似膏体巷式充填采煤技术及应用

结合公格营子煤矿水体下压煤似膏体巷式充填开采的实践,介绍了似膏体充填材料的组成与配比及充填工艺流程,研究了巷式充填采煤的工作面布置方式、充填巷掘进充填顺序和支护方式、巷道充填工艺;分析了巷式充填开采的地表下沉和井下涌水控制效果及经济效益。实践表明,地表沉降得到有效控制,地表下沉系数仅为3.5%;井下涌水量由350 m3/h减小到150 m3/h,大幅改善了井下安全生产条件,可解放压煤量300万t。     

整合矿井密闭墙启封技术研究及实践

针对马营煤矿作为典型整合矿井,小窑破坏区数量多,有一条与整合前原南运输巷相连的14号密闭巷道,在9103工作面回风巷掘进过程中,绕行通过14号密闭墙的问题,提出了为确保巷内带式输送机的安装,必须将9103工作面回风巷拉直,对14号密闭墙进行内拓处理.在分析14号密闭墙所处环境的基础上,制定了启封总体思路,然后按照排放有害气体、预先用罗克休材料充填密闭墙、用马丽散加固巷道、砌密闭墙等程序进行了密闭墙的启封和重新砌筑.结果表明:启封思路正确,罗克休材料能快速固化充填巷道,马丽散能使松散破碎煤岩体粘结成一体,提高围岩支撑力,确保密闭效果.     

快速封闭技术在综采工作面顺槽联络巷的应用

大多数现代化矿井采煤工作面顺槽采用连采机双巷掘进,两巷之间联络巷较密集,生产过程中需要及时封闭,联巷的密闭封堵充填工作就显得尤为重要。通过分析研究,确定柔模无机固化充填材料用于构筑防火密闭墙,提出联巷快速密闭工艺及设备,并进行了应用测试,结果表明密闭墙具有较好的密闭效果,降低了联巷密闭墙的施工成本,实现了"机械化掏槽+人工支模+机械化泵送"的快速构筑工艺。     

支承压力影响下防火密闭构筑物构建

为了合理确定在支承压力影响下防火密闭墙的位置及结构,文中结合工作面支承压力分布规律,参考FLAC 3D数值模拟结果和《矿井密闭防灭火技术规范》中的相关要求,最终确定联络巷防火密闭构建在距辅运顺槽副帮4~7m;确定了工作面平巷联络巷防火密闭采用"1.0m混凝土墙+1.0m罗克休充填层+1.0m混凝土墙"的结构形式,提出了密闭构筑物使用过程中的管理要求。     

U+L通风下采空区漏风规律及气体体积分数分布研究

针对酸刺沟煤矿U+L通风条件下漏风复杂且上隅角O_2体积分数偏低、有害气体体积分数偏高的问题,通过现场试验及数值模拟,对采空区漏风规律及气体体积分数分布进行研究,并提出一种新式密闭封堵措施。结果表明:采空区联络巷密闭漏风导致相邻采空区有害气体通过密闭裂隙漏入回采工作面采空区,且受回采工作面遗煤氧化及原煤CO_2解吸影响,回风隅角O_2体积分数偏低,CO_2和N_2体积分数偏高;回风隅角O_2体积分数与联络巷密闭距工作面距离成正比,CO_2和N_2体积分数与联络巷密闭距工作面距离成反比;采取密闭封堵措施后,上隅角CO_2体积分数降到0.25%以下,O_2体积分数提高到16%以上;现场试验及数值模拟得到的采空区"三带"范围基本一致,氧化带范围为7～110 m,确定采煤机割煤速度不得小于2.13 m/d。     

