新元公司无煤柱开采充填技术应用与推广

文章介绍了阳煤集团新元公司无煤柱开采技术应用的背景与生产地质条件,通过高水材料巷旁充填沿空留巷技术在高瓦斯突出煤层松软围岩条件下的成功试验,工作面由原来的“U+L”通风方式优化成“Y”型通风方式,目前矿井3号煤所有工作面实现无煤柱开采,高水材料巷旁充填技术在新元公司及阳煤集团得到广泛推广。     

突出矿井高水材料沿空留巷技术研究与应用

车集煤矿为煤与瓦斯突出矿井,瓦斯治理对矿井掘进效率影响较大,为保证矿井正常采掘接替、降低巷道掘进率,采用高水材料巷旁充填技术进行沿空留巷。从高水材料巷旁充填设计与留巷工艺两个方面介绍突出矿井沿空留巷技术的应用与优化,并对留巷效果进行观测。观测结果表明:沿空留巷效果较好,最终平均宽度4.24m,平均高度2.35m,留巷断面可达到10m~2,可以满足综采工作面安全生产需要。     

综采工作面高水充填沿空留巷技术应用实践

以祥升煤业6201综采工作面为背景,分析了高水充填沿空留巷巷旁充填体作用机理,认为巷旁充填体有一定的支护强度和可缩性,能够适应巷道顶板运动规律,并确定了巷旁充填沿空留巷充填材料、技术工艺和补强支护方案。井下试验表明:充填体受力不大,材料强度和可缩性设计合理;巷道围岩变形不大,能够满足安全生产和通风需要。     

突出矿井深部巷道沿空留巷技术研究与应用

通过对高水充填材料的力学特性及沿空留巷矿压显现规律的研究与分析,并针对车集煤矿煤与瓦斯突出矿井大埋深特殊条件,选择高水材料巷旁充填工艺进行沿空留巷。从沿空留巷围岩稳定性控制入手,构建"充填体+锚杆、锚索"复合支护系统。在实践应用过程中,通过对巷道、充填体等矿压显现情况进行观测、分析,优化了沿空留巷支护参数与工艺,确保了突出矿井大埋深条件下沿空留巷成功,提高了采区煤炭资源采出率,保证了矿井采掘抽接替,为类似条件下沿空留巷提供了理论与实践参考。     

科技信息

高水材料用于巷旁充填沿空留巷技术由中国矿业大学北京研究生部承担的“高水材料用于巷旁充填沿空留巷技术”经过井下工业性试验,取得了满意的效果。1991年11月9日～10日,通过了由中国统配煤矿总公司生产局组织的技术鉴定。高水材料巷旁充填沿空留巷技术,全部采用国产材料、国产设备,所留巷道经过两次动压考验,完全能满足回采要求。     

高水材料充填沿空留巷应力控制与围岩强化机理及应用

高水材料被广泛应用于不同条件下的薄及中厚煤层沿空留巷、部分条件较好的厚煤层沿空留巷,形成了丰富的高水材料充填沿空留巷围岩控制实践。基于高水材料充填沿空留巷理论研究和现场实践,以应力控制与围岩强化为主线,分析了充填留巷围岩在巷道掘进、工作面超前采动影响、留巷围岩调整稳定和邻近工作面复用4个阶段的应力与变形特征,提出了“基本顶二次破断”的覆岩顶板运动特征。以青龙同昌煤矿15102工作面沿空留巷为背景,数值模拟研究了留巷过程中围岩应力和塑性区分布特征,揭示了充填留巷覆岩基本顶的旋转下沉是留巷巷道所受外力的主要来源;在此基础上,提出了充填留巷围岩控制的关键区域,根据高水材料固结体的较强塑性变形特性,提出了高水材料充填沿空留巷围岩分时分区强化机理,确定了合理的高水材料充填体支护阻力计算式、留巷顶板离层计算式和实体煤帮的支护强度计算式,给出了高水材料充填沿空留巷围岩控制关键参数设计方法,关键参数包括充填体支护阻力(充填体宽度和强度)、顶板支护强度(巷内支护和临时支护)、实体煤帮支护强度。介绍了山西高平青龙同昌煤业15号煤层和赵庄煤业9号煤层高水充填沿空留巷围岩控制2个应用实例,留巷围岩变形控制效果...     

