深部矿井切顶卸压参数分析研究

文章针对某矿62711综采工作面原方案巷道围岩变形大的问题，提出切顶卸压支护方案，并对切顶卸压关键参数进行研究，通过对工作面沿空巷道切顶卸压工艺进行确定分析，理论计算巷道切顶高度和切顶角度，确定切顶高度理论值5.43 m,切顶角度理论值33.7°,利用数值模拟确定爆破合理间距500 mm,并进行方案现场试验，确定巷道顶板变形最大值115 mm,两帮移近量252 mm,说明切顶卸压参数有效，切顶卸压方案能够有效改善巷道围岩变形，有利于矿井的安全高效生产。     

不同切顶高度下采空侧巷道稳定性研究

为了研究切顶卸压技术对采空侧巷道的影响,以常村煤矿为研究对象,利用数值软件UDEC模拟了采空侧S6-1胶顺巷道保护煤柱应力分布形态及巷道顶板变形规律,并对其在不同切顶高度影响下卸压前后的稳定性做了对比分析,为巷道围岩顶板控制及现场爆破切顶卸压技术应用提供了指导。     

马兰煤矿切顶卸压护巷技术实践

为了解决煤矿坚硬顶板难垮难落问题带来的冲击地压灾害,以马兰煤矿18301工作面为研究背景,对坚硬顶板带来的问题及其解决措施进行了探究。通过FLAC3D数值模拟对切顶卸压的效果进行分析,对比了切顶卸压前后的巷道两帮移近量和顶板底板移近量。发现在预留煤柱20 m下的切顶后的巷道两帮移近量和顶板底板移近量分别减少了23%和16%,切顶卸压的效果明显,通过对不同的煤柱宽度下效果分析发现,随着煤柱的尺寸增加,巷道的变形量降低,但卸压效果将会降低。通过现场实测对巷道的超前支撑压力进行监测,得到了超前支撑压力的峰值和作用范围,解决了马兰煤矿坚硬顶板带来的问题,并为切顶卸压提供一定的理论依据。     

寺家庄煤业15117工作面水力压裂切顶卸压技术实践

为保障15117工作面进风巷沿空留墙作业的顺利进行,通过分析水力压裂技术的原理及施工工艺,基于沿空留墙技术原理,采用FLAC~(3D)数值模拟软件进行切顶卸压对围岩应力变化的影响,确定了水力切顶卸压的必要性,结合巷道的地质条件,具体进行单排孔和双排孔水力压裂方案的设计,并在水力压裂方案实施后进行巷道围岩变形量的观测分析。结果表明:15117进风巷水力压裂方案实施后,顶板及时垮落,留巷期间围岩变形量较小,实施效果显著。     

高应力巷道卸压与支护综合控制技术研究

以某矿采空区受侧向支承压力强烈影响的变形巷道为研究对象,采用理论分析和数值模拟的方法,对比分析了高强度顶板支护条件、高强度顶帮支护条件和底板切槽卸压条件下的巷道围岩稳定性,阐述了高应力巷道底板切槽卸压与高强度顶帮支护综合控制技术作用。     

麦地掌煤矿复合顶板切顶卸压与巷道围岩控制方法研究

针对复合顶板条件下工作面回采中存在的巷道变形严重、采掘接续紧张及煤柱资源损失问题,采用理论分析、数值模拟与现场监测相结合的方法对复合顶板切顶卸压与巷道围岩控制方法进行了研究。结果表明：对于复合顶板条件,基本顶未切顶部分所受拉应力大小与切顶高度及角度密切相关,两者需合理搭配才能达到良好的切顶卸压效果,确定合理的切顶高度与角度分别为9 m与15°,据此提出了复合顶板切顶前恒阻大变形锚索补强支护与工作面分区段临时加强支护方法。通过现场实践,顶板下沉量降低52.4%,两帮移近量降低57.5%,沿空巷道变形得到了有效控制,可为类似条件矿山提供工程指导与借鉴。     

