超高水材料袋式充填开采工作面矿压显现规律研究

为了掌握超高水材料充填开采工作面矿压显现规律,以亨健公司2515充填工作面为研究对象,研究了2515工作面支架工作特征、支架立柱增阻特性、充填体压力变化特征及顶底板移动规律等。结果显示,2515充填工作面来压现象不明显,工作面开采对地表影响不大。该成果为超高水材料充填工作面开采提供了理论基础。     

义城煤业3402复采面过空巷充填技术应用

为保障3402复采工作面顺利通过空巷区域,确定工作面空巷区域采用充填开采技术,充填材料采用高水材料,通过数值模拟确定充填材料的水灰比为0.6∶1,充填体的强度为1 MPa,结合3402复采工作面特征进行充填开采方案的设计,并在工作面推进过充填区域时进行支架阻力监测与现场观测。结果表明:采用充填开采技术后,通过空巷区域时支架工作阻力无超限现象,煤壁无大范围片帮现象,充填开采效果显著。     

超高水材料充填空巷研究与工业性试验

长期以来,工作面过空巷是煤矿开采中难以解决的问题.传统的空巷支护方式不能有效地对顶板和煤壁提供足够的阻力或阻止围岩破坏范围的扩大.本文在分析工作面空巷围岩活动规律和超高水材料性能的基础上,论证了超高水材料充填空巷的可行性,并确定了充填体的力学参数和充填工艺.现场试验证明,采用超高水材料充填空巷是一种安全、经济、高效的方法,较传统空巷支护方法具有较大的优势.     

超高水材料充填体长期稳定性监测研究与实践

超高水充填是一种以固化"水"为主要支撑体系的建筑物下开采技术,因此其充填体长期稳定性监测十分必要。田庄煤矿为保证超高水充填工作的顺利进行和对充填效果做一中肯的、系统的评价,在3605工作面安装了顶底板变形仪和压力传感器,对超高水充填体的压缩变形量和长期受力情况进行长期现场监测,以评价超高水充填体密实度和长期稳定性,观测结果表明超高水材料在三相受力下稳定性显著增强。     

建筑物下超高水材料充填体稳定性研究

针对建筑物下3603超高水材料充填开采工作面,经在采空区内布置顶板变形仪和压力传感器,对充填体进行监测研究,得出超高水充填体在工作面中部压缩变形量和应力比端部高;充填体压缩变形量及应力随工作面的向前推进而增加,且在初期总体上均呈线性关系,达一定距离后,逐渐趋于稳定;超高水充填体能有效控制顶板下沉,减缓上覆岩层向下移动,能对地表变形起到很好的控制作用。     

超高水充填材料在采矿工程中的应用与展望

为解决"三下"压煤开采、工作面过空巷和煤炭自然发火等问题,对超高水材料充填开采技术、预充空巷开采技术和注浆防灭火技术进行研究。基于超高水充填材料的性质,介绍了以上3种技术的应用情况,并分别以陶一煤矿、王庄煤矿和金地煤矿为例对其应用效果进行了分析和评价。结果表明,超高水材料充填开采技术能保证采空区充填率达到85%以上;采用超高水材料预充空巷开采技术后,工作面回采过空巷期间未出现矿压显现剧烈现象;采用超高水材料注浆防灭火技术后,火区的温度和CO、NH4浓度均恢复到正常水平。今后需在继续完善当前技术相关理论与工艺的同时,进一步拓展超高水材料的应用领域。     

老城区建筑物下超高水材料充填开采技术应用

针对老城区地面建筑物密度大、建筑时间长、建筑结构安全等级低、开采后易变形破坏的特点,在进行超高水充填开采现场试验时,对工作面支架选型、回采充填工艺、超高水充填材料配比等关键工艺进行详细论证,并对工作面矿压观测进行分析,证明超高水充填材料配合比、充填工艺及相配套的综采设备选型适合矿井实际开采条件,且经济效益明显。     

超高水材料液压支架后挂袋充填技术

超高水材料是一种新型绿色环保的材料,以该材料为基础的充填开采技术能够很好的解决建筑物下压煤的问题。介绍了超高水材料液压架后挂包充填开采技术实施过程,以陶一煤矿充2工作面为例介绍了相关的采煤工艺与充填工艺,并对影响充填效果的因素进行了分析。工程实践表明:超高水材料充填工作面矿压显现不明显,凝结后的充填体可以有效的控制采空区顶板,限制地表下沉。     

