支柱配合铰接顶梁加强采空区侧巷道顶板支护的方式,使采空区侧矸石形成"矸石垛"支撑沿空留巷顶板,通过巷道矿压观测数据分析得出,沿空留巷两帮及顶底板的最大移近量分别为600 mm和800 mm,有效地控制了巷道变形,满足留巷的要求。     

柔性护巷技术在大倾角中厚煤层中的应用研究

由于大倾角中厚煤层具有特殊的围岩结构和垮落规律,故使用传统的支护方式难以达到支护需要,在布置沿空留巷时必定造成困难。"柔性护巷"技术的关键点在于巷道上帮的矸石会不断垮落在定制的钢筋网上,继而堆积形成一个"包护带","包护带"具有一定的承载作用,为巷道顶板提供支撑力。通过在现场布点监控,分析并总结得到了沿空留巷围岩的矿压显现规律、钢筋网变形规律和顶板移动规律;试验结果表明,传统支护方式配合实施"柔性护巷"技术可以有效地解决大倾角中厚煤层中沿空留巷的技术难题。     

沿空留巷的支护设计

回采工作面区段巷道的无煤柱护巷有两种形式:一种是沿采空区边缘保留巷道,称为沿空留巷,一种是沿采空区边缘掘进巷道,称沿空掘巷.无煤柱护卷可以改善区段巷道的维护条件,降低掘进率,提高回采率,对提高煤矿经济效益具有十分重要的意义.无煤柱护巷在国外先进采煤国家已得到广泛应用.70年代以来,我国煤矿也大力推广无煤柱护巷,已取得了很好的技术经济效果.     

大倾角煤层柔性护巷特性及应用研究

在坚硬顶板条件下大倾角综采工作面的沿空留巷,矿压显现剧烈、巷道断面大、顶板跨度大、煤壁破碎、矸石下行冲击大,给留巷工作造成较大困难。通过理论分析、相似模拟及现场实测研究,探究了大倾角煤层巷道围岩运动规律及力学特性,提出针对大倾角中厚煤层坚硬顶底板综采开采条件下的柔性护巷支护系统方案,并进行了现场工业性实验。结果表明:下帮煤壁采用封闭式支护方式,能够减少留巷期间煤壁的破坏,充分发挥煤壁支撑能力;顶板的载荷转移支护方式,能够有效降低巷内采动压力;采空区内采用挡矸支护,能够有效抵挡矸石冲击力,且采用该方式在巷旁形成矸石堆积体能够形成较大的约束阻力。通过柔性护巷支护技术,获得了较好的围岩控制效果,为大倾角煤层沿空留巷工艺选项设计提供了依据。     

西德巷旁充填和壁后充填

西德前进开采和无煤柱开采沿空留巷,除了加强巷内支护还要进行巷旁支护。护巷的目的是保护巷道的完整性和对采空区的封闭性。西德通常的护巷方法有打木垛(空心和实心)、砌矸石带、巷旁充填和壁后充填速凝材料。     

无巷旁充填沿空留巷连续协调开采技术研究

为研究合理的连续开采接替方式及巷道支护技术,提高煤炭资源回收率。以章村煤矿4224采区为工程对象,利用层次分析法确定出单巷沿空留巷连续开采方式为最佳的连续开采方式,在对无充填沿空留巷支护机理分析的基础上,结合实际地质条件,确定利用单体支柱配合铰接顶梁加强采空区侧巷道顶板支护的方式,使采空区侧矸石形成"矸石垛"支撑沿空留巷顶板,通过巷道矿压观测数据分析得出:沿空留巷两帮及顶底板的最大移近量分别为600mm、800mm,有效地控制了巷道变形,满足留巷的要求。     

麻家梁矿沿空留巷合理护巷煤柱宽度模拟研究

针对麻家梁煤矿沿采空区边缘布置回采巷道、合理确定沿空留巷护巷煤柱宽度的问题,依据矿井生产地质条件及现场实际,采用数值模拟的方法,研究不同沿空留巷护巷煤柱宽度条件下煤柱内垂直应力、水平应力分布特征和巷道围岩变形特征,得到合理的沿空留巷护巷煤柱宽度,并计算出合理的巷道支护方案,为工作面安全回采、提高矿井资源利用率提供保证。     

超前护巷治理回采工作面瓦斯技术实践

将采煤工作面传统的沿空护巷施工技术,改为超前护巷施工技术后,克服了沿空护巷墙体难于维护、漏风发火严重、瓦斯涌出量大等缺点。超前护巷可将原风巷加尾排法通风方式改为"U"型通风,以减少采空区瓦斯涌出和煤层自然发火威胁,生产效率高、成本低。     

机械化支架护巷工艺

国内各矿区为推广各种型号、各种结构的加强支架和护巷支架所进行的许多研究认为,采准巷道沿空留巷的采煤工艺是很有前途的。目前回采工作面的机械化作业与留巷支护的非机械作业是根不相称的,这是妨碍广泛采用沿空留巷开采工艺的主要因素之一。 莫斯科近郊煤炭科学研究所研制出了一种专用的护巷综合设备(),可以解决三个迫切的问题:可在工作面后方的支承压力带中有效地支护巷道,使主要的支护作业实现机械化,提高工作的安全性。     

