工作面专用回风巷位置优化及围岩控制

为避免某矿1231(1)工作面采动对工作面专用回风巷的影响,采用数值模拟方法分析了工作面回采期间辅助运输巷底板应力分布规律,对工作面专用回风巷的空间位置进行了合理优化,最终确定1231(1)工作面专用回风巷与上部辅助运输巷平距为8 m,垂距为25 m。根据专用回风巷在回采前后的变形破坏特征,提出了巷道围岩不对称支护方案。现场实践表明:巷道支护效果良好,保证了采动影响期间工作面专用回风巷的围岩稳定。     

崔家寨煤矿近距离煤层群开采巷道稳定性分析

基于崔家寨煤矿E12503工作面运输巷以及相邻的E12505工作面运输巷出现的冒顶等一系列巷道失稳问题,考虑到回采巷道所处煤层群中的空间位置,综合分析上下煤层之间、邻近工作面及煤柱的留设等因素对巷道的影响,研究了造成巷道破坏的机理.通过分析研究,提出了巷道的布置、煤柱宽度的留设及锚杆支护参数的选取及施工方案,并对巷道稳定控制采取有效措施.     

动压巷道多次扰动失稳机理及开采顺序优化研究

应用计算机模拟、现场实测和理论分析综合研究方法,分析了煤层群开采条件下的张集煤矿1113(1)工作面轨道巷多次扰动失稳机理,并对煤层群邻近层多工作面回采顺序进行了数值计算,再现了不同开采顺序下的底板动压回采巷道围岩力学环境。研究表明：目前采用的邻近层交错同采方式,1113(1)工作面轨道巷失稳的力学本质为,本工作面回采活化了已破坏的上覆层间似连续-非连续-散体结构,加剧了工作面前方受多重采动影响的轨道巷浅部高应力环境下的大范围持续强变形,突出表现为巷道底鼓强烈;回采顺序显著影响煤层群回采巷道围岩稳定性,下行开采下伏回采巷道受扰动程度最低,巷道变形及围岩破坏范围最小;邻近层对应同采,下伏工作面轨道巷受上覆工作面底板聚压影响区高应力、巷道开挖、本工作面开采扰动等多重因素叠加作用,巷道围岩破坏范围最大、变形最严重。煤层群开采采区设计中应尽量采用下行开采,同时避免或减少巷道受多次采动影响。     

沿空动压巷道围岩弱结构控制技术

针对沿空动压巷道在上区段工作面回采,即受到第一次采动影响时的围岩变形破坏特征,分析巷道围岩尤其是围岩弱结构体(护巷煤柱)的破坏失稳机理,并根据现场试验情况,研究沿空动压巷道在第一次采动影响(上区段工作面回采)时的围岩弱结构的控制机理,提出合理的围岩弱结构控制技术与方法,为类似条件下巷道的支护与维护提供参考、借鉴。     

多重应力叠加下上行开采工作面布置 优化研究与应用

龟兹矿业西井A6-103工作面为上行开采工作面,在回采过程中工作面回风巷受到采动影响,特别是过下面切眼时受四重应力叠加。采用理论研究、FLAC^3D数值模拟和成本分析相结合的方法,优选出多重采动影响上行开采工作面“小煤柱护巷—外错布置”布置方式,对A6-103工作面回风巷内错外错不同布置方式进行对比分析,在此基础上确定工作面相关参数,最终实现多重应力影响下上行开采工作面的优化布置,对运输巷采取连锁棚架加强支护可以较好控制巷道围岩变形,同时实现经济效益最大化和安全生产。     

采空区下近距离特厚煤层回采巷道失稳机理及其控制

采空区下近距离煤层开采时,下层煤回采巷道将受到上煤层采空区遗留煤柱、本煤层相邻工作面动压的影响,针对孙家沟煤矿特厚煤层放顶煤工作面13311回风巷严重的冒顶、两帮内挤和底臌等变形破坏现象,采用现场实测、理论分析及数值模拟等研究方法,探讨了回采巷道失稳机理及主要影响因素。研究表明,13311回风巷变形失稳主要影响因素为迎邻近工作面回采动压掘进、巷道布置方式和巷道支护参数不合理。与上层煤回采巷道垂直布置、巷道支护强度低且迎采动掘进时,下层煤回采巷道容易失稳。为改善13313回风巷围岩稳定性,有效控制巷道变形,根据试验巷道围岩物理力学性质及受力特征,研究提出了有针对性的解决方案:首先改进巷道布置方式,将下煤层回采巷道布置在采空区下,且应距离上煤层采空区遗留煤柱不小于20 m;其次增大护巷煤柱宽度,把区段护巷煤柱宽度增加到20 m以上,减少迎采动掘进动压的影响;最后,采用高预应力全锚索加强支护,提高锚杆锚固段的整体性及其承载能力。据此,在13313回风巷进行了工业性试验并进行了巷道矿压观测,结果表明:经受相邻13311工作面回采动压影响后,区段煤柱整体完整,具有良好的承载性能;锚索受力达到了250～300 kN,约为其破断力的50%,锚索受力增长平稳,较好地控制了巷道离层和围岩变形;13313回风巷顶底板移近量为400 mm左右,两帮移近量为300 mm左右,巷道围岩变形量得到了有效控制,保证了巷道的整体稳定性,取得了良好的支护效果。但是,采用该种巷道布置方式,下层13号煤层13313工作面回采时,因工作面上方11号煤层区段煤柱集中应力的影响,对其顶板和煤壁管理提出了更高的要求,需引起高度重视。     

