坚硬顶板特厚煤层综放工作面切顶卸压技术研究与应用

针对坚硬顶板特厚煤层综放工作面初采期间矿压显现强烈、顶煤不易垮落、冒放性较差，以及回采期间小煤柱临空巷道变形严重、维护困难的情况，通过采用初采前切眼爆破放顶、回风巷爆破切顶卸压、胶带巷水力致裂的综合矿压治理措施，使得工作面初采以及正常回采期间矿压显现显著减弱、巷道变形减小、两端头悬板能及时垮落、顶煤回收率明显提升，为本工作面及相邻工作面回采创造有利条件。现场实践表明该方法可以有效解决坚硬顶板特厚煤层综放开采的强矿压显现问题。     

布尔台矿水力压裂对矿压显现影响分析

针对布尔台煤矿42106综放工作面回采期间发生多次动力灾害显现,为了分析水力压裂对强矿压显现的影响,采用了现场实测及理论分析方法,依据水力压裂卸压机理及矿压岩层控制理论,对该工作面回风巷上覆岩层实施水力压裂卸压。结合现场监测矿压显现变化情况对卸压机理及效果进行深入分析,其结果揭示了在强动压影响下的巷道顶板岩层中采取水力压裂可有效减弱顶板岩层中赋存的高应力,释放顶板储存的弹性能;弱化基本顶,避免采空区后方悬顶,降低超前支撑压力的影响;减小相邻采空区侧对工作面回采巷道的影响,有效缓解巷道围岩变形。     

水压预裂技术在综放工作面初采初放中的应用

以官地矿28418综放工作面初采初放期间顶板管理为研究对象,基于综采工作面回采期间矿压规律和坚硬岩体孔壁周围应力模型,进行了力学分析,提出水压预裂切顶卸压方案,对预裂参数、孔位布置等进行了设计,从压裂水压、钻孔窥视、施工期间现场反馈以及放顶效果4个方面对该技术效果进行分析。应用成果表明,采用水压预裂切顶卸压技术可安全高效地解决综放工作面初采初放期间悬顶问题,在初次垮落步距和垮落时间上要明显优于深孔爆破切顶方式。     

水压致裂切顶卸压在治理临空巷道动压变形的应用

针对坚硬顶板综放工作面邻面采空区侧向压力和本工作面超前压力对临空巷造成矿压显现的问题,在临空巷施工钻孔进行水力致裂临空侧坚硬悬板,通过预先切断和弱化顶板,使悬板及时垮落,减弱侧向压力对巷道的影响,达到弱化矿压显现的目的。现场试验表明,通过水压致裂切顶卸压实施,临空巷道变形得到了有效控制。     

综放工作面长度及其矿压特征相关性研究

通过现场观测研究对长平煤矿综放工作面矿压显现特征、工作面长度与采场矿压显的影响相关规律进行了探讨,得出了综放工作面长度分别为90m和180m时,顶板压力显现差异不大以及工作面不同部位顶板压力差别明显的结论。为掌握综放工作面矿压规律并提出相应的控制措施提供了必要的参考依据。     

厚硬砂岩顶板水压致裂技术的应用

干河矿2-126综采工作面顶板为厚硬砂岩顶板,工作面来压步距长、矿压显现强烈,支架前方煤壁发生片帮垮落,威胁工作面生产安全.为解决坚硬顶板悬顶问题,提出水压致裂技术对顶板进行弱化.现场应用效果表明:采取水压致裂措施后顶板卸压效果明显,能够控制顶板及时垮落,工作面来压平稳,支架工作承受载荷在可控范围内,保障了工作面的正常生产.     