无充填带沿空留巷支护技术研究

为研究合理的连续开采接替方式及巷道支护技术,提高煤炭资源回收率。以章村煤矿4224采区为工程对象,利用层次分析法确定出单巷沿空留巷连续开采方式为最佳的连续开采方式,在对无充填沿空留巷支护机理分析及实际地质条件的基础上,确定利用单体支柱配合铰接顶梁加强采空区侧巷道顶板支护的方式,使采空区侧矸石形成"矸石垛"支撑沿空留巷顶板,通过巷道矿压观测数据分析:沿空留巷两帮及顶底板的最大移近量分别为600 mm、800 mm,有效的控制了巷道变形,满足留巷的要求。     

厚煤层沿顶掘进巷道沿空留巷技术研究

松软厚煤层沿顶掘进巷道回采期间,为提高采煤工作面原煤回采率,需要分次落底,形成超高巷道。超高巷道顶板采用加强锚索补强支护,中上部采用圆木绞架接顶护帮,在圆木绞架形成的假顶下架设U型钢棚进行沿空留巷。同时,采用定向预裂爆破技术切断采空区顶板与沿空留巷顶板的压力传递路线,消除或减弱了采空区顶板的周期性压力对沿空留巷顶板的影响,提高沿空留巷效果。     

薄煤层坚硬顶板沿空留巷防漏风柔性支护技术

为解决薄煤层坚硬顶板条件下沿空留巷内新鲜风漏向采空区,引起采空区发火的问题,建立了坚硬顶板沿空留巷力学结构模型,提出矸石带+钢筋+喷浆的巷旁柔性支护方式,并采用实验室试验的方法验证了该支护方式的支护效果,同时在姜家湾煤矿2109巷道进行现场试验。结果表明:矸石带+钢筋+喷浆的巷旁柔性支护方式具有较好的可缩性,在顶板早期运动阶段,允许顶板产生一定变形释放压力;而在后期运动阶段,喷浆材料能较好地附着在支护体表面,顶底板、两帮最大移近量分别为230、170 mm,巷道内CO含量为0,消除了采空区发火的隐患。     

复合顶板综采面沿空留巷技术研究与应用

矸石带巷旁支护的优点是节省支护材料、稳定性较好,缺点是矸石带的可缩量大、前期支护阻力小、顶板下沉量大、构筑矸石带的劳动强度大。对于复合顶板薄煤层综采工作面,有效控制巷道围岩状况,尤其是对巷旁充填段复合顶板的控制是沿空留巷技术能否成功的关键。通过结合数值模拟软件及现场留巷情况分析巷旁充填矸石带后巷道围岩应力及变形状况,模拟不同充填矸石带宽度对留巷效果的影响,得出在此条件下成功应用巷旁充填3 m宽矸石带沿空留巷的技术。     

综采工作面沿充留巷围岩稳定性研究

采用理论分析方法对沿充留巷与沿空留巷二者巷道顶板压力进行计算对比分析。结果表明:沿充留巷与沿空留巷相比,在具有沿空留巷优势的同时,对采空区顶板有减压降沉的特点。计算沿空留巷顶板压力为P=212.94~358.54 MPa,沿充留巷顶板压力为P=161.98~256.62 MPa。可以看出充填体对采空区覆岩产生支撑力,有效减缓顶板下沉量,降低顶板压力。以金谷煤矿为工程背景,基于沿充留巷顶板压力理论计算值以及矸石充填开采技术特点,对巷道进行组合支架留巷、辅助支护以及巷旁注浆加固综合设计有效控制11101工作面矸石充填过程中巷道围岩变形量,确保巷道围岩稳定性。     

固体充填采煤沿空留巷顶板下沉力学机理研究

基于固体充填采煤上覆岩层移动特征,为分析巷旁支护体和实体煤帮的稳定性,以唐口煤矿9301充填采煤工作面沿空留巷为算例,采用Winkler弹性地基梁理论,建立了固体充填采煤沿空留巷直接顶力学模型,推导出巷旁支护体宽度和实体煤帮的弹塑性区长度计算式。研究结果表明:求算得出影响唐口矿巷道直接顶下沉的3个主要参数值,即当巷旁支护体的弹性地基系数为50 MN/m~3,其宽度为3 m,采空区充填体弹性地基系数为80 MN/m~3时,可较好的控制巷道直接顶下沉;同时结合唐口煤矿9301轨道巷顶底板移近量具体监测结果,顶底板最大移近量仅为213 mm,沿空巷道围岩控制效果良好。     

矸石充填沿空护巷技术的试验与应用

介绍了双沟煤矿北一巷道矸石充填沿空护巷技术的试验成果及推广应用注意事项。     

矸石充填沿空护巷技术的试验与应用

介绍了双沟煤矿北－巷道矸石充填沿空护巷技术的试验成果及推广应用注意事项。