补连塔煤矿综采工作面过空巷泵送充填式支柱应用研究

大采高综采工作面过空巷期间空巷内存在的冒顶、透水、压死支架等安全隐患严重影响着煤炭的高效安全开采。泵送充填式支柱相比于木垛有压缩量小、根据工作面具体的地质及开采条件可灵活选择支柱材料和布置方式的优点，并且泵送支柱施工工艺简单，残余强度高，易于采煤机切割。以补连塔煤矿22310综采工作面为例，针对工作面来压强度大、范围大，底鼓严重，顶板维护困难等问题，提出采用泵送充填式支柱支护方式对空巷顶板进行支护。现场实测空巷两帮移近量小于100mm，顶底板移近量小于200mm。推采过程中工作面支架工作阻力变化小，顶板基本无破坏。     

超长工作面过大断面空巷充填支柱支护技术

为解决超长综采工作面过大断面空巷易片帮、冒顶的难题,采用了充填支柱支护技术,并从充填支柱材料、结构、充填系统、施工工艺等方面对高水材料充填支柱体系进行完善。通过单轴压缩试验测试了高水材料充填支柱的承载性能,结果表明:高水材料充填支柱承载性能稳定,抗压强度为10.65 MPa,残余强度为峰值强度的85%。在成庄矿5314超长工作面应用高水材料充填支柱支护技术,配合煤壁注浆加固及锚索补强对大断面空巷进行综合治理,现场实测表明,充填支柱支护空巷的顶板最大下沉量350 mm,中部两帮移近量最大280 mm,巷道底鼓量最大230 mm,空巷变形量小,工作面顺利通过空巷。     

深部松软顶底板中厚煤层沿空留巷新技术研究

深入分析深部松软顶底板中厚煤层综采的沿空留巷围岩采动应力分布及沿空留巷矿压规律、顶板运动规律及顶板控制方法,确定巷旁支护方式;采用自移、可调混凝土墙体成型模盒,自移护墙掩体支架支护采空区侧等技术,实现墙体充填浇灌和支护随综采工作面液压支架自行移动,墙体高度随采高自行变化;通过泵送早强混凝土试验研究,研制既有流动性、又有早强性的泵送早强混凝土,实现混凝土的管路泵送和混凝土墙的早强承压。     

大采高工作面过空巷群顶板破断及矿压规律研究

为解决大采高综采工作面快速通过大断面空巷群,避免发生冒顶压架问题,以哈拉沟煤矿22311综采工作面过26条空巷群为研究对象,采用理论研究、数值模拟以及现场监测等方法,研究了综采工作面过空巷群期间空巷失稳机制及基本顶破断规律,模拟了综采工作面过空巷期间采用泵送支柱支护效果,监测了综采工作面过空巷期间顶板下沉量及压力情况,最终22311综采工作面安全顺利通过了26条大断面空巷群。研究表明:空巷失稳主要是由基本顶超前破断引起的,其次是由于空巷支护不足导致的,泵送支柱支护应具有可切割、大断面、高承载与让压变形特征。采用"泵送支柱+锚索+W钢带"联合支护方式,使支柱与顶底板围岩处于协同作用状态,可保证综采工作面安全通过大断面空巷群。     

注浆锚索在沿空留巷工作面超前支护中的应用研究

为解决煤矿超前支护工序繁琐、劳动强度大、影响工作面快速推进以及超前液压支架破坏顶板锚杆（索）严重等问题，以古汉山矿1604工作面运输巷为工程背景，理论分析了工作面超前巷道围岩变形特征和注浆锚索支护原理，提出在工作面超前巷道采用锚注支护技术，取消原工作面超前液压支架，减小了单体支柱支柱密度，并在现场进行了工业性试验。试验结果表明，工作面超前巷道顶板实施注浆锚索后，顶板围岩裂隙内浆液充填范围广；超前巷道受工作面支承压力和采动影响后，巷道变形不明显；进入沿空留巷后，留巷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，顶板控制效果较好。     

大采高工作面过空巷充填支柱支护技术研究和应用

国内目前大采高回采工作面过空巷技术还是采用传统的木垛、金属单体铰接梁和钢带等被动支护方式,综采工作面的矿压非常剧烈,在开采过程中下沉量相对较大,很容易损坏支架,容易造成施工事故。大采高工作面过空巷充填支柱支护技术作为一种新型井巷支护技术,具有支护断面大、支护支撑荷载大、一定让压变形、较高的残余支撑强度、易于被割煤机切割、施工工艺简便快捷的特点,且整体经济性与传统木垛和单体铰接梁支护相当,采用该技术顶板稳定性能非常好地控制,基本不影响大采高回采工作面过空巷时正常回采,保障了工作面高效生产。     

大采高工作面支柱支护过空巷技术

为了确保成庄矿5314大采高工作面顺利通过空巷,采用数值模拟对支柱支护过空巷效果进行分析,设计了支柱支护充填方案和充填系统.现场试验表明,空巷最大顶板下沉量469 mm,两帮收缩量最大为313 mm,整体状况良好,工作面顺利通过空巷.     

