深部煤层群沿空掘巷护巷煤柱合理宽度的确定

针对深部煤层群沿空掘巷具体生产地质条件,采用理论分析、数值计算及现场试验相结合的方法,得出深部煤层群沿空掘巷护巷煤柱合理宽度的确定方法,即从上区段采空区侧向支承应力分布规律和煤柱应力分布、巷道围岩应力分布、巷道围岩变形与煤柱宽度的关系及护巷煤柱宽度的理论计算5个方面综合考虑护巷煤柱的宽度,尤其充分考虑了下层煤回采对上层煤沿空掘巷护巷煤柱宽度大小留设的影响。现场试验结果表明：该方法确定的煤柱宽度科学、可靠,为深部煤层群沿空掘巷护巷煤柱合理宽度的确定提供了科学依据,改善了深部巷道维护困难的局面和提高了煤炭资源采出率。     

王洼二矿110507工作面沿空掘巷窄煤柱合理宽度及支护设计

王洼二矿110507工作面回风巷的布置将首次采用沿空留设小煤柱护巷技术。通过理论计算,最终确定合理的煤柱宽度为9 m,并且设计回风巷的支护方式为钢带网+高强度锚杆锚索联合支护。现场应用表明,沿空掘巷在工作面回采过程中巷道表面位移量均在允许范围内,巷道支护良好,能够保证回采期间巷道正常安全使用,取得了良好的应用效果。     

沿空留巷的支护设计

回采工作面区段巷道的无煤柱护巷有两种形式:一种是沿采空区边缘保留巷道,称为沿空留巷,一种是沿采空区边缘掘进巷道,称沿空掘巷.无煤柱护卷可以改善区段巷道的维护条件,降低掘进率,提高回采率,对提高煤矿经济效益具有十分重要的意义.无煤柱护巷在国外先进采煤国家已得到广泛应用.70年代以来,我国煤矿也大力推广无煤柱护巷,已取得了很好的技术经济效果.     

无煤柱沿空掘巷在高瓦斯突出煤层的应用

平煤股份十一矿主采的己组煤层为高瓦斯突出煤层,目前已进入深部开采的己二采区情况更为严重.回采巷道布置原采用跳采,现为顺序开采.工作面回风巷采用留4～5 m宽的小煤柱沿空掘巷,但在掘进过程中仍有煤与瓦斯突出征兆,需要进行防突,采掘接替紧张.通过对小煤柱和无煤柱沿空掘巷巷道的矿压分析,提出采空区下无煤柱掘巷布置方式,并成功实施,实现了回采巷道快速、安全、高效掘进.     

基于煤柱应力实测的沿空掘巷煤柱宽度留设与围岩控制技术

针对复合顶板沿空巷道煤柱合理尺寸难以确定及支护困难等问题,以泊江海子矿3-1煤层一面三巷布置的工作面为工程背景,采用理论分析和现场实测的方法,研究工作面回采后煤柱应力的分布规律。现场实测结果表明,工作面回采后煤柱应力沿侧向可分为低应力区和高应力区,低应力区距采空区边缘距离为14.5m,高应力区距采空区边缘距离为14.5～20m,最大应力峰值为29MPa,考虑到煤层裂隙发育、煤壁片帮等因素,综合确定沿空掘巷煤柱宽度为9m。同时结合具体地质条件进行沿空掘巷支护方案设计及矿压观测,巷道支护实践表明,试验巷道采用所确定的煤柱宽度及锚索网支护参数后,巷道围岩稳定,实现了工作面安全高效开采。     

孤岛综放工作面沿空掘巷窄煤柱留设宽度优化设计

为了解决孤岛综放工作面沿空掘巷矿压显现剧烈、巷道围岩控制困难的难题,运用理论计算、数值模拟及现场实测的方法,研究了孤岛综放工作面回采巷道在不同宽度窄煤柱条件下的围岩稳定状况。基于采空区侧煤体支承压力分布特征以及沿空掘巷的力学模型,分别从内应力场和极限平衡理论角度计算分析,确定了护巷窄煤柱留设宽度的合理尺寸范围为4.46~7.3m。采用数值模拟方法对窄煤柱留设尺寸进行了对比分析,得到3204孤岛综放工作面护巷窄煤柱的最优尺寸为5 m。现场监测数据表明:3204工作面回风巷道两帮的最大变形量为147 mm,顶底板最大变形量为95 mm,能够满足安全生产要求。     

