复杂地质条件下巷道垮落失稳分析及预防

以潘二煤矿1811(1)首采工作面胶带运输巷顶板垮落控制为背景,采用理论分析和数值分析方法,对复杂地质条件下破碎带、断层及裂隙发育等异常区域大断面巷道顶板垮落失稳机理进行了分析。提出处理及预防巷道顶板垮落的措施,在生产实践中取得良好的效果。     

冲沟地貌间隔式开采顶板破断机制分析

针对南梁煤矿冲沟地貌间隔式开采后采空区顶板破断垮落问题,根据矿井地质条件,采用了弯曲薄板理论,建立四边固支弹性矩形薄板模型,计算分析了薄板应力分布特征,认为最大拉应力在矩形薄板长边(工作面长度方向)中心位置处,最大拉应力值8 MPa。对比实验室测试结果得出确定南梁煤矿20305工作面开采后其采空区顶板发生垮落破断,为该矿井在下组煤开采、支架选型、顶板支护及巷道布置提供理论依据。     

中厚煤层复合顶板切顶自成巷切缝效应研究

以店坪矿中厚煤层复合顶板为研究对象进行切顶卸压自动成巷研究,以矿井及工作面的地质条件为基础,进行巷道临空侧有无切缝对巷道顶板峰值应力、位移影响的研究,通过理论分析、现场实验及FLAC~(3D)软件的模拟得出当巷道顶板存在切缝时,巷道顶板峰值应力降低,位移减小,矸石垮落充满采空区,现场应用效果好。     

霍尔辛赫矿井沿空留巷水力压裂切顶卸压技术研究应用

针对霍尔辛赫矿井3802工作面沿空留巷压力大,局部柔模墙体和巷道有压力显现情况,巷道出现不同程度的底鼓或顶板下沉现象,为确保留巷效果,改善沿空留巷的地质条件,设计采用水力压裂切顶方法进行卸载,采用ZDY3500LP型钻机打设钻孔,钻孔间距15 m、深度42 m、孔径63 mm,通过应用表明,水力压裂技术有效控制了工作面顶板的垮落,最大程度削弱了顶板的整体性,使得采空区顶板呈分层垮落,顶板与两帮移近量变小。     

矿井坚硬顶板水力预裂技术

文章以某矿井为实例,根据其综采工作面地质概况和开采情况,对工作面的顶板类型和垮落性进行研究分析,提出水力压裂顶板技术方案,使得综采工作面顶板垮落得到有效控制,效果显著.     

大倾角三软煤层巷道顶板垮落控制技术

为解决石洞沟煤业公司31321工作面三软煤层巷道顶板大面积垮落难题,采用数值计算、理论分析和现场实践方法,分析了渗水影响下巷道塑性区变化情况以及巷道发生顶板垮落的原因。研究结果表明:巷道的右帮侧压较大,必须采取有效支护措施;巷道发生顶板垮落原因主要有煤柱留设宽度不足、围岩三软、煤层倾角大、渗水、上部跨石门、支护不及时等。提出了人工顶板与架厢联合支护,安全顺利度过了顶板垮落危险区,缩短了建设工期,降低了成本。     

应用水力压裂技术解决工作面进风隅角悬顶问题

肖家洼煤矿工作面回采过程中进风隅角易出现悬顶问题,悬顶加剧邻近顺槽底鼓、片帮、顶板下沉等矿压显现。针对211303工作面进风隅角悬顶问题,采用水力压裂弱化控制技术提前对顺槽400～600m处巷道顶板进行预裂。工程实践表明,应用该技术后,进风隅角顶板能够及时分层垮落,隅角顶板垮落减弱高应力向临近巷道的转移,降低煤柱支撑压力,从而减缓临近巷道的变形,对矿井安全生产具有重要指导意义。     

