留小煤柱沿空巷道支护机理分析及优化技术研究

留小煤柱沿空巷道的掘进及支护参数选择是煤矿安全生产的重大难题,对矿井接续和稳产有重要意义。刘庄煤矿121302工作面风巷为留小煤柱沿空巷道,在其掘进过程中出现了前掘后坏、变形破坏严重的问题。从巷道围岩赋存特征、小煤柱沿空巷道应力特征和支护方案3个方面分析了巷道变形破坏严重的原因,采取了一系列巷道围岩治理优化关键技术,巷道维护效果明显好转,为该矿沿空掘巷的支护提供了指导,并为其他类似条件下巷道的维护提供一定的参考。     

深井软岩巷道围岩蠕变失稳机理与关键控制技术

治理深部软岩巷道围岩蠕变失稳是实现安全采掘作业的必要前提,以顾桥煤矿为工程背景,采用实验测试、理论分析、工业性实验、现场监测等方法进行深入研究。结果表明：顾桥矿深部巷道围岩强度较弱,浸水后容易导致长期强度、弹性模量、黏聚力、内摩擦角较大幅度下降,岩石软化、底板松动圈持续扩展以及围岩整体稳定性降低;围岩内外承载结构的特殊形状近似竖向椭圆。以改善承载结构的稳定性为基点,提出了底板深孔注浆技术,底板深孔注浆可以快速改变承载结构形状,将不稳定的近似竖向椭圆形状转变为稳定性很高的近似圆形形状。     

深部大采高综放工作面支承压力分布规律

结合龙固矿2301大采高综放工作面地质及生产技术条件,通过理论分析、FLAC3D数值模拟及现场实测综合研究了工作面支承压力的分布规律。研究得出了工作面走向及倾向支承压力峰值的分布范围及峰值大小及应力集中系数,并揭示了支承压力随工作面的推进的分布规律,实测结果与数值模拟及理论分析结果相比误差较小。     

深部厚煤层开采底板大巷保护煤柱尺寸研究

以丁集矿1282(3)工作面现场地质开采条件为基础,通过理论分析和现场观测,研究了深部厚煤层开采采动影响范围,提出了丁集矿西一13-1采区合理的保护煤柱留设尺寸,并为类似条件下工作面开采提供一定的参考。研究表明:1282(3)工作面采动影响范围为180 m左右,西一13-1轨道大巷为采动敏感型巷道,西一13-1采区工作面留设180 m左右的保护煤柱较为合理。     

深部卸压厚煤层大采高综采工作面矿压显现规律研究

针对深部卸压开采后蹬空条件下厚煤层大采高综采工作面矿压难以控制的难题,根据丁集矿1282(3)工作面复杂的地质条件,通过对该工作面矿压显现特征及液压支架工作阻力现场观测研究,获得了深部卸压厚煤层大采高综采工作面矿压显现规律,分析了厚煤层大采高综采液压支架的适应性,揭示了深部卸压厚煤层大采高综采工作面的顶板来压特征。     

深井软岩巷道穿厚煤层碎裂顶板区围岩控制技术

针对深井软岩巷道穿厚煤层碎裂顶板区围岩控制技术难题,通过现场调查,分析工程破坏特点,结合钻孔窥视分析结果,得出巷道围岩变形失稳原因为破碎岩体降低了内层锚网的支护性能,未能与围岩形成统一承载体,围岩松动圈扩大及变形不均匀致使U型棚支护性能降低,支护阻力不足,围岩扩容膨胀,发生破坏.提出通过超前预注浆和组合金属骨架实现破碎...     

深部厚煤层开采底板巷道受采动影响矿压显现规律研究

以丁集煤矿1282(3)工作面为工程背景,采用超前支承压力分段简化,构建了底板应力分布表达式,通过矿压实测数据代入后计算得到前方底板不同深度处应力增量集中系数,得出采动超前影响范围110m。考虑计算时忽略巷道自身开掘及长期蠕变的影响,最后通过底大巷实测、综合收作段地质条件进一步确定了合理的停采线为177m,研究成果为类似条件下的巷道维护及煤柱留设提供一定参考。     

深部厚煤层开采底板大巷保护煤柱尺寸研究

以丁集矿1282(3)工作面现场地质开采条件为基础,通过理论分析和现场观测,研究了深部厚煤层开采采动影响范围,提出了丁集矿西一13-1采区合理的保护煤柱留设尺寸,并为类似条件下工作面开采提供一定的参考。研究表明:1282(3)工作面采动影响范围为180 m左右,西一13-1轨道大巷为采动敏感型巷道,西一13-1采区工作面留设180 m左右的保护煤柱较为合理。     

采动影响下瓦斯综治巷围岩稳定性控制技术

控制采动影响下瓦斯综治巷围岩稳定性是高瓦斯矿井亟待解决的支护难题,通过理论分析、数值模拟、现场试验等方法探究了切顶卸压技术在潘三矿瓦斯综治巷稳定性控制的实施效果。理论分析得出瓦斯综治巷所在岩层处于工作面开采后形成的裂隙带层位,巷道周边原有集中应力与工作面侧向采动支承压力叠加,引起瓦斯综治巷应力环境恶化,且采动应力场起主导作用。数值模拟研究表明实施运顺切顶卸压技术措施后,巷道两帮应力集中程度降低,应力集中系数减小,围岩破坏程度减弱,破坏范围减小,有效地改善瓦斯综治巷围岩应力环境。现场监测表明,实施切顶爆破技术措施后,对瓦斯综治巷的卸压保护效果有一定滞后,首个切顶炮孔前100m范围内瓦斯综治巷仍变形明显,但变形量随着切顶范围的增大逐渐减小,巷道维护状态逐渐改善;首个切顶炮孔前100m范围以外,远场卸压及应力阻断效果明显,瓦斯综治巷基本无剧烈变形破坏情况,巷道维护状态良好。     

综放工作面采空区瓦斯运移规律及钻孔布置优化

高瓦斯厚煤层综放工作面开采时,从煤体解吸的瓦斯通过运移容易在采空区及上隅角积聚,造成瓦斯超限,对工作面产生安全隐患,因此,如何处理采空区瓦斯超限是一个亟待解决的问题。以主焦煤矿地质条件作为背景,系统地分析了主焦煤矿的瓦斯运移规律,瓦斯的释放、运移和矿山压力的显现呈周期性起伏,且发生时间略滞后于来压时间。通过FLUENT软件模拟了高位钻孔与煤层走向夹角为30°时,探究采空区不同深度高位钻孔抽采管道的抽采效果。当抽采管道深度为60 m时,高位钻孔终端与煤层垂直距离为30 m,工作面后方120 m以内瓦斯质量浓度低于0.15%,瓦斯抽采范围最广,抽采效果最佳。