官地矿12607综采面沿空留巷柔模墙支护技术研究

针对西山矿区官地矿在沿空留巷时,存在开采深度较大、顶板破碎,留巷后顶板形变量大,且煤帮被挤压凸出、底鼓严重的难题,以官地矿12607综采工作面为工程背景,开展了切顶卸压柔模墙支护技术研究。在超前工作面沿空留巷区域借助双向聚能爆破技术对顶板开展预裂爆破,减少顶板应力;伴随工作面持续开采,在距工作面后方煤壁一定区域,构筑混凝土柔模墙支护巷旁,达到有效支撑顶板的目的。现场实践结果发现：处于钻孔内不同深度处存在2条发育较明显的裂缝,说明预裂爆破具有良好的切顶卸压效果;顶板深部和浅部的最大离层量分别为19 mm和7 mm,巷道顶板支护效果良好;两帮移近量和顶底板移近量分别为486 mm和429 mm,巷道围岩变形处于可控区间内,发挥良好的留巷效果。     

放顶煤软岩巷道柔模混凝土沿空留巷技术研究

以霍尔辛赫矿3605放顶煤工作面为研究对象,针对放顶煤软岩巷道柔模混凝土沿空留巷应用技术采用理论技术、数值模拟、现场试验的方法进行研究。结果表明:柔模墙体支承压力峰值在工作面后方20～60 m,峰值在38～42 MPa.工作面后方45～55 m,顶底板移近量最大速率为21 mm/d,两帮移近量最大速率24 mm/d,确定是由基本顶发生二次破断形成新的应力峰值。顶底板最大移近量为252 mm,两帮最大移近量为195 mm,采用柔模支护、切顶卸压、高压喷射注浆加固底板技术有效控制了围岩变形。     

“砼墙-切顶-让压”沿空留巷技术分析及应用

采用理论分析，建立相应的沿空留巷巷旁支护力学模型，提出采用“砼墙-切顶-让压”沿空留巷技术，并以新集一矿360804综采工作面运输巷沿空留巷为背景，并进行工程实践和现场实测。结果表明：坚硬顶板、深部复杂矿井采用“柔模-切顶”沿空留巷仍然极有可能出现应力集中从而破坏柔模墙体的现象；“砼墙-切顶-让压”沿空留巷技术可以缓解顶板压力，防止墙体受压破坏，充分发挥围岩的自稳性能；新集一矿沿空留巷最大顶底板移近量为361 mm，最大两帮移近量为189 mm，巷道变形在允许范围内，留巷效果较好。该研究可以为相似工程提供借鉴。     

柔模混凝土沿空留巷技术在常村矿的应用

以常村矿S5-9综采工作面沿空留巷为背景,分析了沿空留巷支护原理,得出了充填体必须具备的两种特性;通过在S5-9工作面胶带巷进行柔模混凝土沿空留巷,并现场对柔模体及巷道围岩变形量进行监测,结果表明:充填的柔模墙体起到了让压和抗压的双重作用,巷道顶板最大移近量为240 mm,两帮移近量为201 mm,巷道整体稳定,能够满足工作面安全回采要求。     

柔模充填联合聚能预裂切顶卸压深井沿空留巷围岩控制技术研究

新庄煤矿采用水泥砂浆柔模充填技术沿空留巷,但充填体切顶效果不理想,仍存在巷道变形严重、留巷返修次数多的问题,为解决沿空留巷围岩控制问题,采用了"柔模充填+聚能爆破预裂"技术。通过分析工作面端部覆岩结构特征以及工作面岩层层序赋存情况,确定了聚能爆破预裂切顶的关键参数。研究结果表明:采取合理的顶板预裂爆破切顶技术,可有效减小悬顶面积,原"砌体梁结构"切顶后形成"短壁悬臂梁"结构,有效减小巷道围岩的承载,巷道顶底板移近量由原来的1150 mm降低为450 mm,巷道返修1次即能满足使用要求。     

高应力坚硬顶板切顶沿空留巷矿压规律研究

为了解决矿井采掘接替紧张、巷道围岩控制困难等问题,以某矿21100工作面运输巷为工程背景,提出采用切顶沿空留巷技术。理论分析了沿空留巷围岩结构运动特征,对切顶沿空留巷围岩变形情况进行数值模拟分析,提出沿空留巷围岩治理措施,并在现场进行了工程应用。研究结果表明:工作面基本顶“O-X”破断、采场周期来压引起留巷巷道上方基本顶岩层失去稳定性;提出以“切、补、护、支”为主的留巷围岩控制方法;留巷段两帮移近量最大为80 mm,顶板下沉量最大为138 mm,锚索最大应力237 kN,顶板全长累计离层量32 mm。研究可为类似地质条件下的切顶沿空留巷提供参考。     

