朱庄煤矿坚硬特厚顶板沿空留巷技术应用

针对保留煤柱护巷中存在采出率低、巷道维护困难等问题,在坚硬特厚顶板条件下沿空留巷围岩移动规律分析的基础上,提出了针对性的沿空留巷控制技术与手段,形成了配套的墙体充填材料、工艺系统与组织形式,优化了留巷后期巷道及墙体支护参数,提高资源回收率,实现相邻区段连续开采.以朱庄煤矿坚硬特厚直覆顶板综采工作面为研究对象,分析模板支架充填沿空留巷技术和取得的效果.     

窄煤柱工作面沿空留巷围岩大变形控制技术及应用

针对窄煤柱工作面沿空留巷巷旁支护体参数不合理和围岩严重变形等问题,研究了不同巷旁支护体宽度、强度和充填率对窄煤柱工作面沿空留巷围岩变形破坏的影响。研究结果表明:充填体宽度、强度和充填率不同,对窄煤柱工作面沿空留巷围岩应力分布及变形有很大影响;充填体宽度、强度和充填率过低时充填体承载能力较小,沿空留巷围岩变形量较大;过高时顶板下沉量减小不明显,使成本增加;充填体宽度2 m,强度为30 MPa,充填率95%以上,可保证沿空留巷围岩稳定;提出的"巷内锚网索+巷旁充填柔模混凝土墙+单体柱+基本底注浆"联合支护技术,控制了沿空留巷围岩的大变形。工业性试验结果表明:沿空留巷顶底板移近量最大值600 mm,两帮移近量最大值为435 mm,分别是原方案变形量的55. 5%和51. 6%,沿空留巷围岩变形得到有效控制,能满足通风和安全生产的要求。     

沿空留巷巷旁支护技术的发展

在综述巷旁支护技术发展历程的基础上，提出膏体材料巷旁充填沿空留巷新技术；分析沿空留巷顶板破断垮落特征，建立了膏体材料巷旁充填沿空留巷的力学模型，提出了膏体材料巷旁支护体主要参数的确定方法，并将研究结果应用于工程实践。     

综放沿空留巷顶板活动规律的模拟分析

采用相似材料模拟和计算机数值模拟,对沿空留巷老顶破断位置与形状、不同支护方式对顶板活动的影响以及相关的巷旁上技术和进行了初步分析。模拟结果表明,采用锚杆（索）网联合支护和人工筑构较充强度的巷旁充填体,有利于综合机构放顶煤开采沿空留巷顶板的稳定,并给对充填带宽度和充填材料抗压强度的最低要求。     

厚硬岩层直覆沿空留巷顶板关键块结构及控制

基于沿空留巷围岩大、小结构稳定原理,分析了厚硬岩层直覆条件下沿空留巷顶板关键块所形成的结构及其围岩所处应力环境,并讨论了不同关键块长度围岩大结构的形式及对巷旁充填体所产生的影响,认为合理关键块长度是控制围岩稳定性的关键。结合平煤十二矿地质条件数值模拟了不同关键块长度控制下厚硬顶板直覆留巷围岩大结构稳定的不同形式,得出了其关键块体的合理长度,并基于厚硬顶板运动特征提出了控制关键块体长度的倾向小水平转角钻孔群切顶控制技术。     

“三软”煤层综放开采避开动压沿空留巷方法及应用

为实施"三软"煤层综放面沿空留巷,掌握留巷围岩结构和矿压变化规律,以新登煤矿31061综放面为研究对象,研究采空区侧向覆岩结构和应力分布,综放面后方沿空留巷变形和顶板压力分阶段变化规律,提出了避开动压沿空留巷方法,并在现场进行了工业试验。研究表明:(1)31061采空区侧向煤壁变形量大,应力降低区范围大,应力集中影响范围达到煤体内部30 m。(2)留巷矿压显现分为3个阶段。工作面后方30~40 m为巷道加速变形阶段,从工作面后方5 m留巷变形速度持续增加,但顶板压力升高较慢;工作面后方40~70 m为变形持续阶段,此阶段巷道变形速度保持稳定,顶板压力快速升高,临时支架产生变形破坏;工作面后方70 m以后为变形稳定阶段,此阶段变形速度明显降低,顶板压力趋于稳定。(3)避开动压沿空留巷方法是利用临时支护使留巷度过动压影响阶段,允许巷道有较大变形量,在工作面后方一定距离处对留巷进行扩修和加固。实践表明,该方法具有成本低、工艺简单、留巷后期稳定性好、留巷施工与采面生产互不干扰等优点,在条件适合的矿区值得推广。     

