中硬顶板沿空留巷的研究

讨论了煤层顶板属中等稳定的条件下，沿空留巷支护的设计问题。并应用铰接岩梁理论建立了力学模型，分析了巷旁支架的工作状态，支架载荷构成以及支架变形和围岩移近量之间的关系。该计算方法在生产实践中得到了验证，收到了良好效果     

坚硬顶板下“有限变形”巷旁支护沿空留巷

基于薄煤层坚硬顶板下沿空留巷的矿压显现规律,建立了巷旁支护模型:在充填处预设顶板下沉量,充分利用煤壁的承载能力;采用单体支柱与矸石带联合支护充填区域顶板的支护,并采用卸压钻孔辅助切顶,及时切断巷道顶板与采空区顶板的联结,充当巷道支护的保护岩块。利用数值模拟软件FLAC~(3D),分别模拟了3个临时支护方案下的沿空留巷效果,通过比较3个方案下的顶板下沉情况、顶板回转角情况,确定了采用矸石带与单体支柱来联合支护顶板。实践表明,滨湖煤矿16105工作面沿空留巷时,混凝土充填体宽度取2.0 m,高度为1.5 m,留巷效果较好,基本满足下一工作面的生产需要。     

厚煤层坚硬顶板工作面沿空留巷技术

以新超煤矿90101回风顺槽沿空留巷为工程背景,研究厚煤层坚硬顶板沿空留巷围岩稳定的问题,提出围岩控制的原理和技术:高预应力、适应沿空留巷大变形的巷内基本支护和高支撑阻力、可控制沿空留巷顶底板剧烈变形的巷内加强支护的巷内支护体系;高强度、快速增阻、可缩性好的巷旁充填体,良好的充填区域顶板维护和坚硬顶板的强制放顶卸压的巷旁支护体系。     

沿空留巷水力压裂切顶卸压技术试验研究

为有效维护3109工作面沿空留巷墙体和回采巷道后期的稳定性,设计采用水力切顶方法卸载.设在工作面前方超前应力影响范围外沿煤壁侧布置压裂钻孔,钻孔直径56 mm,仰角为50°,孔间距为10 m,钻孔长度为42 m.现场工业试验结果表明,开槽段裂纹扩展划分为起裂准备、裂纹扩展、止裂三个阶段;水力切顶工艺减小了顶板悬梁的跨距...     

济阳煤矿膏体充填沿空留巷技术

济阳煤矿为了使2709N工作面回采时的材料巷得以保留下来作为2710N工作面开采时的材料巷,采用粉碎的煤矸石、粉煤灰和胶结料按一定比例配制的膏体材料对2709N工作面材料巷一侧的采空区进行充填形成巷旁支护体,巷旁支护体宽度为9 m。留巷后巷道稳定,满足使用要求,不仅减少了巷道掘进量,而且消耗了大量煤矸石并多回收资源6 226.5 t,取得了重大的经济价值。     

91208巷沿空留巷顶板控制实践

介绍了晋城古书院矿在91304工作面回风巷应用高水速凝材料进行沿空留巷试验情况,并对沿空留巷的支护技术措施和矿压显现进行了详实叙述,总结了沿空留巷实践中的几点体会。     

无巷旁支护沿空留巷在方庄矿使用浅析

1 矿井生产技术条件方庄煤矿是焦作市市属地方国营煤矿,现有生产矿井两对,即一号井和新井,生产能力为50万t/a,其中新井生产能力为35万t/a。所采煤层为二迭纪山西组大煤(二_1煤),大煤为优质无烟煤,煤层倾角16～20°,平均厚度为5～6m,其顶底板岩性及厚度见煤系柱状图1。低沼矿井,煤无自燃发火倾向,煤尘无爆炸危险,矿井涌水量较大,正常为     

顶板预裂法留巷技术

此法作为沿空留巷的一种有效辅助技术手段，采用深孔爆破技术，沿工作面前方下巷采空区侧将工作面老顶进行超前预爆破，工作面推过后进行留巷时可大大减轻采空区老顶垮落时对贸巷巷内巷旁支扩的破坏作用。     

缓斜煤层沿空留巷围岩控制理论研究

建立了缓斜煤层沿空留巷巷旁支护的模型、控顶高度模型、充填体可缩量模型，分析了巷旁支护的控顶机理，并通过了实践的验证。     

沿空留巷围岩变形分析

文中通过实际观测结果,分析了沿空留巷围岩变形特点,对支护与围岩变形的相互作用关系作了初步解释.     

