大倾角煤层工作面端头支护及超前支护技术

针对王洼煤矿E1108大倾角综采工作面煤层赋存条件复杂、顶板倾角变化大,工作面上下端头及两巷超前支护段顶板维护困难的实际情况,研究制定了工作面上下端头顶板支护技术措施,分别提出了回采巷道在顶板倾角小于5°、5～15°、大于15°不同阶段的超前支护技术方案。现场实践表明,当回采巷道顶板倾角大于15°时,采用挖底、接顶超前支护技术措施后,顶板下沉速度显著减小,运输巷超前支护段顶板最大下沉量为170 mm,回风巷超前支护段顶板最大下沉量为230 mm,既满足了巷道回采层位的要求,又保证了回采期间巷道超前支护段顶板的稳定性。     

103综采面俯斜法过断层施工工艺

针对103工作面采用强行破岩法过F₂断层时回采效率低、设备故障率高、煤柱损失等技术难题,长春兴煤矿通过技术研究,采用“俯斜法”合理优化回采工艺,并在过断层期间采取“迈步式锚索梁棚+超前管棚”联合支护顶板,现场应用效果表明：采取俯斜法回采工艺后,工作面过断层期间,减少了破岩量3 177 m³,煤柱回采率提高了5%;同时采用联合支护技术后,保证了工作面俯斜回采安全,防止了端面破碎现象。     

基于正交试验的综放全煤回采巷道稳定性数值分析

鹤壁矿区主采厚度为6.0 m左右的厚煤层,综放托顶煤巷道主要采用U型钢支护,需要超前替棚,存在返修率高、投入大和工人劳动强度高等缺点。采用正交数值方法对鹤壁矿区全煤回采巷道的支护参数进行了模拟分析。结果表明:巷道断面收敛系数η受埋深H、支承压力集中系数K、锚索布置N、顶煤厚度h和煤层强度σ的影响依次降低;采用多元回归分析方法,拟合了η与上述因素之间的表达式,预测鹤煤公司九矿3204孤岛工作面K从1.5增加到3.5时,η从11.99%增加到28.42%。结合3204工作面巷道的工程地质条件,提出了高强锚杆+锚索协调支护+被动支架的主被动协调支护方法。现场工业试验表明,采掘期间,巷道围岩变形能够满足回采工作面推采的需要。     

炮放工作面回风巷滞后回棚方法

炮放工作面的回风巷(运料巷)一般采用U型钢支护,在回采过程中需对U型钢支架进行替棚回收,以往多采用木支架超前工作面替棚对U型钢支架进行回收,但是这种替棚方式存在诸多问题.针对炮采放顶煤工作面回风巷以往超前替棚支护存在的不足,提出了回风巷滞后回棚施工方法,并制订了回棚安全技术措施.该施工方法较原有的施工方法简单、有效、省时,且降低了工人的劳动强度.     

余吾矿综放工作面走向高抽巷瓦斯抽采技术实践

余吾矿属于高瓦斯矿井,回采工作面采用低位放顶煤一次采全高采煤法,工作面落煤时间集中,瓦斯绝对涌出量大,容易导致工作面瓦斯超限,严重影响安全生产。为解决这一难题,通过分析综放工作面采空区上覆岩层的岩性特征和瓦斯流动规律,合理调整工作面高抽巷的层位,在S2108工作面将高抽巷层位从原设计的距煤层顶板之上30 m处调整至距煤层顶板之上20 m处位置。结果表明,S2108工作面回采期间,回风流瓦斯浓度平均为0.4%,工作面回风流、后溜机尾、上隅角等均未发生瓦斯超限事故,工作面平均日产量是其它工作面的1.2倍。通过调整S2108工作面高抽巷的层位,提高了高抽巷的抽采效率,使S2108工作面回采期间回风流、上隅角的瓦斯得到了有效控制,确保了S2108综放工作面的安全高效生产。     

复杂地质条件下工作面缩面开采技术研究

针对车集煤矿2614工作面里段回采期间受大落差断层影响,机尾段平均坡度超过15°且大面积破硬岩,存在爆破工程量大、推进速度慢、开采成本高、矿井产量紧张等问题,结合矿井实际生产情况,制定了工作面缩面开采技术方案,研究了煤巷快速掘进技术,并对工作面收尾及回撤方式进行了创新应用。结果表明,2614改造回风巷煤巷掘进工期缩短20 d,工作面收尾推进度减少3 m,机尾大坡度段回撤作业面支护可靠,使得改造工作面提前22.5 d实现正常回采,大大缓解了矿井产量紧张局面,同时工作面改造后技术经济效益显著提升,为类似地质条件下工作面缩面开采提供了实践参考。     

M_8煤层回风巷支护技术深化研究

渝阳煤矿M_8煤层回采巷道,采用EBZ-135型掘进机一次性切割成巷,采用11号矿用工字钢架棚支护,排材、竹笆片背顶、背帮,棚间距0.5 m,能满足在无回采情况下的巷道支护。但在回采过程中,尤其是靠采空区侧的回风巷变形破坏严重,两帮最大移近量可达2.2 m,给矿井安全生产带来了重大的安全隐患。因此对M_8煤层回风巷支护方式作进一步深化研究。     

