中厚煤层切顶卸压小煤柱沿空掘巷关键参数研究

为解决青龙煤矿因围岩压力大带来的巷道帮鼓、顶板下沉、围岩变形大的问题,采用切顶卸压双向聚能爆破技术,结合理论分析、数值模拟、现场实测等方法对中厚煤层切顶卸压小煤柱沿空掘巷关键参数进行研究。提出了“切顶卸压预裂爆破技术”+“锚网索联合支护”的小煤柱沿空掘巷技术来应对传统小煤柱沿空掘巷在深部矿井所面临的问题。研究表明,当切断基本顶关键岩块,改变其断裂位置,能够减弱后期基本顶回转下沉对沿空巷道的破坏。切顶角度10°、切顶高度10 m、炮孔间距500 mm、煤柱尺寸5 m时卸压效果最佳。沿空巷道切顶段在掘巷期间顶底板移近量比非切顶段减小了32%;煤柱帮变形量比非切顶段减小39%;实体煤侧变形量比非切顶段减小42%。回采期间切顶段顶底板移近量比非切顶段减小24%;煤柱帮变形量比非切顶段减小30%;实体煤侧变形量比非切顶段减小27%。切顶卸压效果明显,对在深部围岩应力大、巷道变形严重难以控制的沿空掘巷矿井实施切顶卸压小煤柱沿空掘巷有一定借鉴作用。     

爆破切顶卸压技术在小煤柱留巷中的应用

为解决青洼煤业小煤柱留巷时应力集中高、巷道压力大等问题,采用爆破切顶技术对煤柱进行卸压处理,进行了钻孔设计、切顶高度设计、装药设计等,并提出了快速装药技术.现场试验效果表明,快速装药技术省时省力,安全系数和装药效率大大提高;爆破切顶卸压后小煤柱应力分布较均匀,承载力较强,工作面回采后留巷变形量较小,卸压效果显著.     

切顶卸压技术在窄煤柱沿空掘巷中的应用

针对沿空掘巷顶板压力大、留设宽煤柱造成煤炭资源浪费严重问题,以漳村煤矿为工程背景,基于预裂爆破切顶卸压技术原理,提出切顶卸压窄煤柱沿空掘巷技术,在掘进过程中采用恒阻锚索补强支护,留设煤柱由原来的30 m缩小到6 m,巷道顶底板位移量为120 mm,两帮移近量为210 mm,达到了预期效果。     

切顶条件下窄煤柱沿空掘巷围岩稳定性研究

针对坚硬顶板窄煤柱沿空掘巷围岩控制工程问题,研究了切顶条件下窄煤柱沿空掘巷顶板运动规律,分析了切顶高度对窄煤柱变形和巷道围岩稳定性的影响。研究表明：巷旁切顶可以有效减小窄煤柱沿空侧悬顶面积与顶板旋转下沉量,降低了上覆岩层及沿空侧顶板对窄煤柱的传递荷载,从而提高了沿空掘巷围岩稳定性;切顶高度与窄煤柱变形量呈负相关,切顶高度越大,工作面回采期间煤柱压缩量和侧向位移量越小。邱集矿采用窄煤柱沿空掘巷巷旁切顶卸压技术后,沿空掘巷围岩稳定性高,实现了坚硬顶板条件下窄煤柱沿空掘巷的安全高效运行。     

深孔爆破切顶卸压控制沿空掘巷围岩变形技术研究

为了解决九里山矿采掘接替紧张导致的沿空掘进的巷道变形严重的问题,对15071工作面运输巷进行了深孔定向爆破卸压的研究与实践工作。通过理论分析、现场试验、矿压观测等手段明确了爆破切顶卸压技术对控制沿空掘巷围岩变形中的积极作用,并研究了爆破、装药等相关参数和工艺。研究结论认为15071工作面运输巷进行的深孔爆破切顶措施对相邻的15091沿空掘进的巷道起到了良好的卸压效果,与未切顶卸压巷道相比,掘进期间巷道围岩压力减小,巷道变形量得到有效控制,支护质量明显提高。     

沿空掘巷切顶卸压技术应用研究

为降低沿空掘进巷道维护成本,提高资源回采率,延长矿井服务年限,漳村煤矿实施沿空掘巷切顶卸压技术。通过理论分析及计算,确定切顶卸压技术参数。结合现场条件,合理安排切顶爆破时间及采取超前加固措施,在2502风巷实施切顶卸压技术,爆破切顶高度达20 m,小煤柱所受顶板垂直应力为零,切断煤柱与基本顶之间层间联系,实现采空区连续垮落,节约维修费用588万元。     

同忻煤矿大采高综放工作面小煤柱巷道爆破切顶技术研究

针对同忻煤矿5210巷采用小煤柱沿空掘巷后,小煤柱巷道回采期间仍伴随强矿压显现,巷道超前影响范围大,矿压剧烈,不易维护等问题,文章通过理论计算、数值模拟等方法研究了小煤柱巷道爆破切顶卸压技术,并进行了现场工业性试验,对5210巷围岩表面位移进行了监测。研究表明,5210巷采用切顶卸压后,较好地控制了同忻矿5210巷围岩变形破坏,实现了小煤柱稳定护巷的目的。     