沿空切顶成巷段巷道围岩变形规律研究

以宏景塔一矿回采工作面为研究对象,基于切顶卸压无煤柱自动成巷技术原理,采用数值模拟计算和现场实测的方法,对该矿成巷段巷道围岩支承压力分布及围岩变形规律进行分析。研究结果表明：随着工作面向前推进,巷道围岩支承压力呈先增大后减小最后趋于稳定的变化趋势,支承压力稳定值为13.5 MPa;受工作面回采动压的影响,距离工作面70 m以内,锚索受力急剧增大到恒阻值、巷道围岩变形明显;距离工作面70~150 m,锚索受力迅速减小、巷道围岩变形逐渐变缓;在距离工作面150 m之后,锚索受力仅有微量变化、巷道围岩变形趋于稳定。因此确定支护体回撤保守安全位置为工作面后方150 m。工程实践表明：所设支护体回撤距离能够应对巷道围岩变形,成巷效果良好。     

沿空巷道切顶围岩变形控制机理及工程应用

为减少薄-中厚煤层开采工作面区段煤柱损失,提出了切顶法沿空成巷无煤柱开采技术,即在上区段回采工作面运输巷内,采用张拉聚能爆破在运输巷顶板与采场侧向顶板间形成一条切缝结构面,该结构面可阻滞采场侧向顶板移动压力向沿空巷道围岩的传递,并促使侧向顶板沿切缝切落,切落矸石则隔断采空区而形成运输平巷采空区侧巷帮,矸石碎涨后充填冒落空间支撑上位岩层继续移动,从而实现沿空巷道稳定。沿空巷道切顶力学模型的理论与数值分析结果显示,巷旁爆破切缝将可传递采场岩层移动变形压力的岩梁结构改变为沿切缝切落的短臂岩梁结构,大大降低了沿空巷道受采场侧向岩层移动变形压力的作用,减小了沿空巷道围岩压力及变形量。基于该原理提出的巷内加强支护、巷旁密集支护、巷道顶板切缝等主被动联合切顶技术,在各种不同条件下薄煤层、中厚煤层切顶成巷工程实践中均取得了良好效果,实践表明,该方法可有效降低采场岩层移动对沿空巷道产生的压力,减小沿空巷道围岩变形。     

留巷充填区域顶板承载性能研究

为掌握充填区域顶板承载性能对沿空留巷围岩应力演化规律的影响,结合淮南矿区顾桥矿典型工程地质条件,采用平面应变物理模拟实验研究了充填区域顶板加固与否对留巷围岩应力分布规律的影响。研究结果表明,充填区域顶板不加固时,实体煤受力较小,最大应力仅为充填区域顶板加固时的2/3。充填区域顶板加固时,实体煤侧最大应力为充填区域顶板不加固时的1.5倍,充填体受力仅为充填区域顶板不加固时的28%。充填区域顶板承载性能的提高降低了充填体受力,利于充填体稳定。     

沿空切顶巷道围岩结构稳态分析及恒压让位协调控制

基于无煤柱切顶成巷力学机理,分析了沿空切顶巷道围岩结构演化过程和力学作用机制,建立了工作面超前区、成巷段动压区和成巷段稳压区的全过程力学模型。根据不同分区动压显现特征,提出进行空间补偿,构建自成巷围岩稳态体系的巷道控制思路。从技术工艺优化和支护结构改造两方面着手,以空区碎胀矸体为稳态承载体,以恒阻变形主动支护结构、滑移让位挡矸支护结构和恒压可缩临时支护设备为巷内让压支护体,将应力集中部位转移至采空区,实现让压过程中可控让位。以厚煤层工作面无煤柱自成巷开采为工程背景,提出了稳定性成巷控制方案。结果表明,人为构建巷道围岩稳态体系是实现厚煤层切顶成巷围岩协调控制的有效途径之一。留巷前期以顶板压力上升为主,留巷后期以恒压让位为主。配套支护结构的力学特性满足护巷要求,不仅设备损坏率低且巷道变形人为可控,所留巷道各项指标满足下一工作面使用要求。     

顶底双软型薄煤层快速沿空留巷技术研究

针对顶底板双软型薄煤层工作面特殊开采条件,分析了沿空留巷的技术难点与关键技术。采用理论分析与数值模拟方法研究了薄煤层沿空留巷围岩破坏特征及变形规律,建立了薄煤层综采面沿空留巷结构模型,通过方案数值模拟对比分析,揭示了薄煤层综采面快速沿空留巷基本原理,提出"采空区预先垒砌矸石袋,巷道内及时构建胶结充填体和铰接顶梁与单体支柱巷内滞后补强支护"的沿空留巷方案,实现了顶底板双软型薄煤层综采面快速沿空留巷。赵官能源煤矿的工程实测表明:巷道顶板下沉量最大仅为197 mm,底鼓量为83 mm,巷道两帮移近量为327 mm,工作面留巷效率达到18 m/d。     

