高应力强膨胀泥岩底板煤层少留底煤综放开采技术研究

为解决亭南矿井留2m左右的厚底煤开采导致的矿井丢煤严重的问题,分析了304综采工作面煤层底板岩层特征及底板膨胀性能分级。并从回采巷道布置方式、回采巷道支护方式、回采工艺等方面研究了少留底煤综放开采的关键技术,最终确定亭南矿304工作面回采巷道采用留设2.0m底煤的布置方式,在开采期间分两次落底1.5m,工作面留设0.5m底煤推进。结果表明,采用此方法,在304综放工作面多回收煤炭62万t,占留设2.0m底煤资源量的25.7%,大幅提高了工作面的经济效益。     

动压巷道多次扰动失稳机理及开采顺序优化研究

应用计算机模拟、现场实测和理论分析综合研究方法,分析了煤层群开采条件下的张集煤矿1113(1)工作面轨道巷多次扰动失稳机理,并对煤层群邻近层多工作面回采顺序进行了数值计算,再现了不同开采顺序下的底板动压回采巷道围岩力学环境。研究表明：目前采用的邻近层交错同采方式,1113(1)工作面轨道巷失稳的力学本质为,本工作面回采活化了已破坏的上覆层间似连续-非连续-散体结构,加剧了工作面前方受多重采动影响的轨道巷浅部高应力环境下的大范围持续强变形,突出表现为巷道底鼓强烈;回采顺序显著影响煤层群回采巷道围岩稳定性,下行开采下伏回采巷道受扰动程度最低,巷道变形及围岩破坏范围最小;邻近层对应同采,下伏工作面轨道巷受上覆工作面底板聚压影响区高应力、巷道开挖、本工作面开采扰动等多重因素叠加作用,巷道围岩破坏范围最大、变形最严重。煤层群开采采区设计中应尽量采用下行开采,同时避免或减少巷道受多次采动影响。     

基于FLAC3D的 “三软”煤层错层位巷道布置开采数值模拟研究

论文基于错层位采煤法具有巷道布置层位和方式灵活、接续工作面巷道能巧妙的避开支承应力峰值的影响,并且还能提高煤炭回收率等优点,结合河南某矿"三软"煤层实际开采条件为背景,提出了采用错层位巷道布置采煤法开采"三软"煤层。与传统采煤法相比,错层位采煤法将首采工作面巷道布置在较为坚硬的顶板岩层中,改善了巷道围岩条件,通过FLAC3D数值模拟研究分析发现:在掘进和回采期间,错层位巷道围岩能承受较大支承应力,巷道围岩变形较小,巷道围岩和实体煤一侧支承应力影响范围较小,巷道掘进和维护较为容易;接续工作面巷道布置首采工作面采空区下方的应力降低区,巷道掘进较为容易。错层位采煤法开采"三软"煤层具有显著优势,对类似地质条件的"三软"煤层开采具有一定的指导和借鉴意义。     

动压影响下巷道掘进支护研究

横河煤矿根据接续要求,形成了顶分层后退开采,底分层巷道前进掘进的巷面相向采掘局面。1134东工作面的上、下顺槽均受1131东回采工作面的动压影响,且巷道顶板为厚度4.4m的顶煤,为了保证放顶煤工作面顺槽掘进安全,在巷道布置、巷道支护等方面入手,采取切实有效的技术措施,巷道矿压控制非常成功,取得了突出效果。     

厚煤层综放工作面高强度开采底鼓防治技术

为提高厚煤层综放工作面开采效率,运用相似模拟、数值分析和现场监测等手段,分析综放高强度开采工作面所面临的矿压显现明显、巷道底鼓严重等机理,针对其上覆岩层顶板破坏特征及煤岩层活动规律,对矿压显现特征、巷道底鼓变形特点等进行研究,结果表明:两侧采动影响下回采巷道底板岩层存在零位移等值线和零应变等值线,并确定了底板零位移点、零应变点最大深度分别为1.9、3.4 m。由此提出综放高强度开采巷道底鼓控制关键技术,,即:首先通过对穿锚索、补打高强让压锚杆等措施加强两帮支护,其次采用长2.4 m的水力膨胀锚杆将锚杆锚固端深入底板拉应变压缩区,通过锚杆的主动锚固力与锚固端围岩向下压缩施加给锚杆的附加锚固力,增大底板岩层抗弯刚度限制底鼓,同时将底板底角处锚杆布置为45°倾角,限制该范围内高剪切应力作用。     

沿空掘巷巷道矿压观测及维护困难原因分析

内蒙古福城煤矿采掘接续紧张,沿空掘进巷道在掘进和工作面回采期间维护困难。在9煤工作面巷道布置矿压观测仪器,通过现场实测确定了9煤巷道变形特征,揭示了9煤沿空掘进巷道维护困难的原因,对矿井安全高效开采具有指导意义。     

镇城底矿错层位巷道布置防治漏风研究

目前错层位巷道布置在工作面矿压显现方面的理论研究甚多,但是对接续工作面相邻巷道的漏风鲜有研究,故以西山矿区镇城底矿错层位巷道布置开采8~#煤层为工程依托,重点研究传统放顶煤及错层位巷道布置下接续工作面煤柱处应力及位移的分布,进而探讨其防治漏风效果。     