综采工作面切顶卸压沿空留巷端头及超前支护技术优化

为解决综采工作面运输巷端头及超前支护自移式液压支架破坏沿空留巷顶板锚杆、锚索问题,结合运输巷沿空留巷设计实施方案以及端头、超前液压支架相关技术参数进行论证、计算,从而得出沿空留巷顶板补强预紧力锚索支护强度远大于端头及超前液压支架支护强度,综采工作面切顶卸压沿空留巷端头及超前范围内取消液压支架支护是科学合理的。     

综采工作面过顺槽空巷煤柱回收技术

针对宏景塔一矿回收煤柱6-2113综采工作面过顺槽空巷实际情况,建立了基本顶力学模型,推导了顶板稳定性计算公式,并采用数值计算方法模拟了顶板稳定状况,提出了该工作面过空巷具体支护技术及施工措施,并组织实施,应用效果较好。分析表明,综采工作面的空巷顶-底移近量与工作面采高、控顶距成正变关系;回收煤柱前应对空巷进行锚网加强支护;当综采工作面临近空巷时,应降低工作面采高,提前调斜工作面并加设单体液压支柱,这是维持顶板稳定的有效方法。     

乌兰木伦煤矿综采面过空巷泵送支柱支护技术研究

为了安全顺利通过布置有多条平行于工作面空巷的12404-1综采面，分析了乌兰木伦煤矿12404-1综采面顶板岩性参数，按照顶板岩层自重的1.3倍安全系数计算并选择合理支护强度及支护形式，并采用空巷泵送支柱进行了补强支护。回采实践证明“泵送支柱+锚索”联合支护能够完全满足回采期间空巷顶板的稳定性，实现了综采面快速、高效通过多条近距离平行于工作面空巷。     

工作面过空巷充填开采支护研究

大采高工作面顺利通过空巷对于煤矿安全生产具有重要意义。以山西赵庄矿为试验矿井,采用理论分析、实验室试验、数值模拟综合分析了覆岩破坏以及应力特征,提出高性能、具有经济技术可行的支护材料和支护工艺系统,并进行工作面实践验证。研究结果表明:充填支柱材料最优配比为硫铝酸盐水泥掺量50%、硅酸盐水泥掺量25%、石膏掺量20%,其强度能够实现快速增长;过空巷时,支架具有较好的支撑作用,未发生片帮事故,顶板移近量和底鼓量均在300 mm以内,工作面顺利进行了割煤作业。     

大采高工作面沿空留巷巷旁加强支护数值模拟研究

以斜沟煤矿18505材料巷沿空留巷为研究对象,通过数值模拟,研究了5种不同支护方式的支护效果,得到最佳支护参数。模拟结果表明:大采高工作面在回采时实施沿空留巷技术是能成功的,需提供巷内及巷旁共同支护;巷内增加支柱可有效抑制顶板下沉;在5.4 m采高、3 m充填带条件下,沿空留巷之后在巷道内实施"3根单体支柱和3根木支柱"的补强支护方案,支护效果良好。现场实测发现留巷时巷旁充填体稳定可靠,围岩顶底板最大变化量为806 mm、两帮最大变化量为419 mm,基本达到沿空留巷的使用要求。     

大采高工作面过空巷充填支柱支护技术

由于设计变更寺河矿5301大采高工作面中间遗留四条空巷,以往多采用打设木垛等方式进行支护,但该支护方式浪费材料、支撑强度低、安全性差。针对寺河矿大采高工作面难以有效通过空巷的难题,提出了一种新型的支护技术——充填支柱支护技术。该技术的应用,有效解决了大采高工作面过空巷时顶板下沉严重、片帮、冒顶、压架、倒架等生产中遇到的难题,保证了大采高工作面过空巷时安全、顺利、高效回采。     

混凝土填充墙支护下沿空留巷稳定性分析

为揭示混凝土填充墙支护下综采沿空回采巷道矿压显现规律,有效控制围岩变形,根据某矿综采面地质与开采条件,应用数值计算方法研究采后留巷的稳定性。数据分析显示:混凝土墙支护下沿空留巷围岩应力随采煤工作面推进呈周期性变化,采后20 m范围的巷道围岩来压较剧烈,是重点支护区域;巷道围岩位移量随采煤工作面的推进而增大,其中巷帮移近量较小,而顶板下沉量较大,表明采用混凝土墙支护沿空留巷有利于巷帮的稳定,但不利于顶板稳定。     