复合顶板回风巷切顶卸压控制技术研究

为研究复合顶板条件下采煤面巷道切顶卸压控制技术,以南梁矿30104采煤面回风巷为研究背景,综合运用理论分析、数值模拟和现场实测的方式,对巷道围岩控制情况进行了探究。研究结果显示:切顶卸压沿空成巷方式能够有效解决复合顶板沿空留巷的问题,通过不同切顶参数的数值模拟,确定最优切顶高度为7 m,最优切顶角度为15°,巷道采用"锚杆索+恒阻锚索"支护方式。现场实测结果表明,30104回风巷顶底板移近量稳定在210 mm,巷帮位移维持在180 mm,恒阻锚索受力维持在35 kN,切顶卸压方式对巷道的控制效果显著。     

基于切顶卸压技术的动压巷道力学响应破坏机制试验研究

针对动压巷道围岩变形速度快、变形量大、变形方式复杂等现状,采用现场测试及理论计算方法,设计了工作面端头顶板和采空区侧煤柱顶板水压致裂切顶卸压方案,分析了动压巷道悬臂梁超前支承压力及弧形三角板侧向支承压力破坏效应,研究了动压巷道叠加力学响应破坏机制,提出了小保当矿动压强顶弱帮巷道控制对策。结果表明:采取工作面端头顶板切顶卸压可有效控制回采帮变形;采取相邻采空区煤柱顶板切顶卸压可有效控制煤柱帮变形;回采帮及煤柱帮承载力与超前及侧向支承压力有关。结合具体巷道回采帮及煤柱帮变形破坏现状,确定了动压巷道切顶卸压方案;小保当矿二次动压强顶弱帮巷道,应采取切顶卸压-强帮护顶技术,保证工作面安全回采。     

镇城底矿切顶卸压护巷效果分析

镇城底矿为解决28106工作面巷道顶板垮落所导致的巷道围岩变形量大的难题,采用FLAC~(3D)数值模拟软件对煤柱宽度20 m和30 m的巷道顶板进行切顶卸压分析,发现在煤柱宽度20 m时,切顶后两帮移近量减少了23%,顶板底板的变形量减少了20.3%;当煤柱的尺寸提升为30 m时两帮移近量减少了20%,顶板底板的变形量减少了26%,有效保障了巷道的围岩稳定。     

凌志达矿坚硬顶板切顶卸压与巷道支护方法研究

针对凌志达矿15218工作面坚硬顶板条件回采过程中导致的巷道变形严重问题,采用理论分析、数值模拟与现场监测相结合方法,系统研究了坚硬顶板切顶卸压及巷道支护方法。结果表明：顶板基本顶K2灰岩为关键层,由于顶板泥岩与K2灰岩总厚度达8.12 m,应保证切顶高度大于8.12 m;对工作面顶板实施切顶卸压后,能够在一定程度上切断高应力传导路线,使应力发展不会朝向煤柱及临近工作面巷道,有利于巷道及煤柱的稳定,对坚硬顶板实施切顶卸压可以取得良好的卸压效果,数值模拟确定合理切顶高度与角度分别为9 m与15°。研究提出了在巷道顶板中部实施超前预裂爆破切顶卸压方法,以及“锚杆+金属网+钢筋梯子梁+锚索”的巷道联合支护技术。通过现场实践,顶板下沉量降低了43.1%,底板底鼓量降低了31.5%,煤柱帮移近量降低了36.1%,回采帮移近量降低了36.2%,巷道变形得到了良好控制。     

Z103运输顺槽切顶卸压技术研究

基于切顶卸压爆破破坏机理分析和Z103运输顺槽开采参数,经计算,炸药爆炸产生的破碎半径为0.2 m,产生的裂隙半径为1.8 m。根据理论分析制定了切顶卸压方案,通过监测巷道围岩位移变化情况,实施切顶卸压方案后顶板的最大移近量为270 mm,两帮的最大收缩量为320 mm,切顶卸压方案降低了围岩所受的超前支承压力,有效地控制了巷道围岩变形,保障了安全生产。     