近距离煤层群开采条件下的冲击危险性数值分析

以某冲击地压煤矿的近距离煤层群开采为研究对象,利用FLAC3D数值分析软件,对该矿布置在M4-5煤层和M9-10煤层中回采工作面进行了数值模拟。在此基础上,分析了工作面围岩应力状态及塑性区分布,认为M4-5煤层和M9-10煤层的开采破坏了上覆岩层的完整性,对顶底板岩层造成了大范围破坏,减弱了岩层强度,降低了下部煤层开采时岩层积聚能量的能力。因此,M4-5煤层和M9-10煤层的开采起到一定的保护层开采作用。但是值得注意的是,在边界煤柱、停采线煤柱及未布置在上层采空区下方的工作面回采煤柱等区域,受高强度开采的叠加影响,使得这些区域易产生较高的集中应力,存在一定的冲击危险性。     

近距离坚硬层间岩层上行开采底板沉降规律分析

龟兹矿业西井A6-103工作面属于近距离坚硬层间岩层上行开采,根据A6煤层与A6-1煤层之间的层间距及A6煤层的开采厚度计算,采动影响倍数为4.4~6.4,平均5.7,不满足上行开采K值的要求,客观上对龟兹矿业西井A6-1工作面上行开采提出了更高的要求。通过上行开采过程中布置底板沉降观测站,观测巷道底板下沉、煤层裂隙发育变化情况,回采时过下层工作面切眼及上行开采过程中煤层底板沉降规律的观测分析,没有出现采空区切眼边界的“悬空结构”及工作面及巷道底板台阶下沉情况,整个上行开采过程中底板岩层稳定,为近距离坚硬层间岩层上行安全开采提供理论依据和技术支撑。龟兹煤矿在不满足正常上行开采理论的情况下,安全回采煤炭约180万t,创造利润上亿元,具有很好的推广应用价值。     

回采巷道底鼓演化过程的分布式光纤实测研究

随着煤矿开采的深部化和开采设备的大型化，回采巷道底鼓成为制约工作面高效、安全回采的重要问题，揭示回采巷道底鼓的发生规律对巷道底板稳定性控制具有重要意义。在分析回采巷道底板变形破坏特征的基础上，结合巷道底鼓关键特征研究了分布式光纤应变表征方法，并通过钻孔布设分布式传感光缆，以煤矿现场大量实测数据为依据，对工作面回采过程中回采巷道底鼓的发生进行了系统分析。研究结果表明：分布式光纤以一个正应变峰值和一个负应变峰值分别对应底板岩层的离层和挤压的非协调挠曲变形特征，以光纤局部范围受拉对应底板岩层的破碎和挤压膨胀变形特征，破碎特征区光纤的应变增量、增速反映了破碎岩块之间的挤压剧烈程度。将回采巷道底鼓演化过程分为扰动、破坏、卸压隆起3个阶段，指出每个阶段底板岩层破坏特征，确立了各阶段破碎区分布式光纤应变特征值关键信息。研究所得结论为实现巷道围岩大范围分布式光纤监测提供新的思路，对回采巷道底鼓控制具有指导意义。     

深井回采巷道底鼓变形与支承压力关系分析

为了研究深井回采巷道底鼓变形与支承压力之间的关系,以铜川玉华煤矿2407工作面回风巷道为研究对象,采用理论分析、数值模拟和现场观测相结合的方法进行分析研究.通过建立巷道底板等效载荷力学分析模型,推导出在支承压力作用下巷道底板最大底鼓量的表达式.通过FLAC3D模拟软件模拟计算得到不同煤柱宽度条件下巷道煤柱侧及煤壁侧的垂...     

巷道底鼓过程中能量转移规律及其控制研究

在深井煤矿巷道中,底鼓量往往占巷道顶底板移进量的一半以上.李村煤矿由于埋深较大受高地应力和回采工作面采动的影响,回采巷道底板出现严重底鼓现象,严重影响工作面正常生产.针对李村煤矿回采巷道严重底鼓现象,采用FLAC3D数值模拟软件对巷道围岩变形破坏特征及能量分布规律进行分析,并对巷道开挖后围岩能量转移特征展开了研究,分析...     

李雅庄矿易碎胀围岩变形规律研究

针对李雅庄矿2号煤层回采巷道围岩易碎胀弱稳定问题,进行了围岩变形规律的研究。研究表明:地质构造条件,巷道布置位置和采掘扰动是影响围岩变形的主要因素,围岩变形内表比呈先快速增加后缓慢减小趋势。建议支护过程中,应对地质构造带、底板进行特殊加固处理,选取长锚杆进行围岩控制,对巷道表面进行喷浆处理防止岩体碎胀弱化,同时底板采取排水措施。     