切顶卸压技术在晋煤某矿XV 2301工作面的实践

为解决晋煤集团某矿综采工作面间留小煤柱沿空掘巷而导致的掘进成本高、采掘接替紧张、材料消耗大、作业成本高及系统复杂等问题,采用理论分析和现场实践方法,并结合切顶卸压技术对XV2301运输巷进行了沿空留巷无煤柱开采设计与实践,分析了双向聚能张拉成型爆破切缝机理,给出了切缝高度、切缝角度、切缝孔间距及布置方式等定向预裂爆破切缝关键参数,提出了切顶卸压沿空留巷巷旁支护方式,将巷内支护区分为3个不同区域,分别选用对应的支护模式。现场测试数据表明,滞后工作面190 m后,巷道表面变形、离层和锚索受力情况基本稳定,切顶卸压无煤柱开采技术在XV 2301工作面现场实践中取得了良好的效果。     

定向预裂切顶沿空掘巷技术应用研究

为了解决九里山矿沿空掘巷巷道支护压力大、变形量大、支护困难、维修工程量大的问题,基于切顶卸压原理和定向预裂爆破技术,结合九里山矿15091回风巷顶板岩层情况,确定了预裂爆破的深度,采用了双缝定向预裂管有效控制爆破产生裂隙的方向,实现了定向爆破。制定了切顶沿空掘巷施工方案,确定了定向预裂爆破参数及沿空掘巷巷道支护形式与参数,并通过矿压观测,对沿空掘巷成巷效果进行了评价。研究结果表明:采用定向预裂切顶爆破后,成巷不稳定时间由30 d缩短到20 d,短时间内巷道进入稳定期;沿空掘巷巷道两帮移近量最大为326 mm,较未切顶巷道减少了112 mm;顶板最大移近量为135 mm,较未切顶巷道减少了80 mm,巷道变形量明显减少,巷道维修量也大幅减少,取得了较好的经济效果。     

厚煤层切顶卸压护巷技术研究与应用

为了切实解决采深加大、强动压显现的强矿压现状,改变以工作面间留设大煤柱减压造成资源浪费的现象,以王庄煤矿为研究背景,通过理论分析和数值模拟相结合的方法,研究临空面侧向支承压力分布及工作面垮落破断结构特征,提出爆破切顶卸压技术,确定切顶爆破关键参数,并在现场进行了工业性试验。实验结果表明：通过实施爆破切顶技术预裂顶板关键岩层后,小煤柱巷道顶底板变形量降低了60%～77%,两帮变形量降低了87%～92%,有效改善了回采巷道应力环境,能够满足安全生产要求。研究结果为类似开采条件切顶卸压沿空掘巷提供参考。     

大采高厚坚硬顶板巷道定向爆破切顶卸压技术研究

针对马道头煤矿5209工作面回风巷在高强支护情况下,伴随着上临5210工作面回采产生的巷道大变形问题,采用理论分析、数值模拟、现场试验等方法,对大采高厚坚硬顶板巷道定向爆破切顶卸压技术进行了研究。研究结果显示：巷道爆破切顶卸压的工作机理是通过对煤柱侧未垮落基本顶岩层进行爆破切顶,使其及时垮落,进而减小煤柱载荷和基本顶岩层因为旋转下沉而对煤柱造成的挤压变形|基本顶岩层在爆破切顶卸压后初次垮落步距与周期垮落步距均减小,进而减轻了矿压显现程度|爆破切顶卸压的最佳切顶角度为60°,在爆破切顶卸压后,煤层垂直应力峰值由21.1MPa降低至16.3MPa|爆破后钻孔窥视结果显示,爆破孔与导向孔均沿着孔内聚能管聚能槽方向产生了与走向切缝方向一致裂纹|在5209回风巷进行了巷道表面位移观测发现总体变形量较小,巷道完整性较好,定向爆破切顶卸压效果显著。     

基于槽波波速层析成像的爆破卸压效果评价方法

工作面上覆采空区遗留煤柱造成的应力异常,给煤矿开采带来极大安全隐患,爆破是消除煤柱应力集中的常用办法,但是缺少对爆破效果进行评价的技术。分析了槽波波速与应力之间的定性关系,上覆煤柱爆破前后进行2次槽波波速层析成像,并计算2次槽波波速差值,对工作面上覆煤柱爆破卸压效果进行评价。将槽波波速成像结果与数值模拟、矿压监测结果以及回采实际情况进行了对比分析。结果表明:工作面内槽波波速与围岩应力状态具有良好的相关性;槽波波速能够有效地反映工作面内应力分布及转移情况,合理评价煤柱爆破卸压效果。     

祥升煤矿3301工作面切顶卸压无煤柱开采技术

为了减轻工作面回采过程中巷道支护的压力,祥升煤矿3301工作面采用了顺槽切顶卸压无煤柱沿空留巷技术。通过经验法确定巷道切顶参数,采用钻孔爆破法施工。考虑到爆破会对巷道的稳定性有影响,对巷道分段进行了加强支护。现场实践结果表明,在切顶卸压后巷道的支护更加容易,可节约支护成本约为542元/m。     