深井软弱围岩采区回风巷卸压支护技术研究

针对金能煤业一采区回风巷易发生巷道大变形问题,通过数值模拟对比卸压前后围岩应力场的变化,进而提出卸压支护的控制技术方案。工程实践表明,采用卸压支护控制技术可实现应力转移,实测围岩顶板最终下沉量为141mm,顶底板最终移近量为190mm,两帮最终移近量为136mm,有效地控制了巷道围岩变形。     

厚大坚硬顶板切顶卸压护巷方法研究

针对综采工作面因顶板厚硬悬顶导致的临近工作面巷道变形严重问题,文章采用理论分析、数值模拟与现场监测相结合的方法对厚硬顶板切顶卸压护巷方法进行了研究。结果表明：厚硬顶板极限垮落步距及最大载荷与顶板厚度及极限抗拉强度成正比,厚硬顶板将导致高应力向煤柱及临近工作面巷道转移,不利于巷道稳定;对厚硬顶板实施切顶卸压,可以有效降低煤柱及临近工作面巷道围岩应力显现程度,并确定合理的切顶角度与高度分别为15°与8 m.研究提出的平行深孔爆破切顶卸压护巷方法,通过现场实践,顶板下沉量降低52.0%,底鼓量降低41.6%,两帮移近量降低59.8%,起到了良好的护巷效果,可为类似条件矿山巷道稳定性控制提供指导与借鉴。     

红庆河煤矿厚煤层巷道切顶卸压关键参数研究

为研究红庆河煤矿切顶卸压无煤柱自成巷开采技术关键参数,并改善3101工作面巷道及其煤柱的围岩应力环境,减小巷道大变形,进行了定向聚能爆破切顶卸压技术试验。通过有限元数值模拟软件对比计算不同切顶高度下巷道围岩的应力云图和位移云图,得出不同切顶高度下的巷道卸压效果。同时结合现场定向爆破试验效果,确定了炮孔装药量和炮孔间距。结果表明,预裂切顶后,煤柱应力峰值和巷道顶底板位移量明显减小,巷道围岩应力得到改善,围岩变形量得到控制,试验效果良好,可为切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术提供应用参考。     

近距离煤层预掘巷道应力转移技术

针对受近距离煤层重复采动影响,常规支护体系无法控制巷道围岩变形的问题,为控制巷道变形,提出在工作面停采线附近预掘巷道并进行深孔爆破的方案。通过对预掘巷道施行"锚-让"一体支护体系,保证了卸压巷道围岩稳定,利用深孔爆破对预掘巷道顶板进行强制切顶,使卸压巷能够充分卸压,实现应力转移。采动应力在线系统监测结果表明:采动附加应力场向前传播的距离小于15 m,利用预掘卸压巷及深孔爆破对卸压巷道顶板进行强制切顶实现应力转移保护下山群巷道是可行的。     

大采高采场切顶卸压小煤柱护巷技术研究与应用

为解决大采高工作面强动压影响工况条件下小煤柱沿空掘巷维护难题,以阜生煤矿1102大采高工作面1106沿空掘巷为研究对象,采用理论分析、数值模拟及现场实测的方法,研究采空区侧顶板断裂对小煤柱护巷围岩稳定性的影响。建立了沿空掘巷侧向顶板断裂及煤柱载荷计算模型,得到煤柱载荷与采空区顶板断裂角呈线性递增的关系;基于切顶卸压沿空掘巷原理,提出采用切顶方法来减小煤柱载荷,达到卸压效果;计算得到1106工作面沿空掘巷煤柱宽度为8.0 m,对切顶卸压效果进行了数值模拟分析,认为经切顶处理后小煤柱及巷道煤帮侧应力峰值减小了23%,巷道顶底板及两帮变形得到了有效的控制;对切顶卸压小煤柱护巷技术进行了现场评价,现场应用结果表明切顶后的巷道顶底板移近量最终稳定在377 mm,两帮变形量稳定在242 mm左右,处于可控范围,巷道维护效果良好。切顶卸压小煤柱护巷技术的应用,实现了大采高工作面的安全高效开采。     

