综采工作面小煤柱留巷巷道支护技术研究及应用

以斜沟矿16502工作面为工程背景,针对该煤层为复合顶板,而以往巷道支护设计不科学、增加支护困难和后期维修频率的问题,根据小煤柱沿空掘巷的围岩控制原理,结合6#煤层顶底板条件,选定巷道支护设计方案。并经围岩强度测试和数值模拟小煤柱留巷围岩应力分布情况,试验表明,基于高预应力强力支护原理的巷道支护方案,有效控制巷道顶底板围岩变形。     

煤柱底板巷道围岩力学分析及控制技术研究

近距离煤层开采的煤柱底板巷道受上层工作面留设煤柱高支承压力作用的影响,会产生较大破坏变形。本文以西山晟聚煤业29102副巷为工程背景,分析了煤柱底板巷道围岩的力学效应,提出"U型钢棚+锚索+底板锚网索"的环形整体支护优化方案。通过监测,顶底板和两帮最大变形量分别为32mm和56mm,该方案较好地控制了煤柱底板巷道围岩变形。     

顶底板双软条件下沿空留巷围岩控制技术研究

针对顶底板双软条件下沿空留巷围岩控制的技术难点,研究了顶底板双软条件下沿空留巷围岩破坏特征及变形规律。研究结果认为,保持沿空留巷充填区域顶板的相对稳定与完整是实现顶底板双软条件下沿空留巷围岩控制的关键。结合现场条件,确定了合理的巷内补强支护、加强支护和巷旁支护参数。现场实测表明,两帮变形以煤柱帮变形量为主,顶底板变形以底鼓为主,巷道围岩变形得到了有效控制,实现了Y型通风,可在类似矿井进一步推广应用。     

近距离煤层群下位煤层沿空留巷合理布置研究

为了解决近距离煤层群下位煤层沿空留巷受多次采动影响,巷道围岩变形破坏严重的问题,采用理论分析、数值模拟和现场实测方法,研究了巷道与回采空间合理的相对位置及支护参数。研究结果表明：上位煤层开采后在采空区正下方出现一定范围的应力降低区,为沿空留巷的布置创造了有利条件;上位煤层残留煤柱下方一定范围出现应力集中,煤柱影响范围和3+4煤层的交接与煤柱的水平距离为10.8~11.54 m。现场矿压观测表明,沿空留巷布置及巷道支护设计是合理的,巷道顶底板移近量以及墙体受力大小都在可控的范围内,为相似条件下沿空留巷合理空间布置及支护设计提供了依据和指导。     

小煤柱留巷支护技术在古书院矿的应用

主要以古书院矿15#煤三盘区作为工程背景,研究基于小煤柱留巷围岩控制原理,设计巷道支护技术方案。通过现场试验结果、施工测试,最终结果充分证明了锚杆支护在小煤柱留巷中的稳定性,对小煤柱留巷变形发挥了良好的控制作用。     

长平矿巷道失稳机理及护巷小煤柱尺寸分析

本文基于长平矿多巷布置工作面留巷变形严重、煤柱宽度留设大的难题,通过现场调研、理论分析以及数值模拟分析,得出:长平矿3号煤及其直接顶底板强度较低是导致巷道开掘即导致围岩结构遭破坏的主要原因,而巷帮收缩严重主要由于在已破坏围岩结构基础上进行的支护,其效果不能充分发挥;处于无支护状态的底板在采动影响下持续破坏同时发生剪涨导致底鼓严重。为提高煤炭资源回收率减小护巷煤柱宽度,则合理的小煤柱宽度为6m。     

青洼煤业2103工作面留小煤柱沿空掘巷技术研究与应用

为提高青洼煤业2^#煤层的采出率,设计在21031巷进行留小煤柱沿空留巷应用试验,通过数值模拟研究不同支护方案条件下巷道围岩内应力分布和位移情况,确定最为合理的支护方案。现场应用期间围岩位移监测结果:顶底板最大移近量为142mm,煤柱帮内移量最大为75mm,实体煤帮内移量最大为62mm,巷道围岩变形量较小。     

