综采工作面过断层施工工艺及支护技术

新景煤矿15032工作面过F7断层期间,存在采煤机破岩量大和故障率高、采空区遗煤量大以及过断层期间围岩破碎等技术难题。对过断层回采方案进行分析,提出了深孔预裂爆破回采工艺,并对工作面过断层期间顶板采取“注浆加固+JW型锚索棚”联合支护。应用效果表明：采用深孔预裂爆破法过断层时实现了断层岩体提前预裂效果,降低了采煤机破岩难度,采煤机故障率由原来的17%降低为4%;对断层区采取联合支护技术后,控制了围岩变形、破碎现象,顶板端面距减小至0.4 m,煤壁片帮深度减小至0.7 m,保证了工作面安全回采。     

综采工作面过地质构造回采工艺优化

针对长春兴煤矿103工作面回采过断层期间破岩难度大、设备损坏严重以及工作面回采效率低等技术难题，采用深孔预裂爆破回采工艺，并对断层区围岩提出了“超前深孔注浆+超前管棚+JW型锚棚”等联合支护技术。实际应用效果表明，工作面过断层期间回采工艺优化后，工作面回采速度提高至5.4 m/d,设备故障率降低了65%,回采期间未出现顶板大面积破碎、垮落现象，应用成效显著。     

过大断层深孔预裂爆破方法研究

为解决大断层影响推采进度、常造成工作面被迫停采的问题,山东新巨龙能源公司提出了在综采工作面采用深孔预裂爆破过大断层工艺,对爆破巷布置及深孔预裂爆破参数进行分析论证。实践证明,深孔预裂爆破可切实提高过大断层的效率,为工作面高效推采提供了保障。     

深孔预裂爆破在工作面过大落差断层中应用

传统回采工作面过大落差断层采用搬家方式,存在耗时长、煤炭资源浪费等问题。本文提出将深孔预裂爆破技术应用于采面过大落差断层中,辅助采煤机割岩,并详细对爆破钻孔装药结构、装药方式、封孔、爆破等技术进行分析。现场应用表明,采用深孔预裂爆破技术后,爆破孔间岩石块度分布均衡,爆破破岩效果显著,可以辅助采煤机破岩,使得采煤机可以顺利通过大落差断层。     

综采工作面煤层超前深孔预裂爆破增透试验研究

基于抽采时间短的采煤工作面回采过程中存在瓦斯超限的问题,通过在原抽采孔中间布置爆破孔,采用直径为63mm的煤矿瓦斯抽采水胶药柱进行超前深孔预裂爆破增透,使得煤层透气性大大增加,取得了抽采孔瓦斯浓度提高2.2倍、流量提高5倍以上的效果。试验表明采用超前深孔预裂爆破增透技术可有效解决工作面回采期间瓦斯超限的问题。     

采煤工作面断层超前治理技术研究

淮南矿区地质条件复杂,断层构造多,为了解决采煤工作面过断层期间大尺度顶板岩块超前抽冒、煤壁片帮、支架失稳、护帮护顶困难及压架等问题,研发了一种用于工作面过断层的超前预加固无机复合注浆材料,优选了"两堵一注"耐高压囊袋封孔方法及注浆机具,结合长距离钻孔测斜验证,提出了采煤工作面断层超前预注浆治理技术。依据采煤工作面中断层的产状特征及赋存条件,按照断层加固区注浆钻孔全覆盖和提高注浆钻孔利用率的思路,将工作面断层超前治理预注浆钻孔布置分为如下3种方式:(1)对于断层组或断层走向与工作面回采巷道走向夹角较小(小于45°)的单一断层构造带,可在回采巷道内垂直采煤帮布置平行递进式预注浆钻孔;(2)对于断层走向与工作面回采巷道走向夹角较大(大于45°)的单一断层构造带,可在工作面回采巷道巷帮钻场内集中布置扇形预注浆钻孔;(3)对于煤层厚、落差大的断层构造带,可采用巷钻结合方式布置预注浆钻孔。工程实践表明:采用采煤工作面断层超前预注浆治理技术能够提高过断层期间顶板强度及稳定性,可有效避免顶板岩块超前抽冒,煤壁片帮及支架失稳等问题,有利于工作面快速通过断层构造带,为采煤工作面的安全生产提供了技术支撑。     

利用深孔控制预裂爆破强化瓦斯抽放消除回采工作面突出危险性

利用深孔控制预裂爆破可提高松软低透气性突出煤层的瓦斯抽放率,通过强化抽放对突出危险区内的回采工作面进行区域性消突,工作面突出危险消除后,煤层厚度合适,就可以采用综放采煤法,在确保安全的前提下,大大提高了生产效率和经济效益。     

