倾斜煤层综采沿空留巷技术探讨与应用

针对长沟峪煤矿15槽2壁综采工作面采用沿空留巷工艺所存在的巷道围岩变形严重和支护体损坏的问题,提出采用切顶卸载技术。通过对锚索切顶和爆破切顶进行数值模拟对比分析,结果显示爆破切顶卸载技术在控制巷道变形、减少覆岩对巷旁支护体的压力方面具有明显的优势。研究成果在现场实际工程中成功实施,有效地控制了沿空留巷的围岩稳定性。     

定向预裂切顶沿空掘巷技术应用研究

为了解决九里山矿沿空掘巷巷道支护压力大、变形量大、支护困难、维修工程量大的问题,基于切顶卸压原理和定向预裂爆破技术,结合九里山矿15091回风巷顶板岩层情况,确定了预裂爆破的深度,采用了双缝定向预裂管有效控制爆破产生裂隙的方向,实现了定向爆破。制定了切顶沿空掘巷施工方案,确定了定向预裂爆破参数及沿空掘巷巷道支护形式与参数,并通过矿压观测,对沿空掘巷成巷效果进行了评价。研究结果表明:采用定向预裂切顶爆破后,成巷不稳定时间由30 d缩短到20 d,短时间内巷道进入稳定期;沿空掘巷巷道两帮移近量最大为326 mm,较未切顶巷道减少了112 mm;顶板最大移近量为135 mm,较未切顶巷道减少了80 mm,巷道变形量明显减少,巷道维修量也大幅减少,取得了较好的经济效果。     

综采工作面沿空留巷支护技术应用

为了提高无煤柱回采工作面沿空留巷顶板稳定性,保证工作面安全高效回采,对8304无煤柱工作面沿空留巷段采取爆破切顶施工工艺,以及“恒阻锚索+支设T型钢棚+迈步式W型锚索吊棚”联合支护措施,控制了沿空留巷围岩稳定性,保证了安全生产。     

切顶卸压沿空留巷围岩变形规律研究北大核心

沿空留巷围岩剧烈的矿压显现已成为煤矿安全高效生产的瓶颈,切顶卸压作为能够有效降低巷道压力的有效措施之一,受到了越来越多的关注。以王庄煤矿91-101工作面风巷为工程背景,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,研究了新型切顶卸压沿空留巷围岩竖向位移变化规律、应力及塑性区的分布特征,揭示了切顶高度对围岩变形影响规律。研究结果表明:新型切顶技术效果显著,巷道采空侧位移比未断顶时减小了46.7%,最佳切顶高度为19 m;现场沿空留巷顶底板和两帮平均移近量分别为312 mm和128 mm,留巷变形得到有效控制。     

沿空巷道侧向结构切顶卸压角度研究

切顶卸压是控制巷道变形的常用手段。针对含水层限制切顶高度的问题，以泊江海子矿113105工作面回风顺槽侧向悬臂、厚硬含水层顶板条件为背景，采用理论分析、数值模拟和现场工业试验的方法，研究了含水层顶板侧向悬臂切顶卸压的合理切顶角度。建立了切顶后巷道煤柱力学模型，推导出不同角度切顶后煤柱应力分布方程。运用ANSYS/LS-DYNA对不同角度切顶进行模拟，结果表明：不同切顶角度下岩石损伤及裂隙发育程度不同，切顶后煤柱应力均有所减小，切顶角度在85°～60°时，煤柱垂直应力呈现“驼峰”趋势，3 m处的垂直应力峰值较大，双峰值随着切顶角度的增大呈减小趋势，55°和50°角度切顶后，煤柱应力峰值点3 m处的垂直应力小于峰值点7 m处的垂直应力，双峰值随着切顶角度的减小呈增大趋势。现场试验表明：按照所设计角度切顶后，围岩应力明显降低，巷道结构变形程度能够满足工作面正常回采的需求，卸压效果显著。     

强烈采动影响下沿空掘巷支护难度缓解措施

以福城煤矿受强烈采动影响的1903N和1902S回风巷掘进为背景,通过理论分析和现场矿压实测等方法,得出福城煤矿上区段运输巷顶部存在悬顶,并且会对下区段回风巷掘进产生动压影响。提出了沿空掘巷巷旁切顶卸压技术解决福城煤矿强烈采动影响下沿空掘巷支护困难问题,阐述了在1901S运输巷实施切顶卸压爆破后的应用效果,并指出推进中工作面侧方掘巷次序对巷道变形量的影响。     