浅埋深特厚煤层小煤柱沿空掘巷强力支护技术研究

根据千树塔煤矿浅埋深特厚煤层地质条件,采用数值模拟并结合工程类比的方法,分析确定该煤矿沿空掘巷护巷煤柱宽度为8 m。提出了千树塔煤矿小煤柱沿空掘巷护巷的基本支护思路:保证围岩整体有足够的支护强度和刚度;薄弱部位进行重点控制;遵循控制效果与经济成本的合理平衡原则。提出了千树塔煤矿小煤柱沿空掘巷护巷高预应力强力支护技术方案并进行了现场实践,结果表明:运输巷道掘进期间围岩整体变形量在100 mm以内;工作面回采期间围岩最大变形部位为煤柱侧帮,最大位移量约为295 mm。实现了巷道掘进和工作面回采期间运输巷围岩的稳定与安全。     

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。     

综采面小煤柱留巷支护设计与实践

针对小峪煤业19#煤层南Ⅰ辅助盘区8102工作面留设的大宽度护巷煤柱,浪费煤炭资源问题。本文结合现场地质条件,通过数值模拟的方法研究不同的沿空掘巷煤柱尺寸方案下的岩层移动特征,并进行合理的巷道支护设计。结果表明:5102巷巷留设5m的煤柱沿空掘巷,现场观测表明支护设计能够满足巷道安全生产的要求。     

缓倾斜煤层沿含水采空区掘巷煤柱稳定性研究

针对缓倾斜煤层含水采空区沿空掘巷存在围岩失稳和突水风险,为了分析和判断防水煤柱及其周围煤岩层的破坏规律和抗溃水能力与研究得出最优的沿空巷道支护控制技术,基于沿空掘巷的煤柱留设理论研究和现场实践,研究了沿含水采空区掘巷时护巷煤柱留设宽度的理论计算与无支护与有支护情况下护巷煤柱的流固耦合—力学反应,采用正交试验设计和FLAC3D数值模拟的方法综合分析了影响护巷煤柱稳定性的因素敏感性、不同护巷煤柱留设宽度下围岩的应力场、位移场、孔隙水压力的分布特征以及不同支护参数下的效果优化。研究结果表明:在煤柱宽度为12～18 m,水头压力为0～0.3 MPa,煤层倾角为2°～10°情况下,护巷煤柱稳定性影响因素的主次顺序为:水压煤层倾角煤柱宽度;在最大水头压力的作用下,护巷煤柱的合理宽度为12 m;确定了2214回风巷的最优支护参数。井下工业性试验验证了留设12 m宽度的护巷煤柱安全经济,采用主被动联合支护参数的沿空巷道的围岩表面位移均处于工程允许范围内。     

沿空送巷在软岩地区存在问题浅析

针对沿空送巷在软岩地区存在的几个问题 ,提出解决措施 ,找到解决问题的最佳办法 ,使沿空送巷技术得到全面推广。     

沿空掘巷不同煤柱宽度巷道围岩稳定性数值模拟

沿空掘巷能够提高煤炭采出率和经济效益,在全国范围内被广泛应用。通过Phase2对不同煤柱宽度的沿空掘巷巷道围岩稳定性进行数值模拟,分析总结了随煤柱宽度增加巷道围岩的应力分布规律及巷道围岩位移发展规律,确定合适的煤柱宽度为5-10 m。结果表明,Phase2能够有效地进行沿空掘巷数值模拟计算,可为实际生产提供理论依据。     

超前切顶卸压技术在沿空掘巷中的应用

为保证沿空掘巷巷道支护强度满足安全生产需要,避免因煤柱留设过大而造成资源浪费,在顺槽巷道走向沿工作面采用超前切顶卸压的方式进行超前爆破,巷道基本顶与采空区基本顶之间断出裂缝,使采空区加速稳定,以此减少顺槽顶板的矿压显现。     

综放沿空掘巷窄煤柱稳定性数值模拟研究

为改善沿空掘巷维护状况、提高煤柱回收率,通过数值模拟分析,研究了综放沿空掘巷窄煤柱的稳定性以及合理的煤柱宽度,为在同类条件下确定合理的沿空掘巷窄煤柱宽度提供了借鉴。     