俯采超高水材料充填体稳定性控制研究

由于受到工作面的倾斜作用,在俯采阶段采用超高水材料袋式充填时,充填体易向煤壁方向塌落。为了克服这一难题,以山西大庄煤矿813充填工作面为研究对象,通过简要力学模型分析充填体失稳原因,提出了稳定性控制方法：调整超高水材料的配比及加强对充填体的支护。俯采超高水材料充填在大庄煤矿首次应用并取得成功,其实践说明：超高水材料是性能良好的充填材料,可以克服俯采条件下的充填体易失稳等难题。     

超高水充填沿空留巷矿压显现规律研究

结合充填开采留巷的实际情况,对超高水材料充填开采留巷围岩运动及控制机理进行了分析。采用数值模拟采空区充填率为70%、80%、90%的留巷围岩活动规律,得出随着采空区充填率的提高,充填开采留巷围岩应力逐渐降低、围岩变形逐渐减小。针对试验工作面的实际情况进行了包式充填沿空留巷的工程实践,现场实测超高水材料充填开采留巷顶底板移近量在60mm以内、两帮移近量在30mm以内,巷旁包式充填体的支承压力小于2.5MPa,能够实现长时间使用的要求,可为类似地质条件下的超高水充填留巷提供技术参考。     

超高水材料充填开采技术研究

针对超高水材料性能差、充填体密实程度低、充填工艺系统复杂等问题,以田庄煤矿超高水材料充填开采为工程背景,研究了不同外加剂掺量对超高水材料的影响,分析了超高水材料蠕变性能,改进了充填系统和工艺,并开展了工业性试验和效果分析。结果表明:随AA外加剂掺量增加,浆液流动性能变差,泌水率降低,单轴抗压强度逐渐增加,28d强度最大可达0.90 MPa;在6.5 MPa压力作用下封闭的超高水材料应变仅为6.02×10~(-3),超高水材料可视为不可压缩体;充填工艺系统简洁、高效、稳定,实现了精准自动化操作和半连续制浆、连续放浆的工艺,满足了工作面的快速回采和充填要求;超高水材料性能好、充填体密实度高、接顶充分,达到了显著的地表沉降控制效果,实现了煤炭资源的绿色开采。     

多位态空巷超高水材料充填技术与实践

为了解决庞庄煤矿-620上山煤柱综采工作面安全通过位置关系复杂的多位态空巷问题,研究和实施了超高水材料充填空巷技术.通过分析计算确定了超高水材料充填体的强度要求和材料配比,研究确定了充填空巷距离工作面顶底板间隔距离为5 m.工程实践表明,超高水材料充填多位态空巷技术成功解决了庞庄煤矿-620上山煤柱工作面过复杂空巷的难题,经济技术效益显著,对于综采工作面过空巷具有重要参考意义和推广应用价值.     

超高水材料充填全封闭挡浆技术的研发与应用

田庄煤矿为近水平薄煤层开采矿井,煤层倾角较小并且工作面内高低起伏变化较大,每次充填后工作面采空区空顶面积仍然很大,更为严重的是,很容易造成顶板大面积垮落,影响充填效果,给矿井的安全生产带来巨大的影响。自引进超高水材料充填技术以来,不断进行工艺创新,实现了薄煤层小倾角超高水充填开采。本文主要介绍薄煤层小倾角超高水材料充填全封式挡浆的成功经验。     

窄条带穿采区残留煤柱充填复采工艺研究

为了使长壁工作面安全通过窄条带穿采形成的大跨度、大采高空区,实现残留煤柱复采,研究和实施了快速密闭、多点即时充填的超高水材料充填复采工艺。基于充填体与围岩相互作用的机理,确定了超高水材料充填体的强度要求和材料配比。工程实践表明,超高水材料充填窄条带穿采区复采工艺经济技术效益显著。     

超高水材料充填开采支架与围岩关系分析与应用

为研究充填开采支架合理支护阻力,基于大尺寸超高水材料力学性能试验,建立了超高水材料充填开采覆岩活动力学模型,分析充填开采支架与围岩关系,得出了充填支架支护阻力计算方法,并根据冀中能源陶一煤矿实际充填开采实例进行了验证。研究表明:直接顶随着工作面推进逐渐冒落,控制悬顶距在一定范围内可使关键层形成稳定结构而不发生破断,充填工作面不会发生明显来压现象;与一般长壁综采在支架选型方面相比,超高水材料充填开采应用低工作阻力支架同样可以满足开采的需要,同时能够保证良好的充填效果。     

