跨采暗斜井工作面相关参数优化研究与实践

为了减少资源损失，需要在保护穿层暗斜井安全稳定的前提下，合理规划跨采工作面煤柱及终采线位置等相关参数。以山西神州煤业4102工作面为工程背景，通过理论分析上部煤层开采过程中的围岩应力分布情况和底板损伤状态，当穿层暗斜井位于上部正在回采工作面下方时，根据分析计算结果进行优化决策，确定了4102工作面跨采行人进风斜井延深段的布置方式。与原工作面布置方式相比，优化后该工作面可多回采出约2.2万t优质主焦煤，对于进入资源枯竭阶段的矿井具有可观的经济效益。     

王家岭综放厚煤层工作面窄煤柱护巷围岩控制技术研究

王家岭煤矿为保持回采巷道的稳定性、隔离上区段采空区瓦斯涌出,采用在每个工作面都设置20m的区段煤柱进行护巷的方法,存在着造成资源浪费较大、煤炭采出率较低以及造成工作面回采巷道矿压显现强烈等问题。为解决上述问题,基于王家岭煤矿20108工作面为实际生产地质条件,通过分析综放面侧向支承压力演化规律、井下实测煤柱应力、理论计算等方法确定窄煤柱的合理宽度为6.5m;并根据锚索网支护理论,对窄煤柱巷道进行非对称支护设计,结果表明,煤柱宽度为6.5m时煤柱能够保持稳定并且巷道的位移量较小,并且可以取得较好的经济效益,可以为相似矿井的研究提供依据。     

大采宽工作面开采沉陷规律的FLAC3D模拟研究

为得到余吾煤业在大采宽开采条件下的沉陷规律,以便提出切合实际的防治措施,以余吾煤业S1202工作面为研究背景,运用FLAC3D对该工作面的开采沉陷进行模拟分析,得出了地表移动变形规律及其最大值。将FLAC3D模拟工作面停采时得到的地表最大下沉量和水平移动量与现场实测值作对比,结果表明两者相对误差较小,验证了模拟结果的准确性。对余吾煤业及其他矿区大采宽工作面的开采沉陷预测具有借鉴意义。     

工作面末采段深孔预裂切顶护巷技术研究

针对工作面进入末采阶段后,由回采作业引起的采区大巷围岩变形失稳现象,基于超前支承压力分布力学模型,运用极限平衡理论及半平面解法,理论计算得出超前支承压力峰值位置、影响范围及采区大巷处应力大小,分析大巷处应力增高主要是由于工作面上覆岩层较为完整,加剧了超前支承压力的向前传递而引起的。因此,提出采用深孔预裂爆破技术,利用爆生裂隙的贯通形成结构弱面,从而破坏超前支承压力的传递路径,达到减小工作面采动影响范围及提高大巷围岩稳定性的目的|根据工程地质条件,定量分析选取爆破切顶关键参数,并运用数值模拟验证了方案合理性|通过现场工业性试验及矿压监测数据分析表明：在爆破切顶条件下,5#、8#测点顶底板移近量分别减少41%和55.5%,两帮移近量分别减少68.1%和74.8%,说明该方案可改善采区大巷应力环境,缩小超前支承压力的影响范围。     

注浆技术在沿空掘巷围岩加固中的应用

针对沿空掘巷护巷煤柱两侧松散破碎区不起承载作用的现象,通过注浆加固的方法,将巷道侧煤柱松散破碎区的煤体加固,达到减小护巷煤柱宽度的目的。阳煤五矿8407工作面沿空掘巷煤柱宽为10 m,受煤柱两侧松散破碎区的影响,巷道变形量较大。在巷道侧煤柱松散破碎区内进行了注浆加固试验,通过注浆加固试验段巷道与未注浆加固段巷道变形量、围岩应力的观测对比可知:注浆加固试验段破碎区承载力明显大于未注浆加固段破碎区的承载力,巷道变形量明显小于未注浆加固段巷道变形量。     

工作面初采预裂爆破深度分析

在煤矿的开采过程中,工作面初采顶板悬顶面积较大的问题一直制约着回采的顺利进行,通过常规经验方法并结合关键层的理论知识分析了深孔爆破的炮孔深度,为深孔爆破提供理论依据。     

内错尾巷围岩变形控制技术

针对阳煤二矿综放工作面内错尾巷受到强烈采动影响发生严重变形,分析了尾巷围岩变形破坏的原因,研究了尾巷围岩控制原理,提出了"采用分节组装式混凝土支柱将顶板压力传递到底板中央控制底鼓,同时减轻两帮受力,进而控制两帮的相对移近量"的高应力内错尾巷围岩控制技术,并应用于80704内错尾巷。试验表明,工作面回采过程中,在混凝土支柱加强支护段内未出现明显底鼓现象,支柱底端未插入底板,巷道断面积普遍保持在6.2 m2以上,顶底板相对移近量最大510 mm,两帮相对移近量最大130 mm。     

综采面过陷落柱采动应力与柱体应力相互影响模拟研究

为了确保综采工作面安全通过陷落柱,采用数值模拟方法研究工作面推进过程中采动应力及陷落柱体应力随工作面推进的变化情况及相互影响。研究表明:陷落柱体应力和工作面采动应力的相互影响作用可分为弱、中、强3个影响阶段,3个阶段的范围分别为工作面距离陷落柱150~100 m,100~50 m和小于50 m。不同阶段关注重点不同:在弱影响阶段,采动应力开始对陷落柱体应力产生影响,在此之前需完成陷落柱加固;在中影响阶段,陷落柱对采动应力的影响开始显现;在强影响阶段,互相影响强烈,需加强顶板管理。根据研究结果,确定了K8403工作面顶板加强支护范围、陷落柱预加固时间及强度,实践表明加固效果良好,现已安全通过陷落柱。     

静态破碎技术处理高瓦斯矿井巷道悬顶的研究与应用

针对高瓦斯矿井回采工作面弧形三角区内临采空区巷道顶板悬顶距离过大的问题,提出用静态破碎处理的技术方案。在分析静态破碎的破岩机理基础上,利用声发射定位技术研究了破碎剂在石灰岩中的裂纹演化规律,结合阳煤集团三矿K8113工作面的实际情况,提出了回采巷道顶板静态破碎方案与技术参数,并进行了现场试验。工业性试验的结果表明:经过静态破碎技术处理回采巷道临采空区顶板悬顶以后,较之前相比可有效减小悬顶距离36%左右,满足了安全生产的要求。