浅谈小牛煤矿水害的治理

对小牛煤矿水害因素进行了分析,介绍了老空区积水的防治措施和取得的效益。     

错层位外错式沿空掘巷机理及相邻巷道的立体化联合支护技术

针对特厚煤层中应用错层位外错式沿空掘巷与相邻巷道的立体化联合支护机理展开研究。首先理论分析了错层位外错式沿空掘巷布置特点,发现:① 沿煤层顶板及起坡下方的三角煤体保持稳定且对实体煤提供侧向支承应力σx作用,因此一侧采空情况下实体煤从上至下出现了新的变化,即侧向支承应力从0增加至σx;② 依据巷道布置层位与侧向支承应力的不同,将特厚煤层从上至下进行了分区,分别为一侧采空实体煤分区、过渡区与弹性区;③ 布置接续工作面沿空掘巷时,其围岩处于弹性状态,巷道顶部属于一侧采空实体煤内的破碎区、塑性区,因此承载小,也即实现了围岩稳定与载荷低二者之间的统一。利用相邻两条巷道高、低不同这一立体化空间关系,提出相邻巷道的立体化联合支护技术,分析其特点包括:① 沿煤层顶板布置巷道,主动支护可打入深部稳定岩层内;② 通过加强一侧采空实体煤内的加固作用,为相邻沿煤层底板巷道提供锚固点;③ 底板沿空掘巷顶部支护体可深入顶板岩层、联合锚固区与过渡区,可实现全长锚固以更加充分发挥支护作用。为了验证前述理论成果,采用数值模拟进行计算分析,发现:① 采用错层位外错式沿空掘巷技术,显著改善了沿空巷道围岩性质与应力分布现状,实现了低应力与围岩稳定二者的统一,且验证了前述对错层位外错式沿空掘巷特厚煤层纵向分区的成果;② 零原岩应力场条件下联合支护效果较为明显,沿顶巷道顶板锚索深入基本顶段、巷帮一侧锚固段、沿底巷道顶板锚索深入岩层内与联合锚固区均出现应力集中作用,显著改善了沿底巷道单巷支护受顶煤厚度限制无法形成有效锚固点的现状;③ 在对实际工程背景的数值计算发现,与沿底巷道围岩大范围破坏且无法控制相比,采用错层位外错式沿空掘巷相邻巷道联合支护技术可显著控制沿空巷道围岩破坏范围。     

煤矿采空区瓦斯治理技术研究

为了解决采空区瓦斯积聚问题,分析了瓦斯尾巷、瓦斯抽放管和瓦斯高抽巷3种方法,将理论分析和数值模拟相结合,研究不同瓦斯抽放情况下采空区内瓦斯分布情况和风流运移规律。研究得出:采空区漏风位置主要集中在进风巷附近,在瓦斯抽放设计时,需要在进风巷侧设置挡风墙;当进行采取瓦斯尾巷、瓦斯抽放管和瓦斯高抽巷抽放瓦斯时,抽放口越靠近采空区,造成采空区的漏风量以及漏风速度越大,致使采空区遗煤发生氧化的范围越大,增大了采空区自然发火的危险性,因此需要注意进风侧以及瓦斯抽放口位置处自然发火的危险。研究对降低上隅角瓦斯浓度以及采空区自然发火灾害提供了借鉴。     

沿空留巷护巷带参数的设计方法

在分析沿空留巷顶板破断垮落特征的基础上，论述了沿空留巷护巷带参数的设计思想和设计方法，结合高水速凝材料巷旁充填沿空留巷技术的实例，阐述了这种设计方法在沿空留巷技术中的实际应用情况。实例证明，用这种方法设计沿空留巷护巷带参数所获得的技术效果和经济效益显，对沿空留巷的实践有很大的指导意义。     

沿空掘巷窄煤柱合理宽度的确定

针对皖北煤电集团祁东煤矿71煤层,应用FLAC2D软件模拟综放沿空掘巷留设不同宽度煤柱时围岩位移和应力的大小,确定了71煤层相邻工作面区段沿空掘巷留设煤柱的合理宽度,对类似综放沿空掘巷合理位置的确定具有参考价值。     

锚杆、锚索联合支护在沿空留巷中的推广

沿空留巷是无煤柱开采的一项重要技术,已被广泛应用。鸡西市地方煤矿经过质量标准化建设后,锚杆、锚索联合支护在沿空留巷中得到了广泛的推广应用。