采空区侧超前切顶沿空掘巷围岩稳定特征研究

沿空掘巷可以有效缓解煤炭开采过程中的浪费问题，提高采出率。窄煤柱的合理尺寸将会影响到工作面的安全高效开采。基于某矿井221上01工作面轨道巷工程地质条件，通过理论分析与数值模拟，研究确定了轨道巷留窄煤柱沿空掘巷的合理煤柱尺寸，提出了采空区侧向顶板超前预裂断顶，优化区域应力环境，并分析了深孔预裂爆破切顶的技术参数，确定了最终的实施方案。结合采场侧向支承压力分布规律及锚杆安设原则，理论计算出窄煤柱的合理宽度在4.47～5.52 m。采用FLAC^3D数值模拟分析了煤柱宽度为分别为3 m、4 m、5 m、6 m、7 m条件下的围岩状态，从应力、位移、塑性区3方面综合分析，确定最佳煤柱尺寸为5 m。结合FLAC^3D有限差分软件，分析对比了不同切顶角度以及高度的情况下，巷道围岩的应力状态，垂直位移以及塑性区分布；选取了切顶高度15 m,切顶角度10°为切顶的最佳参数；结合深孔预裂爆破裂缝的形成机理，并依据大部分爆破工程经验给出本次爆破切顶所涉及的相关爆破参数。结果显示选择恰当的切顶参数可使得煤柱尺寸应力集中越小，验证了爆破参数的可行性。     

大埋深破碎顶板沿空留巷技术研究

为解决矿井大埋深工作面接续及安全生产问题,结合现场地质条件,采用了沿空留巷工艺优化实施方案,提出了关键技术工艺及要求,形成了一套完整的留巷技术方案,缓解了接续,保证了安全生产.     

两种沿空留巷技术的对比试验研究

为了缓解林华矿采掘接替困难的现象,在林华矿20916工作面进行2种沿空留巷技术的应用研究。结果表明,采用高水材料充填和切顶卸压技术均能取得良好的留巷效果,2种工艺在应用方面各有其适用性,在采用沿空留巷时均值得推广。     

切顶卸压沿空留巷技术探讨

 根据孙庄煤矿沿空留巷的地质条件,设计了切顶留巷顶板预裂爆破参数,分析了切顶卸压成巷的基本原理,提出了切顶卸压沿空留巷实施方案。     

中厚煤层软硬复合顶板切顶卸压沿空留巷关键参数优化研究

中厚煤层软硬复合顶板地质条件复杂，切顶留巷后极易出现采空区顶板分层垮落、二次垮落以及留巷变形严重等问题。为解决这一难题，以新驿煤矿1706工作面为工程背景，从切顶留巷关键参数选取方面展开系统研究。从煤层厚度和顶板岩层分布入手，分析判断影响切顶留巷效果的因素主要为切顶高度和炮孔封堵长度与封堵方式；基于岩石碎胀自承特性原理，初步设计切顶高度，再建立含裂缝复合顶板岩梁断裂力学模型，理论分析切顶高度与复合顶板断裂间的关系；基于炮孔封堵作用机理和爆破破岩机理，针对软硬复合顶板岩层提出分段封堵炮孔的思想，推导出软岩段和硬岩段封堵长度计算方法。现场试验和监测数据表明：切顶关键参数为切顶高度8.5 m,硬岩段封堵0.5 m,软岩段封堵1.5 m,按这些参数实施切顶后，孔内裂缝连续，裂缝率达到了92%;切顶后锚索受力稳定在172 kN,顶板最终离层量为35 mm,相较于未切顶段分别降低了23%和55%,复合顶板顺利一次垮落，留巷效果良好。     

沿空留巷技术在煤矿开采中的应用分析

以四台矿区山4~#三盘区东翼盘区为例,探讨沿空留巷技术在煤矿开采中的应用方法和提升策略。通过强化支护措施、利用混凝土强化煤矿巷道可以充分发挥沿空留巷技术的优势,提升煤矿开采技术水平。     

薄煤层沿空留巷工艺与支护优化应用研究

针对在开采工艺以及支护技术等现场实施过程中发现的问题,提出了相应改进优化措施。具体包括:从留巷工艺和支护两方面进行优化,其中留巷工艺方面优化帮部恒阻锚索与切缝孔位置、改进定向爆破管、优化切缝孔装药量等;支护优化方面通过对现场留巷全过程矿压规律和实际效果分析研究,从永久支护W钢带替换成钢筋梯子梁、扩大工作面超前支护范围以及留巷段稳定区回柱间距优化等。对优化前后留巷效果的对比,优化后的巷道成巷和稳定效果更佳,且成本得到了明显减低。     

金谷矿预裂切顶沿空留巷巷旁切顶阻力及支护方案确定

为了使煤炭资源得到充分回收,缓解煤炭资源短缺的问题,在山西金谷煤矿10901采煤工作面采用前预裂切顶卸压沿空留巷技术,在介绍预裂切顶沿空留巷技术原理、施工工艺流程的基础上,结合该工作面地质条件,以结构力学理论为基础,分析采煤工作面沿空留巷巷旁切顶阻力计算模型,并通过计算得到巷旁切顶阻力为460 kN,在此基础上,详细设计了沿空留巷旁单支护技术方案。将巷旁支护方案应用到井下工程实践,采用现场检测的手段对巷道围岩移动变形进行监测,发现巷道顶底板位移和两帮位移均在合理范围内,满足下区段的工作面生产要求。