预掘两巷前进式固体充填采煤技术研究

针对部分“三下”压煤区域地质条件及已存在巷道系统的限制问题,为保证固体充填开采之后对岩层移动及地表变形的控制效果,提出了预掘两巷前进式固体充填采煤技术,分析了该技术的原理及难点,建立了预掘两巷前进式固体充填系统、优化了充填采煤关键设备结构及布置方案,设计了固体充填采煤无煤柱沿空留巷方案及工艺,优化了充填采煤与沿空留巷一体化工艺。现场实践表明,预掘两巷前进式固体充填采煤技术可有效控制岩层移动与地表变形,采空区充实率达90.6%,无煤柱沿空留巷断面保持在原断面的90%以上,地表最大下沉值125 mm,可安全高效地开采类似条件“三下”压煤资源。     

固体充填采煤沿空留巷顶板下沉影响因素研究

为研究不同因素对固体充填采煤沿空留巷顶板下沉的影响,分析了固体充填采煤沿空留巷的覆岩移动特征,基于Winkler地基假设,建立沿空留巷顶板力学模型。以济三煤矿63下04(南)-2运矸巷为工程背景,分析探讨巷道宽度、巷旁支护阻力、巷旁支护体宽度、采空区充实率与巷道上覆顶板下沉的关系,结果表明:顶板下沉量随巷道宽度的增加而增加、随巷旁支护阻力增加而减小、随巷旁支护体宽度增加而降低、随充实率的增加而降低。现场实践中,巷道宽度4.2m,巷旁支护体宽度4.5m,采用锚带网联合支护对巷道进行加固,采用垒砌矸石墙加混合充填体的综合支护方式进行沿空留巷的巷旁支护,实测得工作面后方留巷巷道两帮最大移近量230mm,顶板最大下沉量300mm。     

浅埋煤层似膏体机械化充填沿空留巷技术

以山西某矿12305浅埋工作面地质条件为背景,基于巷旁充填体工作阻力理论,设计了充填巷道支护参数、充填系统及工艺流程,提出了经济技术合理的沿空留巷似膏体机械化巷旁充填技术,为节约成本选用地方来源广泛的水泥、粉煤灰、砂石骨料、复合外加剂等作为充填材料。12305浅埋工作面试验结果表明采用该技术后,巷道顶底板及两帮变形速度极小,在工作面后方约200 m范围,变形速度为1~2 mm/d,证明了该充填沿空留巷技术获得了较好的效果,有效缓解了矿井采场接替困难的压力,保证了安全生产。     

无煤柱开采巷道围岩稳定性分析

综合考虑沿空留巷围岩变形、采场覆岩运动规律及巷旁支护结构的特点,将沿空留巷顶板结构简化为采空区矸石、巷旁充填体及巷帮煤体共同作用的弹性力学模型,计算了该条件下的支护反力,利用控制变量的方法分析了影响支护反力的主要因素是充填体宽度和充填体弹性模量,得出了巷旁充填体压缩量计算公式。在此基础上,通过UDEC数值模拟方法,模拟了沿空留巷顶板关键岩块在弹性支撑条件下的应力状态,分别得出了充填体宽度及弹性模量与顶板下沉量的关系。综合以上分析,确定了赵官煤矿1705工作面沿空留巷巷道围岩控制方案。     

沿空留巷巷旁充填体宽度与支护技术研究

为解决沿空留巷围岩易产生破坏变形问题,以神东煤炭集团锦界煤矿31115综采工作面沿空留巷为研究对象,对沿空留巷的设计、支护展开研究.研究结果表明:沿空留巷巷道围岩受采空区引起的不均匀载荷影响,处于不稳定的高应力状态下,会持续发生变形乃至破坏.针对沿空留巷巷道围岩易发生破坏变形的机理,确定巷旁充填体合理的宽高比及巷道补强...     

综采工作面沿充留巷围岩稳定性研究

采用理论分析方法对沿充留巷与沿空留巷二者巷道顶板压力进行计算对比分析。结果表明:沿充留巷与沿空留巷相比,在具有沿空留巷优势的同时,对采空区顶板有减压降沉的特点。计算沿空留巷顶板压力为P=212.94~358.54 MPa,沿充留巷顶板压力为P=161.98~256.62 MPa。可以看出充填体对采空区覆岩产生支撑力,有效减缓顶板下沉量,降低顶板压力。以金谷煤矿为工程背景,基于沿充留巷顶板压力理论计算值以及矸石充填开采技术特点,对巷道进行组合支架留巷、辅助支护以及巷旁注浆加固综合设计有效控制11101工作面矸石充填过程中巷道围岩变形量,确保巷道围岩稳定性。     

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。     

高瓦斯顶分层综采工作面沿空留巷支护技术研究

为解决高瓦斯条件下煤与瓦斯突出和采掘接替紧张问题,针对九里山矿煤层厚度大、掘进速度慢、开采顶分层的特点,对该矿24021工作面运输巷采用高水速凝材料巷旁充填沿空留巷技术.结合该工作面生产地质条件,通过对沿空留巷力学模型分析及充填体强度理论计算,从巷道支护参数、巷旁充填参数等几个方面对沿空留巷技术进行了研究,确立了合理的巷内支护和巷旁支护.现场实践表明,取得了良好的留巷效果.     

