无煤柱自成巷聚能切缝技术研究

聚能切缝技术能够有效地切断顶板的应力传递,为无煤柱切顶成巷提供保障。以宝山煤矿6302工作面为工程背景,通过现场实验和理论分析,对聚能切缝参数进行研究和优化。试验结果表明,在3+2的装药形式下,成缝率可达90%以上,成缝效果最明显,且在工作面回采过程中顶板能够及时垮落,现场应用效果良好。     

切顶卸压无煤柱自成巷顶板断裂特征研究

为研究无煤柱自成巷开采条件下基本顶不同断裂位置对巷道变形的影响,分析顶板岩层运动特征,建立基本顶不同断裂位态力学模型,分别推导出基本顶在不同断裂位置时的巷内临时支护强度计算公式,得出巷内临时支护强度临界值。采用离散元数值软件UDEC对基本顶不同断裂位态下的岩层运动进行模拟分析。结果表明:基本顶在实体煤侧及采空区侧发生断裂,巷道变形较小,而在巷道上方发生断裂时变形破坏严重;通过调整切顶护帮支架对巷道顶板支撑力控制下位顶板的变形,使基本顶在较为有利的位置发生断裂;通过切顶护帮支架、恒阻大变形锚索支护等技术可以有效控制巷道变形,并在柠条塔煤矿S1201-Ⅱ工作面成功应用。     

切顶卸压无煤柱自成巷关键技术研究及应用

为了缓解矿井采掘衔接紧张局面,以曙光煤矿一采区2~#煤开采进行切顶卸压无煤柱自成巷关键技术研究,使工作面一定范围内的周期压力和巷道内的压力得到了降低,大大提高了矿井的安全生产水平,为相似开采条件下的工作面提供实际的技术经验。     

切顶卸压无煤柱自成巷研究进展与展望

长壁采煤方法是地下矿山开采中普遍采用的采煤方法之一。长壁开采沿空掘巷方法每开采1个工作面,需掘进2条回采巷道并留设1个护巷煤柱,煤柱资源无法回收、巷道掘进量大。基于采矿岩石力学的基本原理,笔者团队建立了平衡开采“切顶短臂梁”理论,提出了切顶卸压无煤柱自成巷技术,研发了顶板定向预裂切缝、高预应力恒阻锚索支护、矸石巷帮挡矸支护等关键技术。国内外学者在切顶卸压无煤柱自成巷的理论、试验和技术方面开展了系统研究。在理论研究方面,形成了无煤柱自成巷平衡开采理论,建立了切顶短臂梁模型和“三阶段”动态分区模型,为新型煤炭开采方法奠定了理论基础;在试验研究方面,开展了切顶卸压无煤柱自成巷地质力学模型试验,进行了顶板定向预裂切顶设计研究,分析了恒阻吸能锚杆(索)的静力拉伸、动力冲击等性能,探究了护帮挡矸结构的承载能力,为无煤柱自成巷关键技术设计提供了依据;在现场试验方面,针对不同工程地质特征进行了现场试验研究,研发了适用于实际工程的配套核心技术装备。文章对切顶卸压无煤柱自成巷理论和关键技术的研究现状进行梳理与总结,并对未来的发展方向进行展望。     

中厚煤层切顶卸压无煤柱自成巷技术关键参数研究

现阶段切顶卸压无煤柱自成巷开采技术在薄煤层条件下应用较多,而对于中厚煤层的应用研究较少。为提高煤炭资源采出率,同时为避免以传统充填手段实现沿空留巷导致充填体位置产生应力集中,以切顶短壁梁为理论基础,以西山煤电集团公司杜儿坪煤矿62711工作面为工程背景,分析了切顶卸压无煤柱自成巷开采技术在中厚煤层的工艺流程及关键技术参数。通过理论分析和数值模拟的方法,分别对传统长壁式采煤法及切顶预裂爆破高度为4、6、8 m及切顶角度为5°、10°、15°、20°时巷道围岩应力分布及顶板位移情况进行了分析,结果表明：在合理的预裂爆破切顶高度和切顶角度条件下,不仅可以迫使顶板岩层在工作面回采后及时垮落并充满采空区,还可以有效切断巷道与采空区顶板岩层之间的应力传递路径,使得应力集中区域向实体煤深处转移,改善巷道围岩所处的应力环境,起到切顶卸压的作用。     