过大落差断层深孔预裂爆破施工工艺研究

深孔预裂爆破技术应用于综采工作面过大落差断层中,能帮助提高采煤产量,保障工作面生产连续,但受井下环境恶劣、施工技术要求高以及工作面安全问题等因素影响,制约着此技术推广使用。为克服上述困难,结合以往施工经验,对施工工艺进行了系统化研究,提出了钻孔施工原则,以满足高质量钻孔要求,并对装药、封堵、起爆施工方法进行优化创新,弥补原有技术中药包分布不均、封堵密实差以及爆破振动不易控制等缺陷,保证了各项工序安全高效、衔接紧密。在新巨龙煤矿2303S工作面,结合断层具体情况,进行了过断层技术方案制定和施工工艺的应用,通过分析爆后效果,证明了深孔预裂爆破施工工艺能有效提高爆破效果、保障施工安全,使采煤机顺利通过断层。     

综采工作面过大落差断层深孔预裂爆破技术

为解决综采工作面遇大落差硬岩断层阻碍推采问题,分析传统过断层方法以及现有研究技术弊端,对过大落差断层深孔预裂爆破技术展开系统研究。针对大落差断层产状不明晰,过断层路径设计不精确的问题,提出了断层产状探测技术,优选断层探巷布置方案,根据其揭露信息建立了断层走向计算模型;针对深孔爆破技术在工作面、运输巷、回风巷不适用的问题,研究预掘爆破巷关键技术,提出了爆破巷布置原则及布置参数计算方法,确定了爆破巷内实施深孔预裂爆破的方案,设计了耳式硐室施工方法,解决了大药量集中爆破难题;基于岩石爆破理论,结合过大落差断层工程特点,针对性设计孔径、孔深、装药量、封堵长度、炮孔布置及爆破振动安全控制,形成了完整的爆破参数选取及计算方法。新巨龙煤矿2302N工作面下平巷揭露综合落差125 m硬岩断层,通过下平巷揭露点依次布置的6个探测孔,探明了断层向工作面延展初始走向,设计了垂直断层走向、沿煤层底板掘进探巷方案以及沿断层下盘煤层底板掘进爆破巷方案;通过实测信息规划了过断层路径,根据路径内断层产状变化划分了8个爆破区域,设计了各区域内爆破布置参数,并借助数值模拟对爆破效果进行了预测分析。应用效果表明,爆破裂隙贯通效果良好,采煤机过断层截齿消耗减少了40%~50%,相比传统过断层方法节省了时间一倍以上。新巨龙煤矿多个工作面均成功完成了过大落差工程应用,在保障工作面高效连续推采、减少过断层成本、保证爆破安全等方面取得了良好的效果。     

深孔爆破在大采高综采工作面过矸区中的应用

针对赵庄矿大采高工作面过矸区截割回采困难的现状,提出了综采工作面过矸区深孔爆破技术,介绍了该技术的特点,该矿5312工作面回采顺槽机尾巷道因陷落柱割矸影响正常回采,因此对矸区进行深孔爆破预裂处理。该回采工艺消除了回采面爆破对采煤机的截割震动,减低了机电事故的发生,提高了回采效率,减少了成本的投入。     

开切眼掏矸助采过断层技术

为了解决湘桥煤矿综采工作面开切眼遇到断层的技术难题,在调研现有采煤工作面过断层技术的基础上,结合实际地质情况,从经济性方面考虑,经过多次会诊讨论,最终确定综采工作面过断层预掘巷道掏矸助采的方案。通过对断层上下两盘的岩性、硬度、节理发育、断层破碎程度等观察并取样分析,确定预掘巷道的断面参数;采用数值模拟方法分析了不同留设尺寸岩柱的应力变化情况及塑性区分布情况。确定合理留设岩柱尺寸为2 m。预掘巷道支护方式采用双工字钢+锚索梁+单体支护方式。现场矿压观测站测试结果表明,预掘巷道最大累计顶底板移近量为103 mm,预掘巷道断面能够满足采煤机对预掘巷道的要求。该方案避免了工作面设备搬运、撤出以及设备上井检修费用,有效解决了遇到断层时接续紧张局面。与此同时,过断层期间未对原煤回收率和煤质产生负面影响,积累了过断层的经验,对今后综采工作面过断层具有很好的借鉴作用。     

工作面初采预裂爆破深度分析

在煤矿的开采过程中,工作面初采顶板悬顶面积较大的问题一直制约着回采的顺利进行,通过常规经验方法并结合关键层的理论知识分析了深孔爆破的炮孔深度,为深孔爆破提供理论依据。     