三交河煤矿11-201工作面两巷水力压裂切顶卸压技术研究

为缓解三交河煤矿11-201工作面回采期间巷道大变形、片帮及冒顶等问题,采用水力压裂切顶卸压技术对工作两巷顶板进行切顶卸压。卸压后,两帮位移量最大为142 mm,顶底板移近量最大为285 mm。相较于非压裂段,巷道两帮围岩位移量降低约45.5%,顶底板移近量降低约42.3%,说明采用水力压裂技术可以切断工作面两巷与上覆关键岩层之间的应力联系,达到卸压护巷的目的。     

梁北矿大采高软煤工作面回采巷道沿空留巷技术应用研究

针对梁北煤矿21011大采高工作面机巷沿空留巷极软煤层、顶板含有硬厚岩层等复杂条件的特点,通过理论分析的方法研究了切顶卸压沿空留巷机理,采用D型聚能管实现超前预裂爆破方式来进行切顶卸压,减小沿空留巷的悬顶长度,降低了留巷的压力,同时利用柔模混凝土技术进行巷旁支护,并对留巷的加强支护参数进行了设计。矿压监测表明,滞后工作面90 m以后巷道变形基本稳定,顶底板变形量约为240 mm。     

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。     

黔西高瓦斯工作面沿空留巷“卸-支-护”技术研究

为解决黔西高瓦斯工作面沿空留巷效果不理想的问题,以新田煤矿1404工作面为工程背景,提出了沿空留巷“卸-支-护”技术及其具体内容。针对沿空留巷的不同参数进行数值模拟,综合分析得到了适用于1404工作面沿空留巷的最优参数。基于模拟得到的结果在该工作面进行工业性试验,并进行持续监测验证了“卸-支-护”技术应用效果良好。研究结果表明：(1)沿空留巷“卸-支-护”技术在三者共同作用下,有效的控制了巷道的变形,留巷效果良好；(2)通过确定合适的切顶角度和柔模袋宽度,根据顶板情况确定切顶钻孔深度可以有效改善切顶和留巷的效果；(3)现场观测结果显示,留巷的顶底板最大移近量414mm,两帮最大移近量211.4mm,巷道变形量可控,能够满足留巷后期的使用需求。表明通过沿空留巷“卸-支-护”技术能够有效切顶卸压,承载顶板变形,从而有效的控制沿空留巷的巷道变形,保障了留巷的正常使用,降低了后期维护的费用。     

发耳煤矿不同留巷方式下巷道矿压显现规律对比研究

为了探索不同留巷方式下的巷道矿压显现规律,以发耳矿31004工作面运输巷道为背景,对砌块留巷和切顶留巷两种留巷方式的工艺流程、巷内支护需求及留巷矿压显现规律进行了对比研究。结果表明:切顶留巷简化了工艺流程,比砌块留巷具有良好的安全性和经济效益;由于碎胀矸石对巷道顶板关键块体的支撑效应,切顶留巷所需的巷内支护阻力小于砌块留巷;切顶留巷在架后160m位置后巷道保持稳定,而砌块留巷则需在架后435m位置稳定;与砌块留巷相比,切顶留巷条件下的顶板锚索所受最大拉力由60MPa降低至26MPa,顶板离层量由104mm降低至17.2mm;砌块留巷条件下的留巷平均顶底板移近量为671.4mm,切顶留巷条件下的留巷平均顶底板移近量为86mm,所留巷道无需返修即可满足复用需求。研究结果可以为相应技术的推广应用提供参考。     

坚硬顶板切顶沿空留巷围岩控制技术

针对目前煤矿存在采掘接替紧张、煤层顶板坚硬而导致回采巷道围岩较难控制等问题,基于平煤二矿高地应力顶板坚硬条件,提出了切顶卸压沿空留巷技术,并进行了工业性试验。研究结果表明:工作面周期来压主要是由工作面的不断对称和采空区上方顶板"O-X"的形成及破断引起的;提出了以"切、补、护、支"为基础的切顶卸压沿空留巷围岩控制机理;留巷巷道两帮平均移近量80 mm,顶板平均下沉量138 mm,留巷变形在合理范围内,成巷效果较好,可为类似地质条件下的切顶卸压沿空留巷提供技术参考。     

小煤柱沿空留巷围岩控制应用研究

为保证小煤柱沿空留巷的顺利进行,通过分析掘巷和工作面回采时顶板的应力分布特征,结合巷道实际地质条件,设计了小煤柱和沿空留巷支护方案。小煤柱的宽度为12 m时,留巷后巷道围岩稳定,顶底板最大变形量210 mm,两帮移近量270 mm。     

综放工作面柔模沿空留巷围岩控制技术

针对综放开采沿空留巷巷帮煤柱破碎,巷道围岩变形量大,巷道稳定性差的问题,以高河矿W4301工作面为背景,分析了沿空留巷围岩结构特征,提出端头铺设金属网、架后及时打设木点柱和单体柱的切顶和挡杆技术,以及巷道超前顶板锚索补强、密集钻孔切顶、施工柔模混凝土墙充填支护体、架棚支护和煤柱侧巷帮注浆加固综合围岩控制技术。试验表明:充填支护体和锚索受力较为稳定,充填支护体和锚索能够有效承载,沿空留巷巷道两帮最大移近量为207 mm,顶底最大移近量为231 mm,围岩变形不大,控制效果较好。     