厚煤层动压巷道切顶护巷关键参数研究

针对厚煤层切顶护巷围岩矿压显现较为剧烈的工程问题,采用理论分析、FLAC3D数值模拟和巷道围岩变形现场试验,对韩城矿区桑树坪二号井厚煤层切顶卸压护巷关键参数进行探究,得出：切顶导致基本顶原有应力传递路径发生改变,使得压力转移到采空区,从而减轻采空区的侧向实体围岩应力,围岩应力越发均匀缓和;通过理论分析和数值模拟的方法,对切顶高度为10.5、12.5、14.5、16.5 m及切顶角度为55°、65°、75°、85°的巷道围岩应力及其分布进行了分析,结果表明：最佳切顶高度14.5 m和切顶角度75°不仅能有效切断采空区顶板岩层与巷道之间的应力传递路径,迫使应力集中区域向实体煤深处转移,还能使得顶板岩层在工作面回采后及时垮落并充填至采空区,进而改善巷道围岩应力环境;通过现场试验对3308工作面二号回风平巷进行了表面位移观测,巷道围岩变形量小,护巷效果良好。     

采空侧巷道围岩应力分析与控制技术研究

常村煤矿S6-1皮顺为深部采空侧大变形巷道,亟需一种新的科学支护方式提高巷道围岩稳定性。通过分析煤层工作面工程地质条件,确定了包含煤层、顶板、底板的四种岩性试样进行物理力学试验,将试验结果赋值到UDEC模拟软件中模拟工程现场煤柱应力分布和巷道变形规律。结合现场情况和模拟结果,设计不同的切顶卸压方案并进行数值模拟对比。模拟结果表明,在垂直顶板方向切顶时,切顶高度26.1m、33.6 m、44.0 m和61.0 m分别对应煤柱峰值支承应力28.5 MPa、24.8 MPa、23.1 MPa和25.0MPa;切顶角度10°、20°、30°和40°分别对应煤柱峰值支承应力24.26MPa、24.03MPa、23.26MPa和24.42MPa。结合现场地质条件和施工条件,最终确定切顶高度为44.0m、切顶角度为30°为最优方案。现场试验结果表明,切顶卸压配合补强支护方案效果显著,有效减小了保护煤柱支承应力和巷道变形。     

复合顶板切顶卸压留巷围岩支护技术研究

复合顶板巷道切顶卸压留巷时往往面临围岩控制困难问题,给巷道后续使用带来制约.以东林公司E1301回风巷复合顶板切顶卸压留巷为工程背景,对留巷技术以及围岩支护方案进行设计.在切顶前采用锚索、锚索梁及恒阻锚索梁超前支护,留巷段采用架棚、单体液压支柱、档杆支架等支护.现场应用后,巷道围岩变形整体较小,可满足巷道后续使用要求.     

宋新庄煤矿顶板密集钻孔切顶卸压护巷技术研究

宋新庄煤矿110303工作面回风巷受110301工作面采动影响，巷道呈现大变形特征而无法满足正常生产需要。因此，在采区对翼110302工作面回采期间于运输巷顶板施工密集钻孔切顶卸压技术，进而优化110304回风巷采后侧向应力分布。结合工作面地质条件，通过理论分析与FLAC^3D数值模拟，确定了切顶高度、角度、孔间距等关键技术参数，研究了切顶前后巷道围岩应力演化规律，数值计算结果显示切顶后降低了巷道顶板与煤柱侧应力集中程度，煤柱内部垂直应力降低约36%,水平应力降低约11%,巷道位移量明显降低。通过工业性试验表明，切顶卸压后，110304回风巷顶板、帮部围岩内裂隙发育减少，两帮相对移进量为249 mm,顶底板相对移进量为237 mm,巷道变形得到有效控制，成功将110304回风巷保留下来。该技术可为宋新庄煤矿后续开采提供一定的技术参考。