马兰煤矿上行开采上部煤层巷道合理位置研究

针对煤矿上行开采工作面巷道合理位置确定的难题,通过理论分析和数值模拟确定了下部煤层开采后上覆岩层的破坏范围和对上部煤层巷道布置区域影响范围,并分析了上部煤层巷道不同位置布置变形破坏特征及围岩变形量,得出巷道合理位置为内错10 m布置,现场应用效果良好。     

动压区域回采巷道布置技术

单翼采区回采工作面上采下掘,存在下方工作面回风巷道受上部工作面采动压力和采后区段支撑压力的双重影响,使相向掘进的下部工作面回风巷发生变形甚至破坏。通过改进巷道布置和施工顺序,解决了上采下掘巷道施工的技术难题,极大地提高了巷道施工的安全性。     

多煤层采区岩移及内部应力的模拟研究

本文采用相似模拟试验和光弹性模拟试验相结合的方法对某矿多煤层采区同采条件下 ,下部煤层开采对上部煤层开采的影响规律进行了模拟研究 ,得出了下部煤层开采时上覆岩层移动及变形规律、有关岩层移动参数、上部煤层巷道变形预计方法和三组四层煤同采时应力分布及影响范围。     

西铭矿南六采区近距离煤层回采巷道布置研究

西铭矿南六采区8~#、9~#煤层距离近,9~#煤层开采时易受上部8~#煤层开采的影响,增加了巷道布置以及支护难度。采用理论分析、计算以及数值模拟的方法分析了影响下部煤层回采巷道布置的因素有上部煤层的保护煤柱以及上部煤层开采后底板的破坏情况。为避开上部8~#煤层残留煤柱的影响,由理论计算可得8~#与9~#煤层回采巷道的内错距离不小于8 m;通过数值模拟可得当内错距离大于10 m时,残留煤柱对下部煤层的影响最小。现场观测围岩变形验证了研究结果的正确。     

综放开采回风上山加固技术研究

基于显德旺煤矿已有的煤层地质条件,针对一采区上方的总回风上山在工作面回采期间变形破坏严重导致原巷道支护不能满足使用要求的问题,采用理论分析和数值模拟的方法确定了垮落带和导水裂缝带高度。分析表明上山巷道在冒落带、裂隙带之上,处于弯曲下沉带内,下方工作面开采对回风上山的超前影响距离为15~25m。采用MSAS开采沉陷分析系统,建立了岩层移动模型对开采区域地表移动和变形进行计算分析,分析表明,在上山两侧不放顶煤时,对巷道破坏的影响程度降低,并据此设计了巷道加固方案,确定了加固超前距离。     

多媒层采区岩移及内部应力的模拟研究

本文采用相似模拟试验和光弹性模拟试验相结合的方法对某矿多煤层采区同采条件下,下部煤层开采对上部煤层开采的影响规律进行了模拟研究,得出下部煤层开采时上覆岩层移动及变形规律,有关岩层移动参数,上部煤层巷道变形预计方法和三组四层煤同采时应力分布及影响范围。     

解放层下工作面开采边界煤柱优化

针对某矿一采区煤层解放层下工作面在相邻采空区条件下开采的问题,采用UDEC数值模拟软件对下分层工作面内错、外错或平齐上分层煤层煤柱一定水平距离时巷道顶底板和两帮变形量进行研究,优化下分层煤层边界煤柱,使下分层工作面巷道受上方煤柱影响程度达到最小。研究表明,当下分层工作面开采边界煤柱内错上分层10~30 m(即开采工作面煤柱宽85~105m)时,工作面巷道顶底板和两帮变形量较大,巷道变形严重,在该地质条件下,工作面开采边界煤柱宽度以10~30 m为宜。     