深部倾斜煤层沿空掘巷围岩变形特征与控制技术研究

通过对深部倾斜煤层沿空掘巷掘、采两阶段围岩应力场与位移场的分析,揭示了该类巷道围岩非对称大变形特征：窄煤柱帮与底板变形量远大于实煤体帮及顶板,巷道整体断面收敛率大。产生该变形破坏特征的原因：1)巷道埋深大,围岩处于较高的应力环境中;2)护巷煤柱宽度及支护阻力过小,使其过早进入残余承载阶段;3)无支护底板作为变形破坏能量主要释放通道,加剧了巷道顶帮围岩整体下沉。通过对不同宽度护巷煤柱方案的数值模拟,合理确定了试验巷道护巷煤柱宽度及试验巷道支护技术与参数。工程实践表明,采用新支护技术后,巷道窄煤柱与底板非对称变形大变形得到了有效控制,保持了巷道长期稳定。     

小煤柱沿空留巷围岩控制应用研究

为保证小煤柱沿空留巷的顺利进行,通过分析掘巷和工作面回采时顶板的应力分布特征,结合巷道实际地质条件,设计了小煤柱和沿空留巷支护方案。小煤柱的宽度为12 m时,留巷后巷道围岩稳定,顶底板最大变形量210 mm,两帮移近量270 mm。     

三软煤层复合顶板留小煤柱沿空掘巷锚网带索支护技术

针对三软煤层复合顶板条件下小煤柱沿空掘巷的支护问题,对其围岩的关键块体和支护结构进行稳定性分析,结合许疃矿三软煤层复合顶板的特殊地质条件,应用FLAC2D对7128工作面回风巷掘进前的围岩应力分布情况和不同小煤柱留设宽度下巷道围岩的应力和变形情况进行数值模拟,得出沿空掘巷小煤柱留设宽度对软煤和中硬煤顶板下沉量的影响程度及巷道围岩变形控制的关键因素,确定留小煤柱的合理宽度为5 m,且优化设计了锚网带索支护方案,并在7128工作面回风巷进行了工业性实验,效果良好。     

三软煤层孤岛工作面沿空巷道围岩控制技术研究

某矿21101工作面沿空掘巷机巷原采取4 m窄煤柱护巷,36U型钢支架支护,巷道掘出不久即严重变形。基于沿空掘巷上覆岩体大小结构模型分析了沿空巷道围岩控制原理,理论计算结合数值模拟分析确定了煤柱留设宽度为6 m,对新型棚-索协同支护效果进行了对比分析,结果表明留设合理尺寸的窄煤柱,采用棚-索协同支护,能较好控制三软煤层工作面沿空巷道的强烈变形。     

极近距离煤层采空区下留小煤柱沿空掘巷技术研究

木瓜煤矿正在进行10号煤层的采掘活动,为提高煤炭采出率设计应用留小煤柱沿空留巷技术,在9号煤层采掘的影响下10号煤层及围岩松散破碎严重,通过理论计算及数值模拟研究确定合理的小煤柱宽度为8 m,沿空巷道采用"锚杆(索)+W型钢带+注浆"支护方式,现场应用后进行围岩位移情况的监测,沿空巷道掘进期间顶底板最大移进量为300 mm,实体煤帮最大位移量273 mm,煤柱帮最大变形量249 mm。10-100工作面回采期间,顶底板最大移进量376 mm,实体煤帮最大位移量292 mm,煤柱帮最大位移量为308 mm。     

深井大断面双巷布置回采巷道破坏机制及控制技术

为解决深井大断面双巷布置回采巷道二次采动期间围岩控制问题,以刘庄矿6203工作面回风巷为工程背景,根据现场实际观测情况分析了巷道变形特征,即回采期间巷道变形表现为底鼓量大于顶板下沉,煤柱帮变形远大于实体煤帮的非对称形态,巷道底板及煤柱帮围岩变形最严重。在此基础上分析了护巷煤柱、围岩应力、围岩强度、支护形式对巷道底鼓的影响,认为护巷煤柱尺寸过小,支护参数不合理是导致巷道破坏变形的主要原因。提出了改变护巷煤柱尺寸、优化巷道支护参数、局部注浆和留设卸压槽的底鼓控制技术。通过工程实践表明,新的支护方案使巷道围岩得到了有效控制,具有良好的安全技术经济效益。     