综放切顶沿空留巷围岩变形特征分析及防治

为了掌握高地应力条件下综放沿空留巷围岩变形与破坏特征,以古汉山矿1604工作面为工程背景,采用理论分析的手段研究分析了综放沿空留巷围岩变形破坏形成机制,并提出采用预裂爆破切缝、强帮护顶等围岩控制措施,总结了综放沿空留巷技术原理,确定了沿空留巷支护参数,最后在现场进行了工业性试验。研究结果表明:沿空留巷巷道整体稳定性好,顶底板最大移近量为240～320mm,两帮最大移近量为360～410 mm,支护效果良好,成巷效果较好;解决了采掘接替紧张、巷道维护困难的难题,满足了安全生产需要,提高了煤矿生产效率。     

综放沿空巷道顶部锚杆剪切变形分析

针对煤矿大量采用的小煤柱锚网支护,尤其是综放沿空巷道锚网支护,在巷道围岩大变形过程中,锚杆可能会承受较大的剪切变形情况,从理论上分析了综放沿空巷道顶部全长锚固锚杆承受剪切变形的机理,并用数值模拟的方法计算出了其锚杆上的剪切力分布、最大剪切力和最大剪切应力.计算分析表明：在围岩大变形情况下,综放沿空巷道顶部锚杆上的最大剪切应力有可能接近或超过其材料的许用剪切应力,此时锚杆的剪切作用效应将不可忽视.     

带有导向孔的浅孔爆破在留巷切顶卸压中的应用研究

厚层坚硬顶板切顶卸压是优化沿空留巷围岩应力和结构有效途径之一,将导向孔应用到切顶卸压中是新的尝试。基于浅孔爆破沿空留巷切顶卸压机制,利用LS-DYNA数值模拟与理论分析相结合的方法,分析了导向孔作用机理,探究了参数选取对爆破效果的影响。研究结果表明:导向孔增加了自由面,对炮孔连线方向上的切向应力影响明显,提高了炮孔间裂隙贯通率和炸药能量利用率;装药孔不耦合系数取1.31时可充分发挥导向孔应力集中效应;最大切向拉应力与导向孔直径呈正变关系,但对远离导向孔的位置影响微小。根据岩石的动态抗拉强度,确定装药孔间距1.2 m。     

基于基本顶断裂位置的综放沿空掘巷煤帮支护技术

针对深部综放开采大断面沿空掘巷不易支护的难题,采用理论分析及现场实践的方法,研究了深部综放开采大断面沿空掘巷煤帮的破坏特点,揭示了帮部长锚索结合锚网联合支护的作用原理,提出了根据钻进煤粉量的变化来判断基本顶断裂线位置及确定深部沿空巷道巷帮锚索支护长度的方法,并在东滩矿1306工作面验证了该方法的有效性。研究表明:深部综放开采大断面沿空掘巷具有水平变形大,两帮鼓出大,特别是实体煤帮鼓出严重的特点;帮部长锚索结合锚网联合支护能够在浅部通过锚杆群和金属网形成点面结合的支护体系形成挤压加固墙,从而抵抗塑性区煤体对其侧向压力,起到加固巷道的作用;基于钻进煤粉量、围岩压力和顶板的断裂之间的联系,提出了深部综放开采大断面沿空掘巷实体煤帮的控制对策和深部沿空巷道实体煤侧巷帮锚索支护长度的确定方法;以东滩矿1306轨道巷为例进行了实体煤帮的钻孔煤粉测试,并基于测试结果进行了实体煤帮加固设计;现场工程实践表明加固后实体煤帮的水平变形明显减小,证实了该加固方法的有效性。     

Study on gob-side entry retaining technique with roadside packing in longwall top-coal caving technology

Pointed out some technical difficulties of gob-side entry retaining with roadside packing in Iongwall top-coal caving technology (LTCT), and analyzed the function mechanism of roadside filling body. Theory analysis shows the mechanical properties of high water material fit for the feature of deformation of gob-side entry retaining in LTCT, and gob-side entry retaining in LTCT face is one of effective ways to increase the recovery ratio of mining district.