河东煤矿近距离煤层群开采巷道合理布置方式

通过不同巷道布置方式对近距离煤层群开采的对比研究,得出河东煤矿9号、10号煤层联合开采时巷道的合理布置方式,以及各煤层巷道合理煤柱尺寸。     

软岩巷道围岩变形破坏规律研究

煤矿软岩巷道支护问题是煤矿开采等地下工程支护中的一项技术难题,而巷道底鼓又是巷道围岩变形破坏的一种主要形式,大量的实测资料表明,在巷道顶底板移近量中约有2/3-3/4是由底鼓造成的,强烈的巷道底鼓不仅带来了大量的维修工作,增加了巷道的维护费用,同时,底板的稳定性显著影响着巷道两帮及顶板的变形与破坏,危及矿井安全生产。文章采用现场实测和数值计算相结合的方法,探讨了软岩巷道的变形规律及破坏特点,得出了一些规律性的认识,这对现场巷道支护具有一定的指导意义。     

深部大倾角煤巷底鼓控制技术研究

针对西北矿区侏罗系煤巷底鼓量大且变形速度快的问题,以靖远煤电公司王家山煤矿中二401回风平巷为研究对象,采用理论分析、FLAC 3D数值模拟、松动圈现场测试、现场监测等技术方法,对其巷道围岩的地质特点及底鼓原因进行了研究,提出采用反底拱配合锚注加固的底鼓控制方法。研究结果表明:401回风平巷底板岩层为典型的侏罗系偏软岩层,岩层承载能力低且其开掘位置处于侧上方47407综放工作面采空区残余侧向支承应力峰值范围内,受高应力影响明显;401回风平巷底鼓类型以应力型底鼓为主,膨胀型底鼓为辅;将巷道反底拱处理配合亲泥性注浆材料锚注加固的控制方法应用于现场试验后,该巷道底板岩体承载能力及稳定性显著提高,巷道底鼓量显著减小且巷道处于稳定状态。     

赵固一矿北翼盘区底板支护技术研究

赵固一矿北翼盘区巷道埋深大、冲积层厚、基岩薄、地压大、矿压显现剧烈。目前矿井采深已达到650 m左右，随着开采深度逐渐增加，矿山压力显现随之增大，而且底板多为软岩，造成巷道底鼓问题日趋突出，增加大量巷道维护工作量，严重制约着赵固一矿的安全生产。针对赵固一矿巷道底鼓的产生机理及底鼓类型进行总结的基础上，对巷道底鼓防治方法进行研究，并通过工程实例对底板鸟笼锚索+底板注浆支护方法控制底鼓进行实验。通过矿压观测对比分析不同防治底鼓方法，底板鸟笼锚索+底板注浆支护能从根本上解决赵固一矿北翼地区底鼓现象。研究对于赵固一矿实现高效的安全生产具有积极的意义。     

高应力煤层顶板巷道底鼓治理技术研究

巷道底鼓问题一直是困扰煤矿科技人员的难题。随着采深的加大,地应力以及采动应力显现更加明显,巷道的帮顶支护技术随着材料、机具、工艺的创新已经被有效解决,矿山压力的显现只能在支护比较薄弱、或者说没有支护体的底板进行显现。这就造成很多巷道帮顶基本无变形,而底鼓十分严重。对常村矿煤层顶板运料斜巷底鼓问题进行了地质资料调查,根据底板岩层强度及破坏深度,制订了合理的加固方案及工艺,取得了良好的支护效果。     

膨胀软岩巷道底鼓机理与耦合支护技术研究

巷道底鼓是造成巷道变形破坏的常见形式之一,是制约矿山安全高效生产的重要因素和关键难题,这一问题在深部开采和复杂地质条件下的矿山中尤其严重。针对高地应力破碎膨胀软岩条件下的巷道底鼓进行了研究,分析了巷道底鼓的机理,建立了复杂条件下复合型底鼓的力学模型,根据动压理论推导了巷道底板塑性区范围及底板压力的本构方程。通过矿山实例,提出了锚杆锚索耦合支护设计方案,并利用FLAC－3D软件对巷道支护的稳定性进行了数值计算。研究结果表明,对巷道底板塑性区域内的滑移体进行关键部位加强支护,可以有效控制巷道底鼓的发生和发展。     

复杂应力下巷道底鼓控制关键技术研究

针对回坡底煤矿1021软岩巷道底板变形失稳问题,旨在研究其底鼓变形机理,并提出合理的底鼓控制方案。采用了理论分析、现场监测、数值模拟、井下应用等研究手段,详细研究了巷道底板围岩非对称受力分布状态、底鼓非对称变形分布状态及底鼓控制技术。研究结果表明:1021巷道处于上部采空区遗留煤柱底板破坏范围内,距离煤柱远的一侧位移速度更快;底板围岩受力非对称性,导致非对称性变形,巷道底板近煤柱侧水平变形量为近胶带侧1.2倍,近胶带侧底板垂直变形量为近煤柱侧的1.5倍;靠近煤柱侧采用卸压法改善应力环境,近胶带侧采用加固法控制围岩变形,因此提出了卸压孔和加固孔相结合的底鼓控制方案,并确定了相关孔位的具体技术参数。将该方案应用于井下巷道现场,防治段底板变形量与未防治段相比大幅减小,20 d后变形趋于稳定,底鼓控制效果显著。