四组八架抬棚在松软顶、底板条件下的使用

本文介绍了在松软顶、底板条件下的回采工作面端头使用四组八架抬棚钻底所采取的措施。这些措施是:避免支柱钻底采用穿0.3×0.2×0.1m的木鞋;增大支护密度使抬棚间距缩小到0.8m;缩小机头、机尾的控顶距,机头改为2.6m,机尾改为2.0m 和采用四组八架抬棚的支护方式。     

高应力高瓦斯保护层工作面安全回采措施浅析

针对大埋深保护层工作面开采中遇到的瓦斯涌出量大、地应力高等问题,探索采用"U+L"通风方式,埋管抽放瓦斯,迎面斜交钻孔、底板穿层钻孔抽放瓦斯等综合治理措施并配合超前支护形式;通过分析回风巷和胶带运输巷动压区顶底板移近量,找出工作面前方支撑压力分布规律,有针对性地进行强化支护,进而解决了回风巷和胶带运输巷动压区支护难题,确保了采面安全回采。     

古书院矿煤柱回采工作面超前支承压力研究

通过对煤柱回采工作面运输巷、回风巷围岩变形和超前支护阻力的监测,预测超前支承压力分布范围.分析了煤柱回采工作面、回采巷道围岩力学特征,为回采巷道的支护和维护提供了科学依据.     

极近距离煤层采空区下递进开采矿压显现规律研究

基于天安煤业股份有限公司四矿己15、己16-17极近距离煤层群的地质条件和己16-23090工作面与上覆己15-23110采空区、相邻己16-23070采空区、己15-23130生产工作面的空间关系,采用理论分析和数值模拟的方法,系统研究了已开采工作面和正在开采工作面的对下伏近距离煤层的采动应力分布及传递规律,从而明确了矿压显现规律,得出了将己16-23090运输巷的位置布置在距己15-23130回风巷35 m较为合理,为实现“一巷多用”提供了依据。     

不同层位参数下高抽巷瓦斯抽采效果研究

随着工作面推进速度的加快及工作面生产能力的逐渐提高,导致工作面瓦斯涌出量增大,瓦斯是煤矿生产的主要危险源。从理论分析、数值模拟和现场实际相结合的方法,对工作面瓦斯涌出、竖直三带划分特征进行分析,然后数值模拟分析了不同层位参数下高抽巷瓦斯抽采效果。研究得出:该煤矿瓦斯主要包括煤壁瓦斯涌出、采空区瓦斯涌出和采落煤瓦斯涌出;经过多次周期来压后,在采空区形成了采动裂隙“O”形圈;由硬覆岩岩性的经验公式计算煤矿裂隙带最大高度为75~85 m、垮落带距煤层顶板最大高度为30~40 m;选择H=40 m,L=25 m时,能够达到最优抽采效果。对高抽巷合理层位的选择以及优化,是确保高抽巷高效、安全抽采的有效途径。     

采前加固锚索断裂原因分析及防范措施

针对潘三矿1632(3)工作面运输巷发生的一起锚索断裂导致死亡事故,结合工作面开采布局、巷道支护方案和工作面回采前加强支护措施,总结并分析了断锚处巷道矿压显现特征。通过分析相邻工作面回采后侧向支承压力的影响范围,两帮支护对巷道围岩稳定的作用及巷道顶板的运动对锚索的破坏机理,找出了锚索断裂的原因:该工作面运输巷布置位置设计不合理,巷道布置于上一工作面回采引起的侧向应力集中区;两帮未能采取有效的支护措施,尤其是支护刚度严重不足,在工作面超前支承压力的影响下,帮部锚杆未能发挥应有的效能,增加了巷道顶板跨度,加剧了顶板离层;顶板运动形成对锚索的拉力及剪切力共同作用致使其破断。最后,提出了防范回采工作面巷道顶板锚索破断的保障措施:开采布局保障、设计底线保障、技术保障和组织保障,为类似工程条件下回采巷道的开采设计、使用和维护提供了参考。     

煤与瓦斯突出矿井煤巷掘进工作面瓦斯抽采技术研究

为解决1303（上）工作面回采巷道瓦斯含量高的问题,通过分析工作面回采巷道的瓦斯赋存情况,结合各项瓦斯抽采方式的选择原则,确定1303（上）工作面回采巷道掘进时采用区域模块降量+底抽巷穿层抽采相结合的瓦斯抽采方式。结合巷道具体情况,对瓦斯抽采方案的各项参数进行具体设计,并根据邻近矿井资料对瓦斯抽采量进行有效预测;在瓦斯抽采技术实施完成后,巷道掘进期间采用钻屑指标法及瓦斯浓度持续监测的方式对瓦斯抽采效果进行验证分析。研究结果表明:1303（上）工作面回采巷道采用区域模块降量+底抽巷穿层抽采技术后,掘进期间瓦斯涌出量最大值为5.35 m³/min,瓦斯浓度的最大值为0.57%,钻屑量最大值为3.9 kg/m,实现了瓦斯的高效抽采,保证了巷道掘进期间无瓦斯异常涌出的现象。     