动压巷道多次扰动失稳机理及开采顺序优化研究

应用计算机模拟、现场实测和理论分析综合研究方法,分析了煤层群开采条件下的张集煤矿1113(1)工作面轨道巷多次扰动失稳机理,并对煤层群邻近层多工作面回采顺序进行了数值计算,再现了不同开采顺序下的底板动压回采巷道围岩力学环境。研究表明：目前采用的邻近层交错同采方式,1113(1)工作面轨道巷失稳的力学本质为,本工作面回采活化了已破坏的上覆层间似连续-非连续-散体结构,加剧了工作面前方受多重采动影响的轨道巷浅部高应力环境下的大范围持续强变形,突出表现为巷道底鼓强烈;回采顺序显著影响煤层群回采巷道围岩稳定性,下行开采下伏回采巷道受扰动程度最低,巷道变形及围岩破坏范围最小;邻近层对应同采,下伏工作面轨道巷受上覆工作面底板聚压影响区高应力、巷道开挖、本工作面开采扰动等多重因素叠加作用,巷道围岩破坏范围最大、变形最严重。煤层群开采采区设计中应尽量采用下行开采,同时避免或减少巷道受多次采动影响。     

近距离下煤层过遗留煤柱应力集中区研究

在我国,近距离煤层赋存和开采所占比重很大,吕梁矿区木瓜煤矿层间距小于10 m的可采储量占总储量的80%,上煤层已采完,回采工作面间遗留20 m区段煤柱,对下部煤层回采造成一定影响,所以,研究近距离下煤层过遗留煤柱应力集中区具有重要的现实意义。针对木瓜煤矿近距离上煤层采空区、遗留煤柱下巷道维护和矿压显现严重的技术难题,基于近距离煤层上部煤层开采遗留煤柱应力集中会在底板中传递的规律,对下煤层应力影响范围进行了理论计算;并结合10-103工作面的生产技术条件,采用现场矿压监测方法,对工作面上部、中部、下部位置的液压支架监测数据进行分析,采取工作面调斜和加强超前支护措施,对近距离下部煤层过遗留煤柱应力集中区具有一定的指导意义。     

深部急倾斜特厚煤层分层开采冲击地压防治技术

为了防治砚北煤矿1502采区急倾斜特厚煤层水平分段开采的冲击地压.对该矿冲击地压发生的影响因素及实测数据进行了分析研究,得出运输巷冲击地压的发生主要受上下分层工作面采掘交替影响,在上部回采工作面超前下部掘进工作面80～150 m时影响最为明显;回风巷除受采掘交替影响外,还受地质构造应力的影响,在煤层倾角突变处的前方10...     

采空区下近距离特厚煤层回采巷道失稳机理及其控制

采空区下近距离煤层开采时,下层煤回采巷道将受到上煤层采空区遗留煤柱、本煤层相邻工作面动压的影响,针对孙家沟煤矿特厚煤层放顶煤工作面13311回风巷严重的冒顶、两帮内挤和底臌等变形破坏现象,采用现场实测、理论分析及数值模拟等研究方法,探讨了回采巷道失稳机理及主要影响因素。研究表明,13311回风巷变形失稳主要影响因素为迎邻近工作面回采动压掘进、巷道布置方式和巷道支护参数不合理。与上层煤回采巷道垂直布置、巷道支护强度低且迎采动掘进时,下层煤回采巷道容易失稳。为改善13313回风巷围岩稳定性,有效控制巷道变形,根据试验巷道围岩物理力学性质及受力特征,研究提出了有针对性的解决方案:首先改进巷道布置方式,将下煤层回采巷道布置在采空区下,且应距离上煤层采空区遗留煤柱不小于20 m;其次增大护巷煤柱宽度,把区段护巷煤柱宽度增加到20 m以上,减少迎采动掘进动压的影响;最后,采用高预应力全锚索加强支护,提高锚杆锚固段的整体性及其承载能力。据此,在13313回风巷进行了工业性试验并进行了巷道矿压观测,结果表明:经受相邻13311工作面回采动压影响后,区段煤柱整体完整,具有良好的承载性能;锚索受力达到了250～300 kN,约为其破断力的50%,锚索受力增长平稳,较好地控制了巷道离层和围岩变形;13313回风巷顶底板移近量为400 mm左右,两帮移近量为300 mm左右,巷道围岩变形量得到了有效控制,保证了巷道的整体稳定性,取得了良好的支护效果。但是,采用该种巷道布置方式,下层13号煤层13313工作面回采时,因工作面上方11号煤层区段煤柱集中应力的影响,对其顶板和煤壁管理提出了更高的要求,需引起高度重视。     