榆树田煤矿巷旁充填沿空留巷支护方式及参数选择

榆树田煤矿110403工作面运输巷采用超高水填充材料进行巷旁充填沿空留巷支护,根据生产条件和巷道支护状况,确定了巷旁充填体的布设及尺寸,提出充填体和留巷巷道加强支护的方法措施,选择了支护参数。通过数值模拟,预计了围岩变形量,可为该运输巷进行巷旁充填沿空留巷提供技术支持。     

新庄孜煤矿66110工作面巷旁充填技术研究与应用

为了有效地提高沿空留巷围岩的稳定性,必须针对采空区老顶变形特点,根据巷旁充填体控制机理选择合适的充填材料,并在新庄孜煤矿66110工作面进行了沿空留巷的工程实践。实践结果表明,该充填体能够适应采空区老顶变形,保证了留巷的使用,对相似地质条件下进行沿空留巷具有重要的借鉴意义。     

深部大采高充填开采沿空留巷围岩控制机理及应用

针对深部大采高充填开采沿空留巷支护系统损毁等矿压现象,提出了高水材料充填体性能优化、锚杆索强力联合支护和钢管混凝土组合支架的综合控制技术,并阐明其作用机制。综合多种方法研究分析不同配比方案条件下的充填体力学性能和矿压规律,得出C2组配比材料充填能较快形成稳定平衡大结构;提出降低实体煤帮高度和采用高强锚杆索形成点线面结合的支护结构体系,保障关键支承点实体煤帮稳定,以及高预应力高强锚杆索和桁架锚索系统保障留巷顶板小结构完整;研制的圆钢管混凝土组合支架具有承载能力高、抗弯性能强、塑性与韧性好以及一定让压能力和抗侧压能力等优越性,能适应深部留巷顶板大变形和提升充填体围岩支护性能。现场实践表明,采用综合控制新技术后,无明显周期来压现象,支护系统未发生弯曲损毁现象,充填体侧顶底板移近量达490 mm,实现了深部大采高沿空留巷围岩的有效控制。     

水力压裂基本顶沿空留巷顶板变形特征研究

摘 要：为探究水力压裂基本顶沿空留巷对巷道顶板及巷旁支护体顶部变形的影响,本文以榆家梁矿43308运输顺槽沿空留巷水力压裂基本顶工程为背景,采用FLAC3D数值模拟方法对水力压力前后沿空留巷顶板与巷旁支护体顶部的变形特征进行了分析,结果表明：沿空留巷顶板下沉量呈现由煤壁处向支护体处逐渐增大的趋势,巷旁支护体顶部变形量呈现由沿空留巷处向采空区处逐渐增大的趋势,均呈现“倾斜”特征。水力压裂基本顶前后,沿空留巷顶板平均下沉量由10.7 mm减小到7.23 mm,而巷旁支护体顶部平均变形量由16.82 mm减小到9.13 mm,沿空留巷顶板下沉量与巷旁支护体顶部变形量分别降低32.43%和45.72%。现场实测结果显示,水力压裂基本顶沿空留巷的巷道顶板下沉量与巷旁支护体顶部变形分别维持在20 mm~25 mm和60 mm~65 mm之间。水力压裂基本顶沿空留巷技术在榆家梁矿的成功应用,为其他类似矿井或工作面提供了一定的借鉴意义。     

“条采留巷充填法”绿色协调开采技术

为减轻高强度开采对我国西北地区地表及生态环境的破坏,结合条带开采与充填开采的优势,提出了一种“条采留巷充填法”部分充填的协调开采方法。采用理论分析与相似模拟相结合的研究方法,给出了条带开采的采留宽、沿空留巷的巷旁充填宽度和充填率的确定原则,分析了巷旁充填体提升条带煤柱稳定性的作用原理及置换煤柱开采的覆岩稳定性。以哈拉沟煤矿22407工作面地质条件为工程背景,确定了合理的工艺参数并进行了数值模拟研究。结果表明:在开采尺寸达到充分采动后,覆岩中的亚关键层4最大下沉量为12 mm,可推知地表基本不出现下沉,取得了良好的地表沉陷控制效果。该技术为降低充填成本,保护地表生态环境提供借鉴。     

切顶卸压巷旁U型钢棚支护沿空留巷技术研究

为了减少煤与瓦斯突出矿井煤巷掘进工程量,保证矿井正常接续,针对云盖山煤矿一矿“两软一硬”不稳定煤层地质条件和矿井单一综放工作面组织生产,以矿井22202综采工作面切顶卸压巷旁U型钢棚支护沿空留巷为研究对象,提出了中厚煤层巷内基本支护采用锚索网+钢带、巷旁支护采用36U型钢棚支护的沿空留巷围岩控制技术。实践监测结果表明:沿空留巷顶板最大离层量115 mm,中线至巷道上帮（老空侧）、下帮最大移近量分别为24,207 mm,留巷效果显著。此沿空留巷技术避免了对采面正常生产的影响,对建设“一矿一面”安全高效矿井具有重要意义。     