高压水致裂在高瓦斯工作面初次放顶中的应用

针对大平煤业3111工作面顶板强度大、完整性好的特点,为了减小工作面初采期间的矿压显现程度,针对3111工作面上覆岩层采取高压水致裂措施,揭示了高压水致裂在顶板弱化措施中的优越性,分析了采用高压水致裂措施后,工作面回采期间微震活动及支架阻力的变化规律。现场实践表明,高压水致裂措施减小了工作面初次来压步距,减弱了顶板活动剧烈程度,降低了工作面矿压显现程度,保证了工作面初次放顶期间的安全回采,能够有效解决工作面初次放顶问题。     

保留巷道强矿压显现机理及其防治技术研究

针对布尔台煤矿42106工作面回采期间其辅运巷道(42105工作面保留巷道)超前段出现的强矿压显现,通过理论分析确定其发生机理,即受地质条件、采动影响以及巷道布置等多因素影响。在此基础上,为保证同等生产条件的42107工作面回采期间巷道正常使用,提出并实施顶板水压致裂技术,同时在42108辅运、42107辅运及42107主运对42107工作面实施定向水压致裂,实现围岩高应力的转移。实践证明,通过定向水压致裂技术大大降低了巷道超前支护段的矿压显现强度,保证了工作面的正常生产。     

超长综放工作面采场矿山压力控制

以王庄煤矿4326超长综放工作面为例,分析了超长综放工作面矿山压力显现规律,提出了采场顶板的控制措施。超长综放工作面顶板来压在工作面方向出现不同步特征,老顶断裂步距较一般工作面小。提出主关键层来压的新概念,指出回采工作面矿压显现程度主要受主关键层破断的影响。采用双泵双回路供液系统可以显提高工作面支架初撑力,改善工作面端面顶顶维护状况。     

坚硬顶板房柱采空区下切眼内水压致裂强制放顶技术研究

针对朔州矿区房柱式采空区下采用爆破强制放顶作业时可能存在的安全隐患,引入了分段定向水压致裂强制放顶技术手段。在晋北某煤矿6106工作面进行了初采期间的强制放顶工业性应用,通过现场观测、钻孔窥视发现致裂后顶板岩层裂隙发育,初次来压步距缩短,避免了初采期间采空区大面积悬顶,回采期间工作面矿压显现缓和,保证了工作面的安全回采。     

特厚煤层综放面初采水压预裂弱化顶板现场试验研究

针对坚硬顶板下特厚煤层综放工作面在初采阶段顶煤、顶板难以自行垮落造成的采空区悬顶面积大、漏风严重,以及悬顶突然大面积垮落带来的冲击力对设备和人员造成危害和初采期顶煤回收困难等问题,提出了初采水压预裂弱化顶板的技术方案,通过理论分析、数值计算和现场矿压监测等方法,对比实施水压预裂和未水压预裂综放工作面初次来压数据,分析了初采水压预裂对特厚煤层综放面坚硬顶板及时垮落的影响。结果表明,深孔水压预裂使61601综放面的老顶初次来压步距从61m缩短为50m,增加了煤炭回收率,改善了特厚煤层综放工作面初采期间的安全生产条件。     

特厚煤层综放开采覆岩结构及矿压显现特征分析

为确定特厚煤层综放开采顶板的结构特征与矿压显现特征,以大同煤矿集团增子坊煤矿5300综放工作面为基础,对采场顶板的结构与矿压显现规律进行了研究。结果表明,采场基本顶粗砂岩岩层为顶板的关键岩层,对顶板的运动起主导性作用,通过对工作面回采200 m内支架工作阻力的监测得出,工作面的初次来压步距约为31. 6 m,周期来压步距平均约为25. 4 m,来压动载系数平均为1. 39,矿压显现强度较大,但来压时的载荷未超过液压支架的最大工作阻力,因此可确保工作面的正常回采。     

综放工作面直接顶冒采比及顶板韧性与矿压显现的关系分析

为探索酸刺沟煤矿6上煤层综放工作面非常强烈的矿压显现原因,对工作面顶板结构与岩性进行了分析,提出冒采比和顶板韧性两个概念。通过理论分析计算并结合现场实测,分析了综放工作面直接顶冒采比及顶板韧性与矿压显现的关系,结果表明,在小冒采比和高韧性顶板条件下,综放工作面矿压显现表现出强烈—非常强烈的基本特点,顶板控制难度极大,这是导致酸刺煤矿6上煤层综放工作面矿压显现非常强烈的重要因素。     