煤峪口矿极近距离下位煤层回采巷道支护技术研究

同煤集团煤峪口矿14号煤层为近距离煤层开采,由于上层工作面采动对底板岩层的破坏导致14号煤层回采巷道支护困难,通过理论分析、矿压监测及理论计算等方法研究表明:11-12号合并煤层8710工作面回采对底板岩层损伤破坏的深度为26.5 m。根据81012运输巷围岩的特点提出强帮减跨稳顶的支护原理,设计采用锚架棚、桁架联合支护方式,现场应用后围岩位移监测结果表明:81012运输巷掘进期间,两帮移近量最大为22 mm,顶底板移近量最大为27 mm;工作面回采期间,两帮移近量最大约为350 mm,顶底板移近量最大为415 mm;巷道围岩变形有效的控制在合理的范围内,取得良好的支护效果。     

近距离煤层回采巷道支护参数优化研究

为解决近距离煤层回采巷道受上部遗留煤柱应力集中影响下巷道围岩变形控制困难的问题,对煤层围岩地质力学进行原位测试,根据测试结果对工作面回采巷道进行支护参数合理设计。工程实践结果表明:153201巷顶底板移近量最大为218mm,两帮移近量最大为157mm;153202巷顶底板移近量最大为223mm,两帮移近量最大为241mm,围岩变形量能够满足巷道的后期使用。     

厚煤层小煤柱护巷及支护技术研究

为解决长平煤矿厚煤层护巷煤柱留设宽度大,留巷变形严重的难题,利用理论分析、数值模拟、工程类比方法研究了长平煤矿小煤柱护巷可行性及围岩控制方案,提出了6 m宽小煤柱护巷以及"围岩整体封闭强化控制"支护理念,并在长平煤矿4309工作面进行现场试验。结果表明:应用浅掘深、及时锚网索喷联合支护、底板锚固浇筑强化、二次及时喷浆以及锚杆(索)封孔防围岩风化措施的整套支护方案可有效保证围岩的整体结构;对6 m宽小煤柱两侧巷帮进行锚索加固,超前工作面20~40 m与滞后工作面50~100 m两次煤柱注浆,可有效加固小煤柱,提高其承载能力;采用一梁三柱对巷道及留巷进行超前40 m架棚支护,对工作面后100~150 m范围留巷进行架棚支护,可进一步降低动压影响下的巷道变形量。     

大采高工作面小煤柱留设及巷道支护技术研究

针对大采高综采工作面护巷煤柱留设造成煤炭资源损失的问题,以长平矿大采高综采工作面为研究对象,分析了护巷煤柱的应力分布规律,揭示了小煤柱护巷原理,设计了6 m小煤柱的配套巷道支护方案,并进行现场实测。实践表明:在工作面采动之前,矿井巷道顶底板的变形量基本小于10 mm,在工作面采动过程中,巷道顶底板的最大位移量为450 mm,监测数据表明,小煤柱护巷以及配套的巷道支护方案是可行的。     

沿空留巷锚网索与密集支柱联合支护技术

针对康城煤矿127采区沿空留巷煤层地质条件,基于应力集中区向深部转移、应力分布均匀、提高巷道围岩支护的强度思想,优化了巷内支护、巷旁支护及煤帮加固支护结构和支护参数,提出了锚网索加木柱联合支护技术加强巷旁支护和巷内支护,并进行了支护试验和矿压观测.结果表明:应用锚网索加密集木柱联合支护技术,巷道在留巷及复用期间,顶底板及两帮移近量能够逐渐趋于稳定,能够有效地控制巷道变形,提高沿空留巷围岩稳定性,保证工作面正常回采,可供类似条件沿空留巷支护借鉴.     

成庄矿碎胀煤层复用留巷支护设计优化研究

文中针对成庄矿综放面留巷支护难题,通过煤柱应力观测和钻孔窥视详查采动影响下煤柱围岩体裂隙发育、扩展程度情况;进一步采用理论分析和数值模拟相结合的研究方法,研究围岩强度、结构对煤柱围岩稳定性影响,得出碎胀煤层留巷煤柱在受采动压力影响下矿压显现规律。并提出复用留巷支护参数,成功应用于五盘区首个综放工作面留巷巷道。解决留巷支护难题,减小巷道变形和返修量,提高采掘衔接能力。     

3417工作面沿空留巷松软围岩变形规律及围岩控制研究

为保障3417工作面沿空留巷松软围岩的稳定,采用数值模拟分析了硬、中硬及松软围岩下留巷的变形特征,结合模拟结果进行支护方案设计,确定加强巷道顶板及煤柱帮的支护,并进行留巷围岩变形观测作业。结果表明:回采期间,留巷围岩的顶底板及两帮最大移近量分别为452mm和224mm,保障了留巷围岩的稳定。