厚煤层切顶卸压无煤柱自成巷围岩变形规律研究

为研究厚煤层切顶卸压无煤柱自成巷道围岩变形规律,以柠条塔煤矿S1201-II工作面为工程背景,分别采用现场实测和FLAC3D数值模拟计算的方法对巷道顶底板变形及自成巷围岩支承压力分布进行研究。结果表明:厚煤层切顶卸压自成巷道围岩稳定性分布规律可分为压力变化区、压力趋稳区和压力稳定区三个阶段;在工作面向前推进期间,巷道围岩支承压力最大值达到9.19MPa,稳定值为8.47MPa,支承压力峰值点距离煤壁6~9m;确定滞后工作面200m为保守安全位置,200m后可全部回撤临时加强支护设备;滞后工作面90m之内巷道围岩变形明显,为重点支护区域,以确保生产安全。研究成果在现场实际工程中的成功应用,对于切顶卸压无煤柱自成巷道技术在厚煤层开采中的推广应用提供了有益借鉴。     

中厚煤层复合顶板切顶卸压无煤柱自成巷技术应用研究

切顶卸压无煤柱自成巷技术可通过留巷顺槽顶板的预裂切缝,利用顶板垮落矸石对采空区进行有效充填,从而从根本上实现无煤柱开采。为进一步完善切顶卸压无煤柱自成巷技术体系,探究不同地质条件下的顶板切缝卸压效应,论文以塔山煤矿8304工作面中厚煤层复合顶板条件作为工程实例,进行该地质条件下的切顶卸压无煤柱自成巷试验。首先本文对切顶成巷的作用机理及工艺流程进行总结,随后针对8304工作面辅运顺槽顶板的具体岩性变化进行切顶关键参数设计,最后于现场进行了实地工程试验。现场试验结果表明,最终成巷顶底板移近量为261 mm,两帮移近量为63 mm,留巷断面可满足8305工作面复采需求,该试验的成功可为切顶卸压自动成巷技术的进一步推广应用提供一定的借鉴。     

铁新煤业9301工作面切顶卸压无煤柱自成巷技术实践

铁新煤矿自身煤层赋存条件确定在9301工作面进行"110"工法的实践应用。本文对9301运输巷切顶卸压关键:加强支护措施、预裂切缝参数等进行了介绍,结合现场应用情况对切顶施工工艺进行了优化,成巷效果良好,实现了工作面安全高效回采。     

切顶卸压无煤柱自成巷技术在中兴矿1200工作面的应用

以中兴煤业公司1200工作面运输巷为工程背景,针对该矿砂质泥岩含煤顶板,采用双向聚能爆破技术进行提前预裂,对相关切顶参数进行理论计算与调整。该项研究进一步完善了爆破切顶理论,同时对类似地质条件下的工程应用也有借鉴意义。     

晋城矿区9^#煤层爆破切顶无煤柱留巷技术研究

为了提高矿井资源回收率、减少巷道掘进量和出矸率,苇町煤矿基于9号煤巷道围岩生产地质条件,进行无煤柱沿空留巷技术攻关。为提高工作面安全高效回采,通过技术研究对91310综采工作面沿空留巷(91220)进行爆破切顶卸压,并对顶板采取了“恒阻锚索补强支护+单体柱临时支护+滞后档矸支护”综合留巷措施,工作面回采后通过巷道变形、单体支柱压力监测对比分析得出,留巷技术应用效果良好,取得了显著的经济效益。     

切顶卸压自成巷支护技术

针对原有的巷道支护形式在切顶卸压自成巷技术中不适用的问题,通过理论校核和工程实践,对切顶卸压自成巷支护技术进行了研究。研究结果表明:在工作面推进过程中,让端头支架紧贴切缝线向前推进,能有效防止采空区矸石涌入工作面;采用单体液压支柱+U型钢可缩支架的巷旁支护方式,能有效防止矸石涌入巷道;采用自循环门式液压支架+单体支柱的巷内支护方式能有效控制周期来压期间巷道顶板下沉量,满足切顶卸压自成巷的支护要求。     