切顶卸压沿空留巷围岩结构控制及其工程应用

针对传统沿空留巷施工工艺繁琐、留巷成本高的问题,提出了切顶卸压沿空留巷新技术.在沿空留巷覆岩运动规律的基础上,研究了采空侧顶板预裂卸压机制,建立了不同顶板位态下"围岩结构-巷旁支护体"力学模型,分别推导得出了巷旁支护阻力的计算方法.结果表明:通过顶板预裂爆破,采空侧低位基本顶间接转化为直接顶冒落,切落后碎胀的矸石对上位岩层起到了较好的支撑作用,限制了其旋转变形,并降低了顶板断裂冲击载荷;将顶板断裂线转移至采空区侧,顶板在侧向形成了切顶短臂梁结构,减小了侧向悬臂长度,降低了巷旁支护体承受的附加载荷.在此基础上,提出了聚能预裂爆破、恒阻大变形锚索及巷旁密集单体支柱等围岩控制技术,并在哈拉沟煤矿12201工作面得到了成功应用.     

沿空留巷巷旁充填体宽度计算与分析

采用沿空留巷技术是目前解决高瓦斯深井开采难题的关键技术,而充填体是沿空留巷围岩结构的一个重要组成部分,其稳定特性直接影响着巷道整体的稳定性,关系高瓦斯深井开采的成功与否。因此,确定合理的巷旁充填体宽度也成为沿空留巷成功的关键因素之一。本文以谢桥煤矿11426工作面沿空留巷为工程背景,采用理论计算和数值模拟相结合的方法分析了巷旁充填体宽度对巷道围岩受力规律的影响,为今后类似工程提供技术依据。     

沿空留巷巷旁充填体主要参数研究

在现场实践的基础上,本文对高水灰渣巷旁充填体的作用机理进行研究,由此得到求解巷旁充填体力学参数的力学模型和计算公式,计算所得结果与现场实测所得结果基本一致,为沿空留巷巷旁支护设计提供了依据。     

高水材料巷旁预充填在煤矿开采中的应用

云驾岭煤矿在12802工作面拟采用巷旁预充填无煤柱开采技术,为了掌握高水材料巷旁充填体的稳定性及顶板活动规律,通过现场实测对云驾岭煤矿12802工作面运巷巷旁充填体进行受力及稳定性分析,掌握了充填体上方顶板的活动规律以及充填体的受力及稳定性.充填体远离工作面后受力逐渐趋于稳定,稳定后的应力值小于该处的原岩应力,巷旁充填位置选择合理,受力状态较好,有利于保持充填体的完整和稳定.该结论为后期下区段开采时沿充填体掘进回风巷,采用合理的支护设计及安全回采提供依据.     

晋城矿区9号煤沿空留巷试验研究

结合具体条件进行了巷旁充填支护参数设计 ,在矿压观测基础上 ,分析了留巷围岩变形及充填体载荷特征 ,把高水速凝充填材料沿空留巷与炮掘及综掘成巷方法进行经济对比 ,结果表明 ,该留巷方法有明显技术和经济优势 ,在晋城矿区 9号煤中有很好推广应用价值 .     

晋城矿区9号煤沿空留巷试验研究

结合具体条件进行了巷旁充填支护参数设计 ,在矿压观测基础上,分析了留巷围岩变形及充填体载荷特征,把高水速凝充填材料沿空留巷与炮掘及综掘成巷方法进行经济对比,结果表明,该留巷方法有明显技术和经济优势, 在晋城矿区9号煤中有很好推广应用价值.     