采场顶板O-X型垮落空气冲击灾害预测

神东矿区煤层地质赋存特点是浅埋深、薄基岩及厚煤层,工作面长度大和推进距离远。开采实践中,均发生过采场顶板大面积垮落的空气冲击灾害。依据采场顶板初次来压的O-X型垮落模式,采用顶板关键块体的回转下沉理论,建立了采场顶板O-X型垮落的空气冲击灾害的耦合模型,用数值差分解法研究了顶板O-X型垮落过程中巷道空气冲击灾害的变化规律。结果表明:1)与顶板自由落体模型和整体切落耦合模型相比,空气冲击灾害时间延长。2)巷道口附近最大的空气冲击灾害发生在顶板垮落结束前,距顶板垮落结束尚有0.21 s的时差。3)距离出口越远,冲击风流速度越低,空气冲击灾害威胁愈小。4)在巷道的不同位置和不同时刻,冲击风速大小不同,在选定密闭墙位置的情形下,可按最大临界流速设计给定材料结构的抗冲击墙厚度参数。     

巷道冒顶的因素与预防

矿井巷道在开采与开拓过程中,受地质条件及其他技术等因素的影响,会使巷道变形、破碎,导致冒顶,甚至垮落,威胁矿井安全生产,正确掌握巷道冒顶的因素与预防知识,是巷道日常管理的重要工作。     

回采巷道顶板大深度切缝后煤柱应力分布特征

以晋城煤业集团赵庄煤矿3305综采工作面工程地质条件和开采技术条件为背景,应用相似材料模拟和数值模拟方法,深入研究了回采巷道顶板切缝后不同切缝深度与回采巷道煤柱应力相关关系及应力分布特征。研究表明,与不切缝相比,回采巷道顶板切缝后,随切缝深度增加,垮落高度增加,以切缝高度处为垮落角顶点,顶板垮落角减小,垮落后矸石能够充满采空区并且支撑基本顶,减弱工作面采动应力传递,使煤柱应力降低。煤柱垂直应力峰值、垂直应力峰值位置距回采巷道煤壁距离和距工作面后方的距离与切缝深度成对数关系,煤柱垂直平均应力与切缝深度成非线性反比关系。     

坚硬顶板回采工作面水力压裂控顶技术研究

为了解决坚硬顶板回采工作面开采时面临的顶板垮落困难、垮落步距大、矿压显现明显等问题,根据6508回采工作面地质、开采条件采用水力压裂技术对顶板进行压裂,并对压裂后的顶板垮落、来压情况以及初次来压步距等进行分析。结果表明:水力压裂后的采面初次来压步距平均在44.5m,较采用预裂爆破技术来压步距缩短8m,同时避免预裂爆破带来的安全隐患大、爆破动压明显等问题,具有施工安全、工作量小、施工速度快、顶板控制效果显著等优点,可以有效解决坚硬顶板工作面顶板难垮落问题,为矿井实现高效开采创造良好条件。     

水力压裂切顶卸压控制临近巷道围岩变形研究

针对顶板坚硬、采空区悬露顶板面积较大、对临近巷道围岩变形影响较大等问题,提出超前水力压裂预切顶板方法,使采空区悬露顶板及时垮落。研究表明,工作面回采后预切顶板在裂隙面、岩层自重及动压影响下及时垮落,临近3314巷道围岩变形与未切顶时相比大大减少,大大缓解了临近巷道支护难度,减少了巷道返修工程量。     

南阳坡矿8704综放工作面顶板密集孔预裂技术应用

为防止工作面回采期间悬顶面积过大、垮落而造成安全事故,对南阳坡矿8#煤层8704工作面顶板进行预裂.结合矿井地质及经济情况,采用密集孔预裂处理.打入密集孔后形成一条弱化带,从整体上改变顶板的强度,使其更容易垮落.实践结果表明:在回采过程中采取打预裂孔干预后,顶板垮落正常,悬顶面积减小,矿压显现不明显,极大提高了煤炭资源...     