复采区超高水材料开放式充填开采留巷一体化技术

针对井陉煤矿1612复采工作面的开采要求及该工作面运输巷必须在开采后长期保留下来的情况,提出了炮采工作面超高水材料开放式充填开采留巷一体化技术。通过挡浆板和阻燃隔水膜结构提高了采空区充填率,并采用了"强—中强—弱"支护结构,使巷道围岩应力向采空区深部转移,减小了运输巷围岩应力。实践表明:超高水材料开放式充填开采留巷一体化技术工艺简单、充填成本低,且留巷效果理想,具有很好的推广应用价值。     

超高水材料充填减灾减损绿色开采理论与技术进展及展望

深部煤层安全高效开采与生态环境保护是当前煤炭资源绿色开采的重大难题之一。充填开采对于防治深井动力冲击灾害、减少地表下沉、保护生态环境具有显著成效,其中超高水材料水体积比高,充填开采具有工艺简单、适应性强、用料少、充填率高等特点,可有效解决地面环境保护与煤炭资源开采破坏之间的突出矛盾,符合煤炭资源减灾减损绿色智能开采新发展理念的要求。在总结充填开采技术研发背景与发展历程的基础上,阐明了超高水材料充填开采的技术原理、工艺流程及材料性能;重点从充填开采地表沉陷控制“充填体—煤柱”及“充填体—支架—煤体”协同承载等方面揭示了充填开采动力灾害防治机理;提出了减灾减损绿色开采动力灾害防治、智能化感知、地表形变监测与预计及充填装备智能化控制等关键技术,在山东义能煤矿成功进行了超高水材料充填开采实践,并实现了“三下”深部煤层安全高效智能绿色开采。为推进生态文明建设与环境保护,实现现代化矿井减灾减损绿色开采,展望了超高水材料充填开采研究方向为:深化深部超高水材料充填开采岩层控制基础理论、提高超高水材料充填开采技术智能化水平,创新超高水充填与煤系共伴生资源协同开采技术体系,联合超高水材料充填开采与碳捕获、...     

大倾角厚煤层超高水充填试验研究

针对新光集团淮北刘东煤矿煤层倾角较大、煤层较厚的情况,根据超高水充填材料性能的特点,提出了采煤工作面采用跳采方式、预留煤柱开放式充填工艺。试验研究确定了工作面推进距离为15 m,留5 m煤柱作为充填的挡浆墙。试验结果表明,在大倾角、厚煤层和顶板较破碎等复杂地质条件下,预留煤柱开放式超高水材料充填开采技术显示出较好的适用性,具有良好的技术、经济和社会效益,为类似条件下的煤矿“三下”开采提供了重要借鉴。     

亨健矿袋式充填开采覆岩控制技术

为了解决亨健煤矿村庄下压煤的开采问题,采用超高水材料对工作面采空区及主巷进行了充填,工作面副巷通过高水材料巷旁充填进行沿空留巷,并通过对采空区补充充填提高了充填率。工程实践结果表明:袋式充填开采技术不仅有效地控制了上覆岩层的破坏及移动,工作面矿压显现也得到了极大的减缓,同时工作面副巷也得到了很好的留巷效果。     

超高水材料开放式充填开采围岩成拱特性研究

超高水材料开放式充填开采在临沂矿业集团田庄煤矿11611工作面试用成功,充填开采后,采场矿压显现程度明显降低,地表建筑物破坏等级均控制在国家规定的允许范围内。以田庄煤矿超高水材料充填开采为背景,利用有限元ANSYS软件和相似材料模拟对超高水材料充填开采后采场围岩的成拱特性进行了研究。结果表明,超高水材料充填开采后,充填体能够将围岩中的裂隙充填密实,从而使充填体、垮矸、围岩三者形成一个新的平衡体系,围岩的成拱系数量级较小,围岩受扰动小,大部分围岩处于小变形状态,上覆岩层的弯曲变形量不足以超过其极限挠度值而发生断裂现象,因而能够有效控制岩层的运动。