施喷技术及粘土水泥浆在边界煤柱恢复与加固工程中的应用

汶南煤矿位于新汶煤田的东端,2000年原煤产量0.98Mt.矿井西部以技术边界与地方煤矿为邻,由于小煤矿的越界开采,在-180～-140之间两矿间的11层煤隔离煤柱仅余12～18m;在-65m水平的13层煤柱中越界巷道直接将两矿沟通,后经打水闸墙隔离,但仍漏水.1998年雨季,小煤矿被淹,积水通过残留煤柱和封闭不严的水闸墙大量进入汶南矿,总过水量20m3/min,矿井被迫停产. 事故发生后,采取了地面注浆的方法恢复和加固隔离煤柱.共注入浆液11082.54m,砂石骨料68.33m3,使煤柱的隔离性得到有效加强.2001年雨季在小矿侧积水水位达到-28.92,超过1998年的-32.6的情况下,过水量基本稳定在8m3/min左右,保证了矿井的安全.     

综合探测采空区积水在斜沟煤矿掘进中的应用

小煤窑采空区积水是威胁矿井安全生产的重大隐患。为了消除阳坪煤矿采空区积水对斜沟煤矿15采区上山大巷掘进的水害威胁,通过地面物探与井下物探、钻探、化探相结合的综合探测方法,结合巷道水文地质条件优化"有掘必探"设计,采用"掘进与探放水并行"的管理模式,确保了15采区皮带上山安全快速掘进到位,并成功探放出11万m3阳坪煤矿采空区积水,彻底消除了采空区积水威胁,优化了矿井采掘部署。     

“三软”煤层高应力条件下通风设施建设研究

多年来,石壕煤矿风门变形已成为制约矿井安全生产的主要瓶颈问题,高应力条件巷道中风门易变形,造成了矿井通风设施维修频繁、防灾抗灾能力差、安全保障性低,降低了通风系统的稳定性和可靠性。石壕煤矿井下巷道大多历经采煤动压影响且经过多次返修,顶、底板围岩破碎,大部分风门面临着因巷道受压变形造成风门墙体损坏、门框变形、设施服务周期短等问题。结合矿井自身情况,经过长时间的观察、研究、实践,总结出一套适合石壕煤矿复杂地质条件下的不同墙体结构的风门防变形措施,取得了良好的效果和经济效益。     

新型弹性材料柔性通风设施构筑技术

郑煤集团裴沟煤矿由于矿井开采年限长,开采深度延伸,采场范围大,矿井通风路线较长,多数巷道变形快,且墙体与巷道连接处空隙不易封堵,降低了矿井有效风量率和通风系统的可靠性,为确保矿井通风系统的稳定,提出了利用新型弹性让压材料结合传统抗压材料构筑通风设施,另外提出利用预扩大断面替代风门掏槽技术,预加固构筑风门段巷道提高抗变形能力,最后形成整体骨架抗压、材质让压性设施墙体,大大提高了设施服务寿命。     

浅析龙潭煤矿应对小煤矿入侵的对策和成效

周边小煤矿的无序越界开采给龙潭煤矿的安全生产带来了安全隐患。本文通过对龙潭煤矿周边小煤矿入侵现状的分析,提出建立严密巡查制度、借力地方力量监管、现场建设防护设施等对策和措施,为矿井安全生产提供保障。     

巷道交叉对矿井通风影响的数值分析及实验验证

为研究巷道交叉对矿井通风系统局部通风阻力的影响,以城郊煤矿巷道通风情况为工程背景,采用数值模拟和现场实测相结合的方法,确定交叉巷道汇流与分流、锐角与钝角对通风阻力损失的影响大小。研究结果表明:汇流比分流的阻力损失要小,锐角汇流比钝角汇流的阻力损失要小。因此,设计巷道时应尽量减少分流及钝角汇流,避免巷道交叉时出现风流急转情况,从而降低局部通风阻力。     

连续采煤机快速掘进技术研究及应用

为解决矿井采掘接替失调的问题,保持矿井可持续、安全发展,磁窑沟煤矿结合自身实际地质采矿条件,在煤层巷道中推广应用连续采煤机快速掘进技术,实现月单进2800 m,最高日进尺220 m.通过现场施工反馈,该技术适用于稳定煤层巷道,具有工序衔接合理、安全隐患小、降低工人劳动强度及单进水平高等优点,缓解了矿井紧张的接替局面,效益显著.     