北皂煤矿油页岩上行开采软岩巷道的影响分析及支护对策

 针对北皂煤矿油页岩上行开采软岩巷道变形较严重的问题采用UDEC数值模拟软件对煤2层开采后煤1油2层的应力状态和变形规律进行分析,得出煤1油2层在对应煤2层煤壁前方20m至煤壁后方约30m范围内产生明显的塑性破坏和拉伸破坏。对回采巷道的围岩变形情况进行了监测分析,得到了软岩巷道的围岩变形特征为：巷道变形表现为环向受压,且为非对称性;超前支撑压力的明显影响范围为30m左右。并提出了采动区内软岩巷道支护技术方案。     

千米深井保护层开采煤层卸压效果分析

平顶山天安煤业股份有限公司十二矿己15-31010工作面垂深为1 015～1 130 m,为煤与瓦斯突出煤层,采用开采解放层己14煤层预抽瓦斯是解决己15煤层煤与瓦斯突出的关键技术,因此,针对深部保护层开采过程中下部煤层的卸压效果需进行深入分析。首先根据实际地质条件建立了三维数值模型,计算了己14煤开采过程中下部己15煤层的应力分布。计算结果显示,下部己15煤层在上部保护层开采过程中压力先升高后降低,在采面通过40 m后煤层压力降低至小于1 MPa;但在采空区外侧集中应力区,最大应力值高达42 MPa。现场监测数据显示,采空区下方煤层巷道瓦斯浓度显著增大,但外侧煤层巷道瓦斯浓度变化较小,在上方采面通过40 m后,巷道变形趋于稳定,煤层得到充分卸压。综合数值计算结果和现场监测数据可知,深部近距离保护层开采可以显著降低下部煤层压力,释放煤层瓦斯,但由于集中应力的影响,难以释放位于采空区边缘的下部煤层瓦斯。     

冲击地压条件下工作面巷道层位选择

为了解决深井强冲击倾向性厚煤层开采过程中冲击地压下巷道变形难以控制的问题,以孟村煤矿4#煤层巷道层位布置为例展开探讨。在明确煤层顶底板及冲击性等概况的基础上,结合首采煤层巷道布置及支护情况,提出3种巷道层位布置技术方案。通过对3种方案的技术优缺点对比,认为方案三是适合孟村煤矿综采工作面巷道层位布置的最优方案。即综采工作面巷道布置在煤层距顶板7.5 m处,选用深入砂质泥岩顶板不少于1.3 m的φ21.8 mm×8800 mm锚索;该方案具有更好的抗冲击能力,可以在此基础上开展基于顶板对抗冲击地压的支护理论分析,是一种更为优化的工作面层位布置形式。     

高地压巷道动力显现区域围岩稳定性的钻孔窥视分析及对策

针对高地压作用下小庄煤矿40204运输巷在工作面超前区域的动力显现问题,采用钻孔电视成像仪对该区域内8个巷道断面进行了钻孔窥视探测,研究裂隙在顶板、煤柱帮和实体煤帮内的发育程度及分布规律,进而分析该区域巷道围岩的稳定性。根据研究结果,采取加强支护及煤体卸压措施,降低围岩局部应力集中,保持支护结构完整。研究表明,工作面超前60m范围内围岩裂隙较为发育,支护损伤较大,稳定性较低。在工作面超前区域内,区段煤柱帮的裂隙比实体煤帮更为发育,稳定性相对较低;工作面超前区域顶板离层较为严重,需要加强顶板支护强度,以保障巷道顶板的稳定性。依据钻孔窥视结果,采用锚索配合槽钢补强支护及煤体爆破卸压措施;经过钻屑法检验,上述措施有效降低了巷道冲击危险性。     