神角煤矿2209工作面沿空留巷方法的选择

为提高资源回收率,缓解采掘接替紧张局面,神角煤矿拟在2209工作面采用无煤柱开采沿空留巷技术。目前,沿空留巷常用的技术主要为高水材料巷旁充填沿空留巷技术、混凝土巷旁充填沿空留巷技术和切顶沿空留巷技术。2号煤层为自燃煤层,这就要求所采用的沿空留巷技术必须能很好地隔绝采空区。通过分析3种沿空留巷方法的采空区密闭性能,最终确定2209工作面采用高水材料巷旁充填沿空留巷技术。     

沿空留巷巷旁控制技术及其适用条件分析

为了研究目前我国沿空留巷巷旁控制技术及其适用条件,笔者对150个沿空留巷巷道典型案例进行了分析,结果表明:目前主要应用的巷旁控制技术有高水材料充填、混凝土材料充填、膏体材料充填、块体类充填、矸石类充填、冒落矸石自然充填、切顶成旁支护技术等,其中高水材料充填、混凝土材料充填使用率最高;各巷旁控制技术的应用范围在煤层埋深、倾角、煤厚等3个地质条件上差别较大,在直接顶岩性和直接顶厚度上的差别较小。另外发现,高水材料充填、混凝土材料充填、膏体材料充填适用于深部及厚煤层条件,冒落矸石自然充填适用于大倾角、急倾斜条件。     

高水材料巷旁充填沿空留巷技术应用研究

煤矿沿空留巷具有提高煤炭回采率、减少掘进巷道工程量和利于采掘接替等优势。常村煤矿为减少巷道成本,缓解采掘压力,采用高水材料巷旁充填技术替代小煤柱护巷,根据现场条件,高水材料水灰比为2∶1,巷旁充填宽度为1 m,并辅以巷道补强支护、超前加固技术保证沿空留巷效果,实施后,工作面实现无煤柱开采,减少巷道掘进量,一条沿空留巷就为矿井节约成本700余万元,为矿井高效生产提供了保障。     

新元煤矿沿空留巷安全开采技术实践

为解决新元煤业工作面巷道采掘接替紧张、上隅角瓦斯积聚等问题,提出高水材料巷旁充填沿空留巷技术,利用公式计算出巷旁支护体宽2 m;针对原巷道支护强度低、锚固长度短的问题,补打锚杆锚索,补强支护体系;通过沿空留巷形成Y型通风系统,解决了工作面上隅角瓦斯积聚和超限的问题。矿压观测结果表明,留巷顶底板变形量保持在1. 0～1. 5 m,满足巷道在回采期间通风要求。     

薄煤层石灰岩顶板下高水材料沿空留巷技术研究

薄煤层回采巷道为半煤岩巷,巷道掘进速度慢、出矸多,容易造成薄煤层工作面接替紧张等缺点,采用沿空留巷技术实现一巷两用,可以有效缓解采掘紧张关系,降低巷道掘进率,减少煤柱损失,提高资源利用的有效途径。高水材料沿空留巷充填技术逐步应用的薄煤层矿井生产中,现以北宿煤矿1873工作面高水材料沿空留巷成功案例为基础,分析石灰岩顶板条件下沿空留巷巷道维护特点,研究使用高水材料充填法在石灰岩顶板条件下沿空留巷围岩控制技术,确定了巷旁高水充填参数,提出了石灰岩顶板条件下沿空留巷加强支护技术,并在实践中得到了成功的应用。     

巷旁充填沿空留巷技术在综放工作面的应用研究

综采放顶煤沿空留巷采动影响范围大,巷道极易变形失稳,维护困难。本文结合成庄矿4311工作面条件,提出了高水材料"多层位、远距离"充填构筑工艺,针对性地采用了高预应力、高强度锚杆(索)作为巷内基本支护,单体液压支柱配套铰接顶梁加强支护和高水材料巷旁支护及充填体预应力承载结构,巷旁充填沿空留巷得到有效控制。     

高水材料巷旁充填技术在安益煤业的应用

沿空留巷技术在煤矿中经常使用,该技术在提高回采率、解决采掘接替紧张等方面表现出一定的优势。高水材料作为一种能在高水灰比下快速凝结的特种水泥,具有早期强度高、增阻速度快的特点,适合用作巷旁充填材料。详细介绍了高水材料作巷旁充填材料的沿空留巷技术在安益煤业的应用工艺以及沿空留巷巷道的支护技术与方案,为相同或者类似条件下的沿空留巷提供参考。     

新元矿3107工作面充填留巷支护技术探讨

为确保3107工作面沿空留巷作业的顺利实施,开工前,先采用FLAC3D数值模拟法对巷旁充填体加固支护技术进行分析;巷旁充填体拟采用高水材料,其合理宽度确定为2.0 m;沿空留巷支护主要包括基本支护、充填体支护及临时加强;基于分析结果,对留巷巷道支护参数进行专门设计;也对留巷巷道进行实时矿压监测,数据表明,巷道围岩变形主...     