巷旁高水材料柔模墙隔离采空区瓦斯治理技术研究与应用

矿井采空区内瓦斯浓度伴随着距工作面越来越远而不断增大。靠回采面一侧较低,随着距离的越来越大,瓦斯浓度不断升高。工作面切顶卸压沿空留巷后,采空区密闭不好,大量采空区瓦斯进入回风流,导致回风流中瓦斯浓度较高,瓦斯含量超标,影响正常的安全生产。为了降低切顶卸压沿空留巷工作面回风流风排瓦斯量,主要技术手段是巷旁充填密闭墙和高位钻孔主动抽放。以鹿台山煤业有限公司2206工作面为工程案例,在切顶卸压沿空留巷的基础上通过构造巷旁充填墙实现密闭采空区,同时通过加强高位钻孔主动抽采和采空区埋管进行采空区抽放瓦斯。可有效密闭采空区、明显改善采空区漏风,提高高位钻孔和采空区埋管瓦斯抽放量。采用巷旁充填密闭后工作面回风巷瓦斯含量明显降低,满足矿井的安全生产。     

矸石充填综采工作面沿空留巷技术

济宁三号煤矿6304工作面采用综合机械化固体充填采煤法,采空区采用矸石充填法管理顶板,为减少综采工作面掘进回采巷道,提高回采储量,实现2个临近工作面共用1条回采巷道,可对先采工作面运矸巷巷帮进行充填,实现后采工作面继续应用此巷道。结果表明:留巷稳定后,巷道平均宽度4.5m以上,巷道平均高度约为3m,满足了工作面安全生产的需要。     

高水充填材料在采煤工作面过空巷中的应用

针对12205工作面回采过空巷期间易出现煤墙片帮、漏顶,影响工作面安全回采问题,提出利用高水速凝充填材料对空巷进行充填加固技术方案.通过模拟试验,选取水灰比为3:1的高水充填材料,在回采期间采取对工作面煤体进行注浆固化、工作面调斜、巷道超前加固支护等补充措施.经现场应用,工作面煤壁未出现大范围片帮和漏顶现象.     

综放工作面煤层自燃综合治理技术

为了解决佳新能源公司综放工作面自然发火防治问题,在对1501综放工作面自然发火危险性分析的基础上,对14和15号煤层的煤样进行了升温氧化试验,确定了一氧化碳和乙烯为该矿的煤层自燃指标气体;采用在采空区注氮CFD模拟、理论计算等方法,进行采空区注氮技术研究.试验结果表明:以注氮为主,工作面上下端头密闭编织袋堵漏、工作面架间喷洒阻化剂等为辅的综合防治技术措施,可以成功治理1501综放工作面采空区自然发火危险,使工作面回风巷的CO体积分数由原来的0.008 0%降到0.001 5%,上隅角CO体积分数由0.010 0%降到0.004 0%.     

充填技术在综放工作面过废弃井筒和旧巷的应用

针对综放工作面过废弃井筒和旧巷易造成支架失稳及采动压力影响等问题,采用充填方式分别对回风立井井筒内3#煤层顶板以上20m范围及旧巷道进行治理,在巷道构筑密闭墙,使用水泥粉煤灰浆液分别对井下旧巷和井上井筒充填。根据现场实测,工作面支架工作阻力变化幅度不大,未发现异常情况。     

煤矿井下矸石充填巷道置换采煤技术

针对建筑物下煤炭资源回收和矸石井下处理等问题,提出矸石充填采煤的研究思路及井下充填方案并构建了充填系统,将现有的胶带运输机改进成机尾驱动式的运输矸石胶带机,并利用矸石充填机充填巷道。通过利用废弃的岩巷布置充填系统减少了充填系统的岩石工程量降低了工程费用。     