大倾角厚煤层综采面回采对邻近煤柱和掘进面的影响研究

为了研究大倾角煤层综采面回采对区段煤柱和下区段工作面回风巷掘进面的影响,采用数值模拟和现场监测的方法研究了区段煤柱的应力分布、回采面对掘进面的扰动情况。研究结果表明,大倾角煤层工作面应力集中区域与缓倾斜煤层明显不同,煤柱受到的工作面与煤柱侧叠加应力并非均匀分布,靠近上区段侧的应力集中明显高于下区段侧;当前南山煤矿B8煤层大倾角工作面20 m宽区段煤柱能够保持稳定,通过弹性核理论计算其合理区段煤柱宽度为18.4 m;回采工作面与相邻掘进工作面相距218 m时开始相互扰动,两面之间的最大扰动影响发生在回采面越过掘进面46 m时。     

首采层开采对底板煤层影响规律分析

为了分析首采层开采对底板煤层的影响规律,采用理论分析,分析了首采层开采对煤层破坏范围,研究了首采层开采对煤层工作面掘进和回采的影响,然后钻孔验证了1901运输巷反掘联络巷26.3 m打钻地质成果。研究得出:首采层工作面回采对下部9号煤层工作面产生影响为走向方向上内错19.8 m,倾向方向上内错8.42 m;首采层工作面回采对下部7号煤层影响范围为工作面范围内走向方向上内错9.42 m,倾向方向上内错3.93 m。研究为今后底板煤层的设计工作提出理论基础。     

上行开采工作面顺槽支护方案及实践

象山矿南二上山采区采用上行开采,3#煤层与下部5#煤层间距17~26 m,21305工作面位于5#煤层采空区顶板强裂隙带内,煤层及顶底板破碎,开掘巷道具有一定的风险。为了确定21305工作面顺槽的合理位置和支护方案,在明确工作面工程背景后,预判了裂隙带内3#煤层及顶底板完整性及开采可行性;分析确定了顺槽的合理位置,最终确定了顺槽合理支护方案,并对巷道掘进期间的问题及维护进行了介绍。分析认为,下部煤层开采后对上煤层破坏影响程度较小,上部3#煤层可进行正常掘进;设计21305工作面顺槽内错10 m,位于悬伸段内10~14.4 m处,此处3#煤层及顶底板比较完整,巷道稳定性较好,适合布置顺槽;顺槽采用该支护方式后,巷道掘进期间顶板无安全事故,但在后期掘进期间需加强顶板矿压观测,当围岩条件发生变化时,需及时调整支护参数以确保工作面顶板支护的安全可靠。     

水力压裂技术在二次动压巷道卸压中的应用

保德煤矿8号煤层三(上)盘区位于井田南侧,该盘区靠井田南侧边界段受古河流冲刷影响,老顶为较厚的含砾粗砂岩,该区域回采期间工作面矿压显现明显,回采后会导致相邻工作面二次采动巷道变形严重。为减小相邻工作面巷道变形,采取了水力压裂技术,通过“切断”传递力的关键层,降低二次动压巷道变形。实践证明,81307胶带顺槽(对应81308一号回风顺槽13~14联巷段)水力压裂预卸压技术有效解决了81308一号回风顺槽二次动压巷道在相邻81307工作面采动后的留巷难题,同时节约了巷道维护工程量。     

“两软一硬”厚煤层综采工作面超前扩巷施工技术研究与应用

某矿204综采面运输巷掘进期间,进入厚煤层时,由原来的沿顶掘进逐渐进入托顶煤施工,22204综采面回采期间,厚煤层区域由于巷道变形严重,不能满足采面安全生产的需要,同时也为了满足后期沿空留巷的需求,需要对22204运输巷进行扩巷、沿顶施工。在厚煤层中进行扩巷,由于之前托顶煤施工,顶煤最厚处达到3 m,若要沿顶施工,巷道中高将达到6 m左右,且扩巷后由于断面大,更容易导致巷道变形。针对厚煤层扩巷施工方面存在的问题,通过对综采工作面超前扩巷施工技术的研究,采用分层作业以及顶板打注浆锚杆、锚索,帮部打设锚索梁的方式,成功解决了厚煤层扩巷施工的难题。研究为地质条件类似的矿井在厚煤层综采工作面超前扩巷施工提供了参考。