动压区域回采巷道布置技术

单翼采区回采工作面上采下掘,存在下方工作面回风巷道受上部工作面采动压力和采后区段支撑压力的双重影响,使相向掘进的下部工作面回风巷发生变形甚至破坏。通过改进巷道布置和施工顺序,解决了上采下掘巷道施工的技术难题,极大地提高了巷道施工的安全性。     

基于3DEC的大采高回采巷道围岩变形特征研究

为探究大采高回采巷道围岩变形失稳特征,通过3DEC数值模拟软件,以22204辅助运输平巷为背景,分别分析了巷道围岩裂隙发育、应力分布、位移分布以及塑性区分布特征。研究结果表明：大采高回采巷道围岩裂隙发育、变形具有非对称性,随着工作面向前推进,巷道围岩位移量不断增大,其中较大水平位移向巷帮中上部及顶板位置转移,且靠近煤柱一侧巷帮水平位移、裂隙发育较为显著;采动影响下巷道围岩发生了一定程度的剪切破坏,导致其煤岩体应力释放,且煤柱长期处于高应力状态,因而靠近煤柱一侧的巷帮及巷道顶板塑性破坏较为严重和频繁。基于此,明确了大采高回采巷道围岩变形的重点防控区域,为该类巷道围岩稳定性控制提供参考。     

大断层斜交工作面改造实践

为了减少煤炭损失,提高工作面采出率,根据落差6.4～15.9 m的F3大断层对采煤工作面实际影响区域,对采煤工作面进行改造。按断层上盘与下盘将工作面改造成上、下2个水平的小型采煤工作面,巷道布置时综合考虑上下2个采煤工作面的联络和衔接,便于支架和其他设备的回撤、运输和对接。在巷道支护中,采取合理的巷道断面形状及支护方式,不仅保证了改造巷施工时的质量及安全,而且为顺利回采创造了有利条件,同时也避免了采煤工作面直接回采过断层引起冒顶或压力过大的风险。     

中兴矿沿空留巷工作面矿压显现规律研究

针对中兴矿沿空留巷工作面开展了矿压监测工作,通过分析液压支架工作阻力的变化和回采巷道的变形量,研究了工作面的矿压显现规律和二次采动巷道的变形规律。结果表明:工作面受二次采动影响巷道一侧的动载系数最大,达到了1.757,矿压显现最为明显;工作面两端周期来压持续时间较长,为中间位置持续时间的2.4~2.6倍,是周期来压影响的主要部位;工作面由于布置抽采巷而局部高度增加时,抽采巷附近区域周期来压现象不明显,会一直处于较高的顶板压力作用下,是工作面顶板管理的重点区域;回采巷道的两帮收敛量是顶板下沉量的2.28~3.38倍,帮部支护需要重点关注;沿空留巷采动影响剧烈区为工作面前方10m以内,采动影响区为工作面前方10~50m,该区域内工作面的矿压显现对巷道围岩变形起到一定的预示作用。     

采动引起临近巷道发生冒顶的分析与处理

阐述了采煤工作面回采时对临近巷道的影响,解决双巷掘进中有一条巷道必须保留下来为下一个工作面服务的问题.分析留巷中发生冒顶事故的原因并提出处理方案.     

高瓦斯多巷系统回采巷道布置方法研究

为了解决高瓦斯煤层两进两回通风方法中外圈巷道维护困难的问题,综合应用理论分析、数值模拟和现场实测等方法研究分析了：① 巷道群及煤柱在掘巷、一侧采动、两侧采动后围岩应力演化规律和巷道变形特征;② 煤柱宽度对巷道围岩稳定的影响规律。揭示了在两侧采动条件下、煤柱内巷道及煤柱本身变形稳定机理,提出了一种高瓦斯、厚煤层两进两回回采工作面接续的巷道布置新方法,即：第1个工作面外圈巷道作第2个工作面内圈巷道使用,采用宽煤柱护巷;第1个工作面回采稳定后,在区段宽煤柱内沿采空区边缘布置第2个工作面瓦排巷,采用小煤柱护巷;新布置方法缩短了工作面外圈巷道的服务年限,显著改善了巷道围岩应力环境和维护状况,提高了资源回收率和巷道系统可靠性。现场应用效果表明,新的布置方法有效控制了两侧采动支承压力作用下煤柱内巷道围岩变形。     