祁东矿巨厚坚硬顶板切顶无煤柱开采技术应用研究

为解决当前煤矿开采过程中存在煤炭采出率低、留煤柱开采引起应力集中、巷道围岩控制难等问题,以祁东煤矿7135工作面为工程背景,提出切顶沿空留巷技术。通过对巷道围岩运动特征和留巷技术原理的研究分析,确定切顶留巷关键技术参数,并在现场进行了工程应用。结果表明,采用高强预应力锚索补强顶板、垛式支架支撑顶板及可伸缩U型钢挡矸防护等联合支护体系,实体煤帮平均变形量达到166 mm,采空区帮平均变形量达到237 mm,顶板平均下沉量达到163 mm,平均底鼓量208 mm,留巷变形满足安全生产要求。     

中厚煤层切顶卸压沿空留巷巷旁支护技术研究

根据切顶卸压沿空留巷巷旁支护技术特点,研究分析了工字钢(单体支柱)、双节U型钢和钢丝绳3种巷旁支护技术。深部中厚煤层留巷时,上述3种巷旁支护技术中工字钢偏向刚性,易被压弯;钢丝绳偏向柔性,留巷侧鼓包明显,变形量大;双节U型钢刚柔并济,通过纵向让压和侧向抗压技术优化,可达到服务年限长、留巷效果好的目的。实践表明:切顶卸压沿空留巷施工难度大,时间跨度长;选用双节U型钢巷旁支护技术是合理可行的,能够为深部开采中瓦斯、水害治理赢得时间。留巷侧巷帮变形量在留巷初期呈现显著变化状态,在支护器材回撤阶段呈现慢速变化状态,其余时段则呈现近似稳定状态(蠕变)。     

松软煤层留底煤巷道沿空留巷底板加固技术研究

针对松软煤层沿顶掘进留底煤巷道条件下的沿空留巷巷道底鼓,提出了一种钢筋混凝土灌注桩加固底板方案。在超前回采工作面巷旁支护体下方钻孔,钻孔穿过底煤至基岩以下约500 mm,钻孔内放入钢筋笼并且浇筑混凝土形成钢筋混凝土灌注桩,待工作面回采后使得巷旁支护体处于灌注桩上方。文章主要依托霍尔辛赫煤矿3605综放工作面柔模混凝土沿空留巷进行工业性实践,通过对沿空巷道围岩的收敛变形量进行观测,没采用底板加固段巷道底鼓量约稳定在350 mm,采用钢筋混凝土灌注桩加固底板后巷道底鼓量约稳定在100 mm。结果表明:钢筋混凝土灌注桩加固底板方案能够有效控制沿顶巷道条件下沿空留巷的底鼓。     

我国沿空留巷支护技术发展现状及改进建议

介绍了我国沿空留巷巷内和巷旁支护形式及其理论研究现状,分析了沿空留巷的适用条件,指出了我国沿空留巷目前所存在的主要问题是支护设计思路不合理、巷内支护多属于被动支护、巷旁支护存在力学性能与沿空留巷围岩变形不适应、对沿空留巷围岩控制机理研究不够深入。并提出了将沿空留巷技术视为一项系统工程、采用锚网索支护作为沿空留巷内基本支护等发展沿空留巷技术的建议。     

煤矿高浓度胶结充填开采沿空留巷技术研究

以新阳煤矿10203充填工作面为研究背景,通过理论分析和数值模拟,对垮落法和充填法开采下的采空区沿空留巷巷道矿山压力进行了对比分析,进一步探究了采空区全部充填后沿空留巷巷道的变形规律。结合高浓度胶结充填体的力学特性,设计了沿空留巷巷内基本支护、加强支护的方式,并将其运用于生产实践。井下应用表明：充填开采后的沿空留巷巷道围岩变形量较小,其变形率仅为8%左右;巷道顶板较为完整,没有发生大的冒落,且巷道煤壁无片帮现象发生;巷道内采用的锚杆、锚索、金属网、单体支柱联合支护安全可靠,支护合理。煤矿高浓度胶结充填开采沿空留巷技术工艺简单,可操作性强,采空区充填完毕后自然形成沿空巷道,而且杜绝了沿空留巷巷道常见的火灾、瓦斯等灾害,具有广阔的应用前景。     

顶底双软薄煤层沿空留巷支护技术

针对顶底双软薄煤层沿空留巷出现的问题, 基于矿压关键层理论, 分析了沿空留巷围岩变形机理, 提出了预掘软弱顶板, 建立“Z”字台阶型沿空留巷结构的错位沿空留巷方法。现场实测表明:该方法采用优先垒砌矸石墙, 巷道内及时构建胶结充填体和单体支柱补强支护的沿空留巷工艺, 留巷效果良好。