神东矿区切顶卸压留巷工作面“开式采空区”防灭火技术研究

切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术是煤炭回采工艺的重要革新,采空区的防灭火管理是此新工艺能否得以推广应用的关键影响因素之一。文章对神东矿区哈拉沟煤矿12201切顶卸压无煤柱开采采空区防灭火管理进行了研究,从新工艺采空区的管理分析、通风系统的分析、工作面风量配置、采空区气体分析、采空区"自燃"三带分布分析以及综合防灭火技术的应用,总结了切顶卸压无煤柱开采技术采空区防灭火管理经验,为神东矿区浅埋深近距离煤层中推广应用切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术奠定了基础。     

韩家湾煤矿切顶卸压沿空留巷技术应用

为进一步提高煤炭资源回收率,以韩家湾煤矿214201工作面应用沿空留巷开采技术为背景,为确保工作面成功留巷,在工作面实施爆破切顶卸压技术实践。结合煤层顶底板岩石物理力学性质,通过理论分析与现场试验确定切顶卸压爆破技术参数,在实施爆破切顶前采用恒阻大变形锚索加强切顶侧顶板支护,之后采用爆破切缝技术定向切顶卸压。现场监测结果表明,爆破切顶卸压之后,顶板能够按照预定的方向切缝,在工作面回采过程中,通过对留巷支护参数及形式的设计,最终所留巷道效果明显,达到了沿空留巷的目的。     

无煤柱综采工作面沿空留巷支护技术应用

为了保证8201无煤柱综采工作面安全高效回采,提高沿空留巷顶板稳定性,防止沿空巷顶板出现破碎、冒落现象,通过技术研究,合理分析了8201无煤柱综采工作面在回采期间主要存在的技术难题,并对沿空巷（5201巷）顶板提出了预裂爆破切顶卸压技术,并采取了“柔模浇筑+迈步式走向JW型锚索吊棚+桁架锚索支护”联合支护技术,通过实际应用效果来看,切顶卸压技术有效阻止工作面回采应力向沿空巷侧传递,防止了沿空巷顶板下沉、破碎现象;与传统挡矸装置相比,联合支护技术成本费用低、施工工序简单,有效起到了挡矸护顶作用,而且有效防止了工作面回采时超前集中应力对沿空巷破坏作用,超前应力区顶板下沉量控制在0.15 m以下。     

大采高工作面切顶卸压沿空留墙技术可行性研究

为解决大采高工作面沿空留墙混凝土墙体承载大导致墙体大量变形的问题,针对王庄煤业沿空留墙现场条件,对沿空留墙混凝土承载结构进行了确定,计算了混凝土墙体承受载荷与其最大承载能力,提出了采用切顶卸压技术减弱墙体承受载荷。通过数值模拟分析得出采用切顶措施后,可以有效减小工作面侧向支承应力峰值,减小混凝土墙体承受的载荷,降低回采巷道煤帮侧应力集中现象,达到卸压的效果。以数值模拟结果为基础确定采用爆破切顶技术,切顶高度为15 m,并对爆破方案进行了设计。现场实践结果表明,该爆破切顶方案成功起到了卸压护巷的作用。     

特厚煤层小煤柱沿空掘巷围岩控制技术实践

为了解决特厚煤层大采高综放开采强动压影响下小煤柱沿空掘巷围岩控制难题,结合马道头矿5211回风顺槽地质情况,分析了留小煤柱沿空掘巷的关键技术及巷道锚网支护技术,并进行了井下试验。试验结果表明:通过确定合理煤柱宽度、切顶卸压以及高强锚网支护后,巷道围岩变形量较小,围岩稳定可控,满足安全使用要求。     

深孔爆破切顶卸压护巷技术在迎采动掘巷中的应用

为解决迎采动掘巷大变形的难题,以官地矿22610综采工作面为研究对象,在分析了采空区侧向煤体内支承压力基础上,采用深孔爆破切顶卸压护巷技术,达到改善煤柱应力环境、控制工作面隅角悬顶的作用。工程应用效果表明:采用该技术后,工作面支架后垮落充分,无悬顶,相邻迎采动掘巷变形量均在使用要求范围之内,取得良好效果。     

坚硬顶板切顶卸压围岩变形规律研究

为了进一步揭示坚硬顶板超前切顶卸压轨道下山的变形规律和保安煤柱的应力分布特征,以潞宁煤矿22115工作面开采为工程背景,利用相似材料模拟和现场实验,分析了坚硬顶板切顶轨道下山变形规律。结果表明:切顶可使采空区坚硬顶板在剪应力作用下沿着预制裂隙垮落,缩短悬顶长度,切断应力传递途径,有效缓解了保安煤柱承担的载荷。现场实践效果较好,巷道顶底板移近量约为320 mm,两帮移近量约为245 mm;切顶卸压技术是高应力坚硬顶板大变形巷道围岩控制有效途径之一。