顶底双软型薄煤层快速沿空留巷技术研究

针对顶底板双软型薄煤层工作面特殊开采条件,分析了沿空留巷的技术难点与关键技术。采用理论分析与数值模拟方法研究了薄煤层沿空留巷围岩破坏特征及变形规律,建立了薄煤层综采面沿空留巷结构模型,通过方案数值模拟对比分析,揭示了薄煤层综采面快速沿空留巷基本原理,提出"采空区预先垒砌矸石袋,巷道内及时构建胶结充填体和铰接顶梁与单体支柱巷内滞后补强支护"的沿空留巷方案,实现了顶底板双软型薄煤层综采面快速沿空留巷。赵官能源煤矿的工程实测表明:巷道顶板下沉量最大仅为197 mm,底鼓量为83 mm,巷道两帮移近量为327 mm,工作面留巷效率达到18 m/d。     

西曲矿厚煤层综采面过空巷技术实践

基于西曲矿12313工作面开采技术条件,通过模拟空巷不同支护条件下围岩塑性区分布与变形特征表明,空巷采用充填控制时,巷道周围基本没有塑性破坏,顶底板移近量和两帮移近量分别为95. 6 mm和88. 4 mm,是工作面过空巷支护控制最佳手段;设计了空巷充填控制方案,现场试验显示充填体没有出现片帮、冒顶现象,工作面过空巷时支架平均工作阻力在20. 3 MPa左右,最大为21. 1 MPa,充填空巷控制效果较好。     

薄煤层下短距离泵送混凝土充填沿空留巷技术研究

根据薄煤层坚硬顶板下沿空留巷矿压显现规律,建立了巷旁支护模型:采用柔性支护理念设计临时空间的顶板,在充填体处留有一定下沉量,避免充填材料由于强度不足而被压坏。通过对比沿空留巷方案确定:采用矸石带与短距离单体支柱支护初期顶板,并将其作为混凝土充填的内侧模板,将混凝土搅拌机放置在井下的轨道巷内,极大地简化了充填系统。实践表明,泉上煤矿16701炮采工作面沿空留巷时,在井下搅拌混凝土后直接泵送至工作面,沿空留巷效果较好,基本满足下一工作面的生产需要。     

端头支架、转载机、可缩皮带在薄煤层普采面应力集中区的应用

埠村煤矿属薄煤层开采，走向长壁后退式采煤法，上行回采顺序。单巷布置，沿空留巷。工作面切顶密集线后部是老空区，工作面端头下部是采空区，对于沿空留巷的下端头，是应力集中的三角区。大量实践证明，单体支柱配合铰接顶梁穿铁鞋作为端头支护，强度低、钻底量大、顶底板移近量大、回撤困难。通过调研，端头支架初撑力高工作阻力大，是     

深井孤岛煤柱工作面沿空留巷支护技术研究

以车集煤矿深井孤岛煤柱工作面为工程背景，探究深井高应力孤岛煤柱工作面沿空留巷充填体—围岩变形机理；构建沿空留巷围岩力学结构模型，计算出沿空留巷支护所需充填体的宽度及强度，并通过FLAC^3D软件模拟、现场监测验证了充填体宽度和强度的合理性。研究结果表明：孤岛煤柱工作面沿空留巷采用高水充填材料巷旁充填技术，以充填袋成形方式进行充填，可使充填体有效接顶；采用“锚杆锚索联合支护+巷旁充填体”方式进行煤柱中巷支护时，合理的充填体宽度为4.0 m,应力达到8.0 MPa时巷道变形趋于稳定。现场监测结果表明：23下工作面开采30 d内，煤柱中巷最大顶板下沉量不超过50 mm,充填体帮部变形不超过40 mm;回采结束后30 d内，顶板下沉量不超过20 mm,充填体帮部变形量最大为348 mm,煤帮变形量较小，最大处为150 mm,沿空留巷效果良好。     

大采高四连杆超前液压支架的研制与应用

目前我国绝大多数煤矿大采高综采工作面两巷维护仍然使用木棚做顶梁、单体支柱等传统的支护方式,这种支护方式支护强度低,安全可靠性差,工人劳动强度大。针对上述问题提出了采用四连杆超前液压支架的支护技术。介绍了四连杆超前液压支架在大采高综采工作面两巷的选型设计,实际应用也表明该项技术支护效果、经济效益良好。