高水材料巷旁充填沿空留巷技术应用研究

煤矿沿空留巷具有提高煤炭回采率、减少掘进巷道工程量和利于采掘接替等优势。常村煤矿为减少巷道成本,缓解采掘压力,采用高水材料巷旁充填技术替代小煤柱护巷,根据现场条件,高水材料水灰比为2∶1,巷旁充填宽度为1 m,并辅以巷道补强支护、超前加固技术保证沿空留巷效果,实施后,工作面实现无煤柱开采,减少巷道掘进量,一条沿空留巷就为矿井节约成本700余万元,为矿井高效生产提供了保障。     

高水材料充填沿空留巷技术的研究与应用

庞庄煤矿张小楼井目前主采-1 000 m水平以下煤层,深部巷道围岩稳定性差、巷道变形量大,造成较为繁重的修护工作,进而影响了矿井正常的采掘生产接续。为此,针对95210工作面的生产条件,开展了高水材料充填沿空留巷技术的研究。实践证明,采用高水材料充填墙体,成功实现了工作面的沿空留巷,进一步实现了减少巷道掘进量、增加煤炭资源回收率的目的,缓解了接续紧张的局面,并对煤矿的可持续发展具有重要应用价值。     

高强支护技术在典型中小煤矿的应用

为改善中小煤矿巷道支护落后面貌,以白皎煤矿巷道为工程背景,从矿井地质力学、围岩强度与结构入手,分析现有支护方式存在的问题。采用现场测试与理论分析相结合的方法,确定2410底板道采用高预应力、高强度锚杆与锚索联合支护。研究结果表明,巷道围岩位移、锚杆、锚索受力等均处于良好状态,巷道支护效果得到显著提高。高预应力、高强度锚杆与锚索联合支护技术,能够有效控制穿层软岩巷道的大变形,保持围岩长期稳定。     

刘桥一矿662工作面底板注浆防突水设计

刘桥一矿662工作面下含有含水灰岩层,由钻孔资料计算出其煤层的底板突水水系数为0.093MPa/m,大于淮北矿区工作面的0.07MPa/m(完整底板)和0.05MPa/m(不完整底板)的经验安全值,若不采取措施就进行正常开采,将有很大可能会发生煤矿突水事故。本次设计主要是通过在工作面向煤层底板下的灰岩层钻孔并注入水泥浆,通过水泥浆在含水灰岩层里扩散胶结成为隔水层,增加煤层原底板的厚度,从而使工作面的突水系数降低到低于淮北矿区工作面的安全开采经验突水系数,使得煤矿能够安全的开采。     

顺槽煤柱合理尺寸的三维数值模拟

根据上榆泉煤矿的开采条件，采用三维有限差分法模拟分析了采煤工作面推进150m时，工作面前后方不同距离处受采动影响侧向围岩破坏特征和应力分布，据此，确定上榆泉煤矿10^#煤层综放开采的顺槽煤柱尺寸应取16～20m。     

灵新煤矿地下水库煤柱坝体合理尺寸研究

近年来,煤矿地下水库技术已成为西部地区保护和利用矿区水资源的重要手段,地下水库矿井水已成为西部地表生态灌溉的重要水源之一。以西部矿区灵新煤矿近距离倾斜煤层群采掘地质条件为工程背景,针对该矿首座煤矿地下水库建设过程中遇到的煤柱坝体留设问题,采用数值模拟的方法,分析了六采区工作面开采和水库储水压力两大因素对煤矿地下水库煤柱坝体的影响。研究表明:相关工作面回采后,会在煤柱坝体及邻近围岩中产生塑性区,随着煤柱坝体宽度的增加,煤柱坝体及附近围岩中塑性区相互贯通的趋势逐渐减弱。当煤柱坝体宽度增至50 m时,塑性区相互贯通的现象消失;当煤柱坝体宽度增加到60 m时,煤柱坝体及邻近围岩中的塑性区间距(塑性区未贯通区域)扩大至40 m左右。在储水压力作用下,煤柱坝体及邻近围岩中的塑性区裂隙将发生二次扩展,随着水压的增大,裂隙扩展长度逐步增大,在3 MPa水压(储水高度300 m)作用下塑性区裂隙扩展长度达到5 m左右。因此,为防止水力作用下煤矿地下水库透水灾害的发生,认为煤柱坝体合理尺寸应取60 m。     