综放沿空留巷围岩变形影响因素的分析

从技术因素和地质因素两个方面重点论述了综放巷内充填沿空留巷围岩变形和应力分布的基本特征．通过计算机数值模拟，优化了充填工艺参数，得出了合理的留巷技术方案．在此基础上，系统分析了煤层硬度、采高、直接顶厚度和硬度、老顶岩层硬度及关键层复合效应等因素对留巷围岩变形与垂直应力分布的影响规律．并采用多元分析方法，得到了各因素对围岩最大应力的回归方程．研究结果可对综放巷内充填沿空留巷的应用提供理论依据和设计指导．     

高应力综放工作面切顶卸压沿空留巷开采技术研究

为了研究大埋深、高应力、坚硬顶板等特殊地质条件下的综放工作面切顶卸压沿空留巷开采技术,以河南焦煤能源有限公司古汉山矿1604综放工作面为工程地质背景,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,对巷道顶板运动规律进行研究,确定沿空留巷关键参数,并在现场进行工程试验.结果表明:采用定向预裂爆破技术能够阻断巷道上方与采空区上方基本岩层中的应力传递,达到卸压和预裂目的;切顶高度为12.3 m时,可切断下位关键岩层;沿空留巷巷道顶板平均下沉256 mm,采空区帮平均移近214 mm,留巷滞后工作面110 m后围岩开始趋于稳定,能够满足安全生产要求.研究结果可为类似地质条件下的沿空留巷开采提供参考.     

巷旁充填沿空留巷技术研究

本文通过转Ⅳ喷射机组成的风力充填系统输送矸石-水泥胶凝混合料的巷旁充填研究，介绍了该技术在沿空留巷中应用及效果，并对改进提出了建议。     

钢管混凝土支柱巷旁支护沿空留巷技术研究

提出一种"钢管混凝土支柱+柔性垫层"的新型沿空留巷巷旁支护结构.通过力学实验研究了钢管混凝土支柱的承载性能,结果表明:管径Φ159mm到Φ194mm、壁厚8~12mm的钢管配合C40等级混凝土组成的钢管混凝土支柱支护阻力可以达到1 200~2 500kN,具有很高的承载力,且结构稳定性好.为了给支柱选型提供依据,建立了"覆岩顶板-巷旁支护体"力学作用模型,推导得到了不同顶板位态下钢混支柱的支护阻力计算公式.根据现场工程实践应用,采用"钢管混凝土支柱+柔性垫层"巷旁支护结构能够使基本顶在"给定变形"的位态下很好地控制留巷稳定性,且该结构性价比高、施工工艺简单、留巷速度快,在深部高应力环境下的沿空留巷工程中具有很好的应用前景.     

巷旁支护带理想力学特性的探讨

本文在分析沿空留巷矿压显现特点及现有各种巷旁支护带载荷设计方法的基础上,提出了一种适合于沿空留巷矿压特点、有’利于沿空巷道维护的、经济合理的巷旁支护力学特性模型,为进一步探求合理的巷旁支护材料和结构提供了方向。     

巷旁充填体可缩性对沿空留巷顶板运动的适应性分析

分析了沿空留巷巷道顶板岩层运动的过程及岩块之间的几何关系 ,得到了高水速凝充填体所需变形量的计算模型 .理论及现场实测结果都表明 ,目前所用高水速凝材料的可缩性不能很好地适应巷道顶板运动特性 ,必须加以改进     

综放巷内充填沿空留巷工业试验

针对常村煤矿S2-6综放工作面采用传统技术沿空留巷的难点，进行了巷内充填沿空留巷工业试验．试验分三步进行：第一步，对原巷采用锚梁网索联合支护实施加固，撤掉梯形架棚；第二步，在已加固巷道下一工作面侧煤壁，实施扩帮锚网支护；第三步，在原巷位置实施巷内充填，并加固充填体．结合高水速凝充填材料的性能，通过建立合理的综放沿空留巷的围岩结构力学模型和充填工艺设计，井下工业试验达到了预期效果，留巷断面稳定后超过10m^2．证明了在巷内基本支护为梯形金属支架的巷道中进行综放沿空留巷的可行性，并作了经济效益评价．在此基础上提出了综放巷内充填沿空留巷新技术．     

巷旁充填体可缩性对沿空留巷顶板运动的适应性分析

分析了沿空留巷巷道顶板岩层运动的过程及岩块之间的几何关系,得到了高水速凝充填体所需变形量的计算模型.理论及现场实测结果都表明,目前所用高水速凝材料的可缩性不能很好地适应巷道顶板运动特性,必须加以改进.