顶板定向钻孔水压致裂工作面强矿压控制试验研究

针对神东矿区布尔台煤矿42107工作面回采过程中频繁发生的强矿压显现问题,采用理论分析、数值模拟和现场实测方法,对井下定向钻孔水压致裂顶板厚硬关键层控制工作面强矿压显现进行了研究。研究结果表明:4-2煤层顶板厚度约22 m的粉砂岩亚关键层2是影响工作面强矿压显现的主要因素;理论分析通过顶板弱化降低亚关键层2的强度,在一定程度上能够削弱工作面强矿压;通过减小亚关键层2破断块体竖向节理的摩擦角以模拟顶板致裂效果,亚关键层2弱化改性后,42107工作面两侧的区段煤柱以及实体煤壁上的支承压力峰值显著降低,减小幅度约18.3%;实际在42107工作面顶板布置了3个定向钻孔,由该工作面内11台液压支架在致裂前后的工作阻力曲线得出,来压期间支架最大工作阻力由22 535 kN减小至19 599 k N,周期来压步距则由致裂前的21.0 m减小为致裂后的16.9 m,表明定向钻孔水压致裂覆岩关键层能够较好地控制工作面强矿压显现。     

工作面上覆岩层移动对瓦斯涌出的影响分析

上覆岩层移动和采动裂隙的动态发展是引起煤体中瓦斯赋存状态变化和瓦斯运移的主要原因。采用现场实测方法分析保德煤矿81304综放工作面矿压显现规律对工作面瓦斯卸压运移的影响,得出工作面风排瓦斯量与顶板初次来压、周期性来压步距的关系,以及回采过程中工作面瓦斯涌出量的变化规律,为工作面瓦斯治理提供参考。     

海下采场软岩控制技术实践

北皂煤矿在海域回采期间积极开展了海下综放工作面采场支护顶板控制技术研究,通过回采顶板支护管理实践,总结了矿压分布及显现规律,探索出一套适应大型水体下综放工作面顺槽的超前支护及采场的顶板支护管理技术,并将研究成果在海下开采的七个回采工作面进行了实践,取得了较好的效果,为类似工程提供了借鉴。     

综放工作面厚层坚硬顶板深孔预裂爆破技术研究

以综放工作面厚层坚硬顶板为工程背景,针对顶板开采过程中大面积悬顶及强矿压显现,提出了深孔爆破预裂顶板技术,分析了爆破破岩分区、致裂机理和钻孔及爆破工艺合理参数。确定了现场爆破方案,在工艺巷两帮及顶板实施深孔预裂爆破。该技术在预裂顶板与减缓强矿压显现方面取得了良好的技术效果,实现了综放工作面安全高效开采。     

大采高一次采全厚与综放工作面矿压显现规律研究

为更好了解大采高一次采全厚与综放工作面矿压显现规律,采用现场实测的方式对不同回采方式下矿压显现规律进行研究对比分析。结果表明:一次采全高工作面的初次来压强度和周期来压强度均大于综放工作面,而初次来压步距和周期来压步距均小于综放工作面;超前支承应力影响范围基本一致,但集中程度更高,峰值距离工作面更近。     

特厚煤层L型综放面矿压显现规律

由于"特厚煤层L型综放工作面"这一开采技术的采用,改变了回采巷道的布置方式,其工作面矿压显现亦具备自身的特点.通过现场观测数据分析确定顶板初次来压和周期来压步距,掌握该综放面的矿压显现规律,可为本矿井及国内外同类工作面提供依据.     

松软厚煤层超长综放工作面开采关键技术研究

为实现松软厚煤层超长综放工作面安全高效回采,对三元煤业松软厚煤层1312超长综放工作面开采关键技术进行了研究。通过理论研究、现场数据分析,对三元煤业松软厚煤层362m超长综放工作面开采设备运输、支护强度、矿压显现及煤壁稳定性进行了研究。结果表明:目前装备配套方案能够满足三元煤业松软厚煤层超长综放工作面支护及运输的要求;超长综放工作面回采期间,相对于200m以下长度工作面,顶板活动更加频繁,倾向方向周期来压呈现不同特性,且矿压显现程度较为强烈,顶板管理难度加大;为改善工作面端面顶板及煤壁的稳定性,需保障足够支护强度,采用双回路供液系统保障足够的支架初撑力,同时应适当加快工作面推进速度,并在煤壁及顶板破碎时采用注浆加固技术。