深部煤层底板抽采巷道空间位置关系及围岩稳定性研究

针对平煤股份十矿深部煤层底板瓦斯治理巷道围岩稳定性差的难题,以己_15-16-33190工作面底板巷道为工程背景,基于煤层底板破坏力学模型计算出采动影响对底板岩层扰动破坏影响深度,并确定底板巷道布置的层位;建立底板巷内错、外错3 m和垂直布置3种离散元计算模型。分析可知:内错布置底板巷道周围垂直和水平应力显现均不明显,有利于保持巷道围岩的稳定性;根据现场工程条件底板巷分别采用梯形、拱形2种断面,有利于保持巷道围岩的稳定性。通过分析监测数据可知:在煤层巷道掘进期间,底板巷道顶板下沉量控制在200 mm以内,两帮移近量控制在110 mm以内,回采期间顶板下沉量控制在400 mm以内,两帮移近量控制在210 mm以内,底板巷道围岩变形量得到了有效的控制。     

首山一矿大采高综采工作面瓦斯治理技术研究与应用

首山一矿现主采己组（二₁）煤层透气性低、煤体松软、煤与瓦斯突出危险性严重,且大多不具备合适保护层的煤层条件,属于高应力低透气性松软突出煤层。煤层赋存条件差,顶板破碎,瓦斯涌出异常,突出危险性严重,瓦斯压力大,严重导致矿井采掘接替失调。正在开采的己_15-17-12090综采工作面开采高度达到6 m,目前属于平煤集团开采高度最大的综采工作面,采面内煤层结构较为简单,以亮煤为主,玻璃光泽,煤层厚度有一定变化,采面煤层厚度为合层状态,采面己_15-17煤层厚度一般为3.2～6.7 m,平均厚6.2 m,为了提高本煤层瓦斯释放效果,保证综采工作面安全回采,采取在己_15-17-12090综采工作面中煤巷施工水力造穴技术,水力造穴装置前端封闭,具有造穴功能,实现了不退出钻杆钻进、造穴一体化的作用,高压水对煤层进行造穴后形成的洞穴空间,提高煤层的透气性和瓦斯释放能力,经过研究证明:采用水力造穴综合治理技术之后,工作面回风流瓦斯浓度高的问题得到很好的缓解,保证了矿井的安全高效生产,为相关地质条件的采煤工作面瓦斯治理提供参考。     

三山岛金矿上覆断层赋存状态对巷道稳定性的影响

大量工程实践表明,断层对地下巷道围岩稳定性有决定性的影响。以三山岛金矿深部主要断层F1,F2及F3为工程背景,采用数值模拟的方法研究断层倾角0°、50°、90°,水平断层分别距巷道顶板5、10、15 m,断层厚度分别为10、15、20 m等多种工况下的巷道掘进过程,对照无断层情况下的巷道稳定性,分析断层倾角、断层距巷道顶板的距离、断层的厚度对巷道围岩稳定性的影响。得出主要结论:倾角增大的过程中巷道的两帮收敛随之增大,断层厚度对巷道稳定性的影响主要体现为巷道顶板沉降的增大,断层距巷道顶板10 m的范围内,对巷道的安全掘进产生影响需要支护加固。     

矿井导水地质构造探测与治理研究

为实现井工一矿14109工作面在存在导水地质构造条件下的安全掘进,对导水地质构造进行了探测和治理研究。利用直流电法物探手段,结合钻探验证及水质分析,确定14109主运巷出水水源为石炭—二叠系砂岩裂隙水,导水通道为DF₈断层;根据井田二叠系砂岩裂隙含水层富水性弱,补给差的特点,将DF₈导水断层看作一个“水库”,对其进行疏干。结果表明:断层水量明显减小,实现了安全掘进。     

开切眼掏矸助采过断层技术

为了解决湘桥煤矿综采工作面开切眼遇到断层的技术难题,在调研现有采煤工作面过断层技术的基础上,结合实际地质情况,从经济性方面考虑,经过多次会诊讨论,最终确定综采工作面过断层预掘巷道掏矸助采的方案。通过对断层上下两盘的岩性、硬度、节理发育、断层破碎程度等观察并取样分析,确定预掘巷道的断面参数;采用数值模拟方法分析了不同留设尺寸岩柱的应力变化情况及塑性区分布情况。确定合理留设岩柱尺寸为2 m。预掘巷道支护方式采用双工字钢+锚索梁+单体支护方式。现场矿压观测站测试结果表明,预掘巷道最大累计顶底板移近量为103 mm,预掘巷道断面能够满足采煤机对预掘巷道的要求。该方案避免了工作面设备搬运、撤出以及设备上井检修费用,有效解决了遇到断层时接续紧张局面。与此同时,过断层期间未对原煤回收率和煤质产生负面影响,积累了过断层的经验,对今后综采工作面过断层具有很好的借鉴作用。