桃园矿底板灰岩突水因素分析

在桃园矿抽水试验资料及观测太灰水位变化情况的基础上,分析了底板灰岩水突水的影响因素,结合矿井水文地质条件,分区域计算出不同标高的突水系数,提出了底板灰岩水的防治措施。     

硫磺沟煤矿老空区防水密闭墙安全性分析

硫磺沟煤矿矿井涌水量中95%为老空区涌水量,防水密闭墙有效隔离了老空区与井筒的水力联系。为研究硫磺沟煤矿老空区防水密闭墙的安全性,从防水密闭墙墙体厚度、抗渗性和岩体抗剪强度等方面进行了分析、验证。结果表明:硫磺沟煤矿老空区防水密闭墙钢筋混凝土墙体厚度、前后加固段及有效岩柱体均满足要求,防水密闭墙安全可靠;煤层及围岩体遇水易软化,力学性质降低,不利于墙体长期稳定;使用的过程中需加强老空区水位、管道锈蚀及煤层绕流等方面的监测预警。     

沿空掘巷小煤柱稳定性分析

文章采用数值计算软件FLAC3D,研究了不同煤柱宽度及锚杆支护强度对沿空留巷侧小煤柱稳定性及掘巷巷道围岩变形的影响,得出煤柱宽度是影响煤柱稳定性与巷道围岩变形的决定性因素,高系统支护强度能有效地控制巷道围岩变形的结论。同时,以朱集矿沿1111(1)工作面轨道平巷为工程背景,得出:煤柱宽度为3m时,煤柱内垂直应力集中系数低,应力集中影响范围小,煤柱与掘巷巷道变形量最小,稳定性最好。在此基础上确立的高强度锚杆支护方案,成功保持了小煤柱的稳定性并控制住掘巷阶段巷道围岩的大变形。     

复合型灾害矿井特厚煤层工作面注水效果分析

千秋煤矿21141工作面是典型的特厚煤层综放工作面,该工作面存在严重的冲击危险性,并且煤层极易自燃。介绍特厚煤层条件下采用的双向长钻孔注水法、煤壁浅孔注水法、两巷钻场注水法、顶板高位钻场注水法和防火工程静压注水法,并根据现场实测,煤层注水对冲击地压防治、降尘、防灭火、瓦斯抽放等灾害起到了综合防治作用,实现了"一措多用"的目的。     

新兴煤矿采空积水区下采煤的防水煤岩柱设计

在采空积水区下采煤的防水煤岩柱设计关系到矿井的安全生产和资源开发的合理性,需要在一定的理论指导下完成。文章以新兴煤矿的延深设计为例,通过分析覆岩破坏规律,分别计算冒落带、裂隙带的最大高度和保护层高度,最终确定以+150~+180 m水平之间煤岩柱作为防水煤岩柱,并采取必要的开采技术措施,为±0m水平的安全开采提供了可靠的科学依据。     

岩巷快速掘进技术在章村矿的应用

随着矿井产量的逐年增加,采掘衔接紧张的矛盾日益突出,岩巷掘进在煤矿建设和生产中占有重要的位置。通过对冀中股份章村矿影响岩巷快速掘进的因素进行分析后,提出了通过引进先进的配套设备及机械化作业线,并实施一系列岩巷快速掘进的相应措施,最终实现了南翼大巷快速掘进,2011年3月份该岩巷掘进进尺达309 m,比实施该技术前提高了3倍以上。     

下石节煤矿214煤仓给煤硐室失稳破坏数值模拟分析

以下石节煤矿214煤仓因给煤硐室混凝土承载结构受围岩、水及压力的长期影响而变形破损严重，不能满足矿井正常生产需要为背景，结合理论分析与数值模拟，分析了214煤仓给煤硐室失稳破坏原因及煤柱高应力、水对给煤硐室稳定性的影响。研究表明：高应力作用下，硐室混凝土承载结构及围岩处于较大范围的剪切屈服状态，承载结构表面因围岩的强烈挤压而发生拉伸破坏；硐室底板炭质泥岩及根土岩遇水后的膨胀及弱化，会导致底板围岩的强烈鼓出，混凝土底板承重梁受底板围岩挤压而鼓出并几乎完全处于拉伸破坏状态，立柱也因受到挤压而发生强烈剪胀并完全处于拉伸破坏状态，导致了混凝土承载结构的整体失稳破坏。