预裂爆破技术在空场嗣后充填采矿方法中的应用

通过某矿山企业的应用技术攻关课题,研究在开采条件满足的储矿区域采用分段空场嗣后充填采矿方法取代效率低、劳动强度大的上向水平分层进路式充填采矿方法,并引入中深孔预裂爆破技术。通过预裂爆破设计及现场爆破试验,确定了适合的中深孔预裂爆破设计方案。该方案的成功应用,不仅对开采后矿房两侧岩壁的平整与稳定起到了关键作用,保障了人员与设备的作业安全,而且有利于提高企业的经营效益,更加符合以人为本、环保安全的现代化企业发展理念。     

潘三矿12418综采面坚硬顶板深孔爆破技术实践

针对潘三矿12418综采工作面厚砂岩坚硬顶板条件,开展了深孔预裂爆破强制放顶技术研究。研究成果表明:强放措施实施后,工作面初次来压及周期来压步距显著减小,缓解了工作面回采期间的矿压显现;矿压观测成果显示工作面呈现明显的"大、小"周期来压现象,实施两顺槽超深孔预裂爆破可减轻工作面"大压"显现;选用的煤矿瓦斯抽采药柱从传爆性能、爆破效果及现场操作等均能较好的满足了超深孔爆破的要求;液压支架工作阻力由6400kN提高到10800kN,极大地满足了工作面安全高效生产需要。     

深孔预裂爆破技术在煤巷快速掘进中的应用

针对五阳煤矿煤层透气性低、瓦斯浓度时常超限、煤巷掘进速度慢和工作面接替紧张等问题,在分析深孔预裂爆破工艺和确定爆破参数的基础上,提出了迎头深孔预裂爆破和巷帮预抽瓦斯的快速掘进技术,并结合现场进行了工业试验。结果表明:深孔预裂爆破技术提高了煤层的透气性,巷帮钻场的瓦斯抽采量为爆破前的1.3倍;降低了掘进工作面的瓦斯涌出量,实施深孔预裂爆破技术后,再没有发生瓦斯浓度超限事故;煤巷掘进月进尺达到180 m,实现了煤巷安全快速掘进。     

深孔爆破切顶对沿空留巷围岩稳定性影响的研究

为了在山西省南阳煤矿３２０７工作面顺利实施沿空留巷无煤柱开采,在靠近巷旁支护墙 的采空区侧进行超前深孔爆破预裂顶板,通过数值模拟计算和现场工业试验,进行了深孔爆破切 顶对沿空留巷围岩稳定性影响的研究。 以南阳煤矿３２０７工作面运输巷沿空留巷为背景,构建了 数值模拟计算模型,计算了留巷的顶、底板位移和墙体、煤帮的位移,分析了留巷围岩的应力分布 与变化。 数值计算表明,切顶后沿空留巷围岩应力和位移的减小幅度较大,围岩稳定性显著提 高。 现场工业试验研究表明,深孔爆破切顶能有效地消除悬臂梁顶板对留巷围岩的旋转挤压破 坏,有助于沿空留巷结构保持稳定和完整。     

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。     

坚硬顶板深孔预裂爆破参数优化数值模拟研究

深孔预裂爆破是弱化坚硬顶板的一种有效方式,预裂爆破参数的选择对顶板弱化效果有很大影响。以山西某矿22205厚煤层坚硬顶板综放工作面的具体工程地质条件为背景,采用基于Hoek-Brown强度准则的岩体深孔预裂爆破影响区等效连续力学参数估算方法,运用FLAC3D软件建立了坚硬顶板深孔预裂爆破的三维数值计算模型,研究了不同的爆破孔距开切眼距离、爆破孔深度等关键参数对坚硬顶板初次来压的影响规律。在此基础上,合理设计优化了22205综放工作面坚硬顶板的深孔预裂爆破方案与参数,并进行了现场工程实践。现场矿压监测结果表明,采用深孔预裂爆破技术后,坚硬顶板的初次来压步距减小了约20m,显著改善了坚硬顶板来压期间的安全状况,保障了工作面的正常安全生产。     

8.8 m超大采高综采工作面初次强制放顶技术

神东公司上湾煤矿12401综采工作面为全世界首个8.8 m超大采高工作面,初采前在工作面切眼范围采取超前深孔预裂爆破的强制放顶措施管理顶板,强制放顶工作主要包括:地面装药、运输、钻孔装药、爆破4个环节,上湾煤矿针对性地制定了相应的安全技术措施,有效地保证了工作面的顺利投产。