二次采动影响下巷道围岩变形破坏机理及支护对策

受相邻工作面和本工作面强烈采动影响留用巷道会呈现出围岩应力集中、变形加大的特点,巷道支护较为困难。文章以王坡矿3316工作面二次留巷3314运输巷为工程实例,以巷道受动压影响为基点,通过FLAC~(3D)数值模拟软件研究了3314运输巷掘进期间,3316工作面回采期间,3314工作面回采期间3314运输巷围岩应力、位移的变化情况,最终确定了采动应力对留用巷道扰动破坏机理,从而确定行之有效的支护对策,并根据后期实地监测验证了支护对策具有可行性。     

深埋大采高长壁综采工作面矿压规律研究

为解决煤矿深埋大采高综采工作面冒顶以及煤壁片帮问题,研究该矿综采工作面、回采巷道矿压分布规律,对工作面煤壁片帮、冒顶情况和回采巷道支护效果进行系统观测。观测结果表明:在综采工作面中部易发生冒顶片帮;回采巷道变形位移较大;周期来压时工作面与回采巷道有明显的来压现象。对观测结果进行分析,根据工作面矿压分布规律提出控制冒顶片帮的合理化建议,优化回采巷道支护方案,防止冒顶片帮事故发生。     

沿空留巷支护设计与巷帮稳定性分析

钱家营矿回采衔接紧张,回采巷道掘进慢,工作面倒装频繁,严重制约着工作面快速回采,为缓解上述问题,探讨在布置2078E工作面时,通过合理巷道规划,2078E回采时在风道沿空留巷,作为2077E工作面运输巷。同时对沿空留巷支护方案进行优化,采用超高水充填墙体作为巷帮,最大程度降低采动应力对沿空留巷的影响。试验结果表明:沿空留巷巷道变形随着开采强度不断增高而增大,顶板最大影响区为2.80 m,两帮为2.64 m,优化后支护体单位宽度提供的支护载荷提高1.7倍,节约经济成本8398.53元/m,有效提高了工作面生产衔接速度。     

底抽巷二次锚网索喷协同支护技术研究与应用

为减少回采面底抽巷受采动影响变形破环,确保工作面回采后底抽巷仍能满足使用需要,对回采工作面内底抽巷变形控制进行了探索研究,通过对变形巷道监测及破坏特征等因素的分析探究,采用二次锚网索喷协同支护技术,实现了巷道在受采动影响情况下变形量在可控范围之内,为接替工作面瓦斯治理工程按计划实施和矿井安全高效生产提供了保障。     

近距离煤层群开采下巷道稳定性研究

考虑到回采巷道所处煤层群中的空间位置,综合分析上下煤层、邻近工作面及煤柱留设对巷道的影响,对崔家寨煤矿503工作面机巷以及相邻的505工作面机巷出现的冒顶等一系列巷道失稳问题进行了分析研究,对巷道的布置,煤柱宽度的留设及锚杆支护参数进行了分析,并给出了合理的建议,为今后现场施工提供了依据.     

煤与瓦斯突出矿井回采工作面避难硐室布置分析

通过对煤与瓦斯突出矿井回采工作面现有避难硐室布置形式的分析,结合回采工作面巷道的掘进和工作面回采,提出了将回采工作面的避难硐室布置在瓦斯抽采巷道与工作面巷道之间,避难硐室安全入口和安全逃生出口分别布置在工作面巷道和瓦斯抽采巷上,使用时更易与灾区环境隔离,增加了井下回采工作面采掘人员遇险紧急逃生系统,更有利于保障遇险矿工生命安全和井下应急救援。     

近距煤层群下部煤层回采巷道布置研究

近距煤层群开采工作面间易相互作用,下部采场围岩力学环境复杂,巷道布置要求高,合理布置回采巷道是下部煤层高效开采的关键。为解决下部煤层回采巷道布置难题,综合采用现场实测、数值计算、理论分析等手段,对下部煤层回采巷道松动圈范围、巷道布置影响因素、巷道布置参数等进行研究,研究结果表明:近距煤层群下部回采巷道布置的主要影响因素为上部采场残余煤柱承载、上部采空区水及同煤层采动作用;残余煤柱承载形态呈现为马鞍状,煤柱承载会向底板岩层转移,并于煤柱附近底板岩层中发生应力集中,应力强度与距煤柱距离呈负相关性;下部煤层同煤层临近采场采动促使拟布置巷道围岩承压整体呈现出"升高-降低-升高-降低"的分布特征,且上下采场采动作用易叠加;近距下部煤层回采巷道布置的关键是兼顾上、下煤层采动影响,合理设计工作面间煤柱宽度。     

炮采面跨巷回采下部巷道围岩加固方案

为充分挖掘矿井有效资源,保证矿井的正常采掘接替,经研究,告成煤矿跨巷布置了1个炮采工作面,对2条大巷上方的护巷煤柱进行了回采。为减少巷道回采过程中对主要运输大巷和回风大巷的影响,针对巷道原有支护方式及存在的问题进行分析,并提出了矿井运输和回风大巷加固方案,同时对加固成本进行分析,确定了该工作面布置方式可行。