薛虎沟矿1209工作面坚硬顶板水力压裂技术研究与应用

薛虎沟矿为解决1209工作面坚硬顶板难垮落造成的巷道稳定性差的问题,基于理论分析水力压裂卸压机理的基础上利用数值模拟软件对水力压裂切顶卸压对边界巷道、辅助巷道的稳定性影响进行研究,发现经过水力压裂切顶卸压后巷道的稳定性得到了大幅度的改善,较未经水力压裂切顶卸压时应力更加平稳,保证矿井的安全开采;同时,为矿井地质条件相类似工作面巷道围岩稳定性控制提供参考与借鉴。     

锚杆与锚索联合支护复合顶板

分析了神东煤炭公司康家滩矿与孙家沟矿巷道地质条件、锚杆支护巷道顶板垮落规律。采用有限差分数值计算软件模拟巷道宽度对其稳定性的影响，确定出合理的巷道宽度和支护方式。     

顶板锚固区岩层变形破坏特征实验研究

针对实验矿井巷道掘进期间发生局部冒顶的难题,设计了相似模拟实验和数值分析实验,对不同支护形式下顶板锚固区域内煤岩层的变形破坏特征进行对比分析。结果表明:实验条件下采用A3圆钢锚杆支护时,载荷2.4kN岩层开始出现局部垮落,载荷3.6kN巷道顶板完全垮落,达到顶板支护结构的极限承载能力,冒落高度位于顶板上方2.4m,超出了锚杆的锚固范围,难以维护顶板的稳定性;采用螺纹钢锚杆后,支护结构承载力为6.24kN,比A3圆钢锚杆提高了73%,并大于矿井上覆岩层的实际载荷;螺纹钢锚杆可使顶板形成完整的锚固结构,抑制离层,增加顶板结构的承载能力。     

巷道锚杆无损检测及其应用分析

对于巷道顶板异常区域,如存在断层、陷落柱等,巷道易出现开裂、脱落和破坏现象,甚至发生顶板垮落等工程质量事故,稳定支护面临的问题严峻。通过对异常区域锚杆支护质量进行准确检测,能够为矿井及时掌握异常区域锚杆支护效果提供科学依据,从而快速对异常区域做出支护调整、保证支护强度。     

煤矿顶板危害程度评估和分级管理措施

采掘工作面和巷道围岩在地应力作用下会发生变形或破坏。矿压造成的危害主要表现为采场冒落、顶板下沉和垮落、支架变形破坏、片帮、底臌、冲击地压和煤与瓦斯突出等。如果管理措施不到位,预防不当,将会造成严重事故。通过对山西沁水煤田煤矿顶板重大危险源评估分析,提出煤矿顶板分级管理措施。     

榆神矿区工作面稳定难垮岩层水力预裂控制技术及应用

基于水力压裂裂缝计算力学模型与矿井水力压裂煤岩体改性技术工艺,开展稳定难垮岩层水力预裂弱化治理技术研究,并在榆神矿区进行应用。分析榆神矿区稳定难垮岩层特点,通过工作面回采前预先压裂弱化顶板岩层,减小工作面初次和周期来压步距,降低工作面采空区顶板来压显现程度,有助于防止工作面煤体片帮、减小支架工作阻力和巷道变形。井下实践表明,水力预裂是工作面稳定难垮顶板弱化安全、绿色的技术手段,采空区顶板能够分层次逐步、及时垮落,解决了综采面采空区顶板控制问题,提升矿井工作面顶板管理水平。     

定向水力压裂技术在石灰岩顶板中的应用

针对寺河煤矿二号井15#煤层石灰岩顶板坚硬不易垮落,易造成回采巷道变形剧烈,支护困难等问题,本文以XV1305工作面为研究对象,采用定向水力压裂技术对石灰岩顶板进行弱化处理,现场试验表明:定向水力压裂技术优势明显,顶板垮落充分,巷道围岩变形得到有效地控制。