高瓦斯矿井沿空留巷巷旁“组合”充填墙体技术研究

高瓦斯矿井中沿空留巷,由于巷旁充填体接顶不严,易出现巷道新鲜风流进入采空区引起煤层自燃和采空区瓦斯泄露等安全事故。基于此问题,提出构筑巷旁柔模"组合"充填墙沿空留巷技术,"组合"充填墙上层采用高水材料构筑作为接顶层,下层采用混凝土构筑作为支撑层。以漳村煤矿2603工作面为工程背景,通过建立沿空留巷力学模型计算巷旁充填体切顶阻力,对"组合墙"不同强度、宽度和分层高度条件下围岩及充填体的稳定性进行数值模拟分析,从而确定最优的"组合"充填墙参数。现场监测结果表明:巷旁"组合"充填墙有效地控制了留巷瓦斯浓度和围岩稳定性。     

高水充填沿空留巷技术在综采工作面的应用研究

沿空留巷巷道30207回风巷受采空区覆岩运动影响,围岩变形量大,需采用高水材料对沿空留巷巷旁进行充填加固。通过建立力学模型,初步计算得到充填体参数,并结合工作面地质条件,沿着走向开始施工宽为1.5 m、高为4.0 m的沿空留巷充填体。充填施工后通过监测巷道围岩变形量可知,沿空留巷巷旁高水材料充填效果明显,能够保证巷道围岩的稳定性。     

复杂条件下快速沿空留巷技术的实践

针对屯兰矿大采高、大倾角以及大断面留巷的复杂条件,确定高水材料构筑巷旁充填包体的留巷总体方案。对包体规格、结构参数、充填体位置的设计优化以及留巷工作中巷道超前扩帮护顶、采空区打设木点柱、工作面支架改造、打设切顶锚索、充填留巷工艺与工作面回采协同作业关键技术的应用和改进,实现了12303运巷留巷的安全、高效。     

窄高水材料巷旁充填沿空留巷围岩偏应力演化及控制

为了解决高水材料窄巷旁充填沿空留巷围岩破坏严重及难以控制的问题,以登茂通公司2202综采工作面1.4m窄高水材料巷旁充填沿空留巷为工程背景,基于实验室实验测试了水灰比为1.6∶1高水材料的强度特征,通过数值模拟及现场工程试验研究了高水材料窄巷旁充填沿空留巷围岩偏应力分布规律及其失稳破坏机制。结果表明：①随着超前工作面距离的不断增加,偏应力峰值带位置逐渐发生偏转,偏应力峰值大小逐渐减小,越靠近工作面采动影响越剧烈|②超前工作面40m范围内的巷道围岩偏应力峰值带主要集中在巷道右上肩角与左下肩角,超前工作面距离大于50m时的围岩偏应力峰值带主要集中在巷道顶底板围岩深部处,且近似呈对称状分布|③工作面回采且留巷完成后,留巷围岩偏应力峰值主要集中于实体煤帮与实体煤侧顶板处,支护时需保证锚索杆体穿过实体煤帮及顶板围岩偏应力峰值带位置。基于此提出高水材料窄巷旁充填沿空留巷围岩采用“顶板全锚索支护+巷内三排单体支柱+实体煤侧补强锚索加固+巷旁高水材料充填墙”对拉预紧锚杆并辅以单体柱护墙+采空区侧单体柱撑顶并辅以锚杆加固顶板的分区域非对称综合控制技术,通过现场工程实践证明了留巷围岩控制技术的合理性,保障了高水材料窄巷旁充填沿空留巷的稳定性。     

高瓦斯矿井高水材料充填墩柱沿空留巷技术

为了改善木垛沿空留巷木料消耗量大、劳动强度高、施工复杂、支护强度较低的问题,高河煤矿采用了高水材料充填墩柱沿空留巷技术,并在E1302回风巷进行了工业性试验。结果表明:木垛沿空留巷顶底板最大移近量为286 mm,采用高水材料充填墩柱沿空留巷技术顶底板最大移近量为188 mm,墩柱最大变形量为65 mm,高水材料充填墩柱沿空留巷技术施工工艺简单、墩柱抗压强度大,可有效控制围岩变形,同时增大巷道通风断面有利于风排瓦斯,防止矿井发生瓦斯事故。     

慈林山煤矿高水材料巷旁充填沿空留巷技术研究

为有效缓解慈林山煤矿采掘接续紧张的现状,在9107工作面开展沿空留巷工程实践。采用理论计算的方法得到9107工作面回风顺槽所需的巷旁支护阻力(8.8 MN/m)。通过建立FLAC3D数值计算模型,系统研究了不同充填体宽度、强度和顶板支护条件下的巷道围岩稳定性。研究结果表明：采用水灰质量比为1.5的高水材料作为充填材料,充填体宽度为1.4 m,高度为1.6 m时,可以保证充填体结构的稳定性;在此基础上,结合慈林山煤矿实际生产地质条件,提出“对拉锚杆+竖向梯子梁组合+支护体顶板支护”的高水材料巷旁充填体结构设计,有效地控制了巷旁充填体的横向变形,并提高了巷旁支护体的纵向承载能力。现场工业性试验表明,高水材料巷旁充填沿空留巷技术在慈林山煤矿取得了良好的效果,具有广泛的应用价值。