切顶卸压无煤柱自成巷全周期围岩受力及变形规律

切顶卸压无煤柱自成巷所留巷道需经受掘进期间影响、本工作面超前采动影响、滞后工作面覆岩运动影响及下一工作面超前采动影响,因此对巷道顶板变形的全周期性研究至关重要。以神府-东胜煤田典型特点煤层开采为工程背景,综合运用理论分析、数值模拟和现场试验方法对无煤柱自成巷过程中的顶板变形规律和机进行研究。理论分析认为,开采煤层在基岩层薄、松散层厚的赋存条件下,厚松散层可简化为上覆荷载,巷道顶板的变形可视为顶板来压控制关键岩层的变形。巷道掘进阶段可将顶板视为两端固支的超静定梁式结构,预裂切缝阶段、留巷稳定阶段和二次回采超前影响阶段可将顶板视为受力状态不同的简支状态,一次采动影响阶段可将其视为悬臂状态。在一次采动影响阶段,顶板最易发生变形的位置为悬臂岩梁的自由端,该阶段是留巷过程中稳定性最差的阶段,应做好高强临时支护。数值模拟和现场试验发现,巷道顶板在掘进阶段应力及位移最小且呈现对称分布,预裂切缝后顶板应力开始出现非对称分布。一次采动阶段,围岩应力显著增大并最终趋于平稳,二次采动阶段巷道围岩应力会再次轻微增大。巷道顶板变形与应力分布相对应。巷道掘进阶段和预裂切缝阶段顶板轻微变形,一次采动影响阶段为巷道围...     

2414工作面切顶卸压无煤柱留巷技术研究

针对孙村煤矿井下巷道掘进量大、采掘衔接紧张情况,对2414工作面轨道切顶卸压沿空留巷技术方案进行分析,进行了沿空留巷技术实践应用.现场实施后切顶卸压自动成巷PU监测系统监测结果表明,该轨道巷围岩整体变形较小,巷道围岩稳定性较好,留巷效果较好.     

切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术研究

为确保存在小煤窑破坏区煤层的安全掘进开采,官地煤矿探索应用了切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术,通过对恒阻锚索支护方式、预裂切缝深度及爆破方法进行合理设计,并辅以科学的临时支护方案,确保了采区顶板稳定和巷道支护稳定。     

煤矿切顶卸压自成巷开采技术研究

110工法切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术对资源紧缺型矿井具有重要意义.通过FLAC3D数值计算对煤矿切顶卸压自动成巷无煤柱开采关键参数进行研究,基于围岩移近量、最大主应力的影响特征,发现顶板定向切缝深度为6 m左右,当切缝角度为10°,切顶高度为6m时,能取得较好的切顶卸压效果.通过现场实测验证,技术方案合理,经济效益...     

厚煤层无煤柱自成巷碎石帮成巷技术研究及应用

针对厚煤层无煤柱自成巷开采技术实施过程中,采高大导致碎石帮变形难以控制的问题,以柠条塔煤矿S1201-Ⅱ工作面为工程背景,采用理论分析和现场试验相结合的方法,建立了挡矸支护结构的受力分析模型,分析了碎石帮侧向压力的变化规律,并对滞后工作面不同距离的碎石帮进行了分区。提出了以"切顶护帮支架+可伸缩U型钢+金属网"为主的碎石帮控制措施。经现场实测,碎石帮控制效果良好。     

不同煤厚条件下切顶卸压无煤柱自成巷技术应用

为了探究不同煤厚条件下切顶成巷技术体系,以禾草沟二号煤矿薄煤层工作面、店坪煤矿中厚煤层工作面和柠条塔煤矿厚煤层工作面为工程背景,研究了以煤厚为主要影响条件下的切顶成巷关键技术参数,并开展了现场工程试验。研究发现:巷道顶板切得开、留巷围岩护得好是保证切顶成巷技术成功实施的关键,其关键技术可概括为顶板定向预裂成缝技术、NPR恒阻锚索支护技术、动压区临时支护技术和碎石帮挡矸护巷技术;不同煤厚条件下,采空区矸石的垮落状态和顶板覆岩的运动规律不同,从而决定了应采取不同的设计参数。     

薄煤层切顶成巷无煤柱全面卸压开采技术研究

针对贵州盛远煤矿高瓦斯低透气性近距离煤层群安全高效开采的问题,运用理论分析、数值模拟相结合的方法,分析了薄煤层切顶成巷无煤柱全面卸压开采的理论基础。根据现场40403综采工作面的实际情况,理论计算了上保护层工作面留设区段煤柱时,下部7#、8#煤层中形成卸压盲区的面积,并分析了下伏煤岩层有效卸压保护范围。