高瓦斯突出煤层原位充填沿空留巷技术研究

为解决高瓦斯煤层巷道掘进过程中易出现瓦斯突出、工作面回采瓦斯浓度频繁超限、工作面采掘接替紧张等难题,以高山煤矿1902工作面为工程背景,研究了高瓦斯突出煤层原位充填沿空留巷技术。通过理论分析选定预制混凝土砌块墙原位充填支护方式,理论计算出充填隔离墙体留设宽度为0.72~1.68 m;运用FLAC^3D数值模拟软件分析了0.8、1.2、1.6 m共3种不同墙体宽度条件下巷道围岩塑性区、巷道应力及位移分布规律,并在1902工作面进行现场试验与矿压监测。研究结果表明：随着充填隔离墙体留设宽度的增加,墙体切顶能力增强,巷道围岩应力、位移变形量减小,最终确定墙体合理留设宽度为1.2 m。现场监测留巷顶底板平均总移近量基本维持在250 mm±50 mm,两帮平均总移近量维持在200 mm±20 mm,从而检验了该技术的可行性,可为类似条件煤矿应用沿空留巷技术提供借鉴。     

大采高工作面过空巷高水材料充填技术实践

针对锦界煤矿31116工作面过空巷易发生顶板跨落及煤壁大面积片帮等问题,提出了高水材料充填技术施工方案,并进行了工业性试验。结果表明：31116工作面通过充填空巷期间,工作面顶底板移近量和两帮移近量等围岩变形较小,均在可控制范围内,有效保障了工作面过空巷区域的安全。     

高河能源E1302工作面分层充填开采技术分析

针对高河能源“三下”压煤量大,矿井服务年限不足的问题,以高河能源E1302工作面为背景,分析了高河能源E1302工作面地质条件,确定了采用分层充填开采的技术方案。从开采顺序、工作面巷道布置方式、隔离充填工艺等方面分析了E1302工作面充填开采方案,并确定了以煤矸石为主的充填材料和系统工艺。通过井下实践,优化了充填技术工艺,提高了工作面采煤和充填效率。     

突出煤层跨胶带风门防逆风装置的设计与应用

为保证煤与瓦斯突出矿井煤巷掘进工作面煤流运输高效、快捷及通风系统稳定、可靠,需采用胶带输送机出煤。但由于与巷道连接的主要胶带巷为进风巷,所以在巷道回风口与主要胶带巷之间构筑1组控风设施,按照现场胶带输送机安装现状来看,胶带机头位置逐渐变高,无法实现通风设施的构筑以及漏风量的控制。现设计胶带输送机尾部采用卸载架延伸的方式穿越墙体,然后设计通过墙体的卸载架控风措施,有效解决了胶带机头无法构筑设施及设施漏风大的难题,实现了煤流的正常运输,通风系统稳定、可靠,保证了矿井的安全、高效生产。     

厚煤层分层充填开采沿空留巷及端头顶板控制技术

为提高厚煤层分层开采资源回收率,降低巷道掘进工程量,以E1302工作面为工程背景,利用工作面现有巷道布置顶分层充填工作面,并通过沿空留巷为底分层服务;针对顶分层初采期间和工作面两端头存在三角顶煤区的问题,通过及时支护顶板和煤壁、铺网、控制充填步距、端头铺设板梁及加强顶板观测等技术措施,保证了工作面顶板安全.     

大倾角薄煤层沿空留巷围岩控制技术

针对新庄孜矿62110工作面上风巷倾角大、煤层薄,且该留巷维护时间长、变形大,分析了该条件下巷道围岩支护的特点,提出了采用架喷锚注和巷帮充填对留巷进行联合支护,并应用FLAC2D5.0软件模拟分析了不同充填墙体尺寸对留巷效果的影响。矿压观测结果表明:采用架喷锚注支护后,随工作面向前推进及充填墙体强度增加,墙体承受的压力逐渐加大,巷道移近量呈跳跃性减小性的趋势。     

回采巷道顶部袋式充填技术应用研究

为解决由于煤层产状变化使端头三角煤无法回收的难题,以赵庄矿5313工作面为工程背景,提出回采巷道顶部袋式充填材料性能需求.根据实际地质条件,改良高速涡流制浆桶优化了充填系统,并在现场实施过程中优化施工工艺,通过观测巷道围岩变形量检验顶部充填效果,巷道两帮最大移近量196mm,达到了预期的效果设想.     

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。