邱集煤矿1102工作面切顶留巷支护设计及矿压实测

以邱集煤矿1102工作面运输巷坚硬顶板支护问题为背景,建立未切顶巷道顶板的悬臂梁模型和切顶留巷顶板的变形及受力模型;由理论计算得出切顶前巷道顶板伸向采空区的悬臂梁结构的最大悬臂长度为4.68 m,切顶后悬吊单位长度的巷道顶板所需支护阻力为166.74 kN;据此进行巷道支护参数设计,确定恒阻大变形锚索规格为φ17.8 mm×10 300 mm,两列锚索排距分别为1 000 mm和2 000 mm,并对巷道矿压进行监测。监测结果表明:1102运输巷距开切眼75 m至173 m范围内巷道顶底板移近量最大值约36 mm,顶板离层出现在泥岩灰岩的交界处,累计离层量为25 mm,顶板锚索受力最大值为150 kN,变形和受力均处于安全范围内,满足巷道的稳定性要求。     

古汉山矿综放面切顶沿空留巷采空区帮控制技术

基于煤矿采掘接替紧张、巷道围岩控制困难等难题,以古汉山矿1604工作面为研究背景,提出切顶卸压沿空留巷技术。对沿空留巷采空区帮控制原理及围岩运动特征进行了理论分析,形成了切顶卸压沿空留巷无煤柱开采技术采空区帮稳定性控制体系,并在现场进行了工业性试验。研究结果表明,采用高强预应力锚索补强顶板、单体柱π梁支撑顶板及可伸缩工字钢挡矸防护等联合支护体系可行;实体煤帮最大移近量为276 mm,采空区帮最大移近量为216 mm,顶板最大移近量为225 mm,底板最大鼓起量为164 mm,采空区帮挡矸防护体系变形不明显,留巷变形在合理范围内,留巷效果良好,可为类似条件下的切顶沿空留巷工程提供借鉴。     

复合顶板切顶沿空留巷围岩变形分区及耦合支护技术

为解决复合顶板切顶沿空留巷围岩存在顶板易破碎、下沉量大等问题,以龙滩煤矿3124S工作面风巷为工程背景,基于复合顶板切顶沿空留巷顶板变形监测结果,研究了复合顶板切顶沿空留巷围岩变形特征,揭示了留巷巷道复合顶板变形破坏机理,同时,根据围岩变形特征提出了分区域多介质耦合支护技术。结果表明,分区域多介质耦合支护技术可有效控制顶板变形,顶板最大下沉量约为62mm,降低了60%～75%,留巷效率提升了15%～40%,保障了工作面的快速推进。     

超长工作面深孔预裂卸压沿空留巷技术研究

针对超长工作面沿空巷道围岩易松软、破碎,巷道支护困难等问题,以陈四楼煤矿2803工作面安全高效开采为工程背景,应用深孔预裂卸压沿空留巷技术改善围岩控制效果。通过理论计算,确定进风巷深孔预裂卸压的最佳高度为17m,同时对进风巷沿空留巷进行加强支护,工程实践及应用效果实测分析表明:(1)工作面前方3条巷道的变形趋势均为随着与工作面距离的减小而增大,其中进风巷的变形量最大,回风巷次之,中间巷变形量最小,两帮最大移近量为198mm,顶底板最大移近量为120mm;(2)进风巷沿空留巷段:工作面后方15m范围内巷道变形速度最快,15m～70m范围内巷道变形速度减慢但变形量仍持续增长,70m以后渐趋稳定,巷道两帮最大移近量为710 mm,顶底板最大移近量为295mm,由此可知,2803超长工作面深孔预裂卸压沿空留巷效果较好。     

沙曲二矿中厚煤层110工法切顶成巷关键技术研究及应用

沙曲二矿传统的长壁开采、留设区段煤柱方式导致稀缺主焦煤回收率不高，且柔膜充填留巷围岩变形量大，巷道维护困难，影响工作面推进。为解决上述问题，以沙曲二矿4303工作面为工程背景，通过切顶成巷技术留巷供下一工作面使用，且针对巷道顶板岩性、地质条件进行支护设计。结果表明，巷道顶底板变形量最大为425 mm,两帮变形量最大为290 mm,双巷切顶成巷效果达到预期目标，显著提升了稀缺资源回收率。     

霍尔辛赫矿井沿空留巷水力压裂切顶卸压技术研究应用

针对霍尔辛赫矿井3802工作面沿空留巷压力大,局部柔模墙体和巷道有压力显现情况,巷道出现不同程度的底鼓或顶板下沉现象,为确保留巷效果,改善沿空留巷的地质条件,设计采用水力压裂切顶方法进行卸载,采用ZDY3500LP型钻机打设钻孔,钻孔间距15 m、深度42 m、孔径63 mm,通过应用表明,水力压裂技术有效控制了工作面顶板的垮落,最大程度削弱了顶板的整体性,使得采空区顶板呈分层垮落,顶板与两帮移近量变小。