综放工作面过空巷技术研究及应用

针对综放工作面过空巷受到超前采动支承压力影响,造成空巷围岩塑性区和破碎区范围扩大,易引发大面积的冒顶和片帮的问题,采用FLAC3D软件对比分析了工作面回采过程中,在木垛支护、锚杆支护和高水充填材料充填3种支护方式下的空巷围岩稳定性,得到了3种支护方式下,围岩应力、巷道变形以及塑性区分布特征,最终确定高水材料充填为优选支护方式。基于不同水灰比高水充填材料的性质,确定了高水材料充填施工方案,并进行了综放工作面过空巷充填工业性试验。结果表明,过空巷期间工作面液压支架工作阻力仅增加3.5%,工作面过空巷后,压力恢复到正常值,未出现异常的矿压显现,充填过空巷效果良好。     

分层综采工作面超高水材料充填过本层空巷技术研究

针对岳城煤矿Ⅲ3308(下)工作面内存在的空巷多、情况复杂,通过分析过空巷基本顶破断断特征,提出了采用木垛支护、锚杆锚索联合支护及超高水材料充填三种通过空巷方法。通过数值模拟对比,最终选用超高水材料充填的方式通过空巷,并确定了合理的充填工艺。现场应用结果表明,效果良好。     

多位态空巷超高水材料充填技术与实践

为了解决庞庄煤矿-620上山煤柱综采工作面安全通过位置关系复杂的多位态空巷问题,研究和实施了超高水材料充填空巷技术.通过分析计算确定了超高水材料充填体的强度要求和材料配比,研究确定了充填空巷距离工作面顶底板间隔距离为5 m.工程实践表明,超高水材料充填多位态空巷技术成功解决了庞庄煤矿-620上山煤柱工作面过复杂空巷的难题,经济技术效益显著,对于综采工作面过空巷具有重要参考意义和推广应用价值.     

残采综放工作面过空巷围岩变形规律及关键技术研究

残采工作面会面临多层位多角度空巷进行回采,给工作面安全回采带来技术难题。以山西某矿6212残采综放工作面为背景,利用数值模拟分析了残采工作面过顶煤斜交空巷、底煤斜交空巷和交叉点围岩变形规律。模拟结果表明:至少应距离空巷25 m进行空巷加固措施,沿顶掘进的空巷底板塑性区发育明显,交叉点围岩应力集中程度高,应加强支护和管理。针对现场空巷的空间位置,提出了密集支柱或木垛、锚网索、超高水材料注浆预充填等过空巷关键支护技术,保证了残采工作面的安全回采。     

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...     

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。     

复采区超高水材料开放式充填开采留巷一体化技术

针对井陉煤矿1612复采工作面的开采要求及该工作面运输巷必须在开采后长期保留下来的情况,提出了炮采工作面超高水材料开放式充填开采留巷一体化技术。通过挡浆板和阻燃隔水膜结构提高了采空区充填率,并采用了"强—中强—弱"支护结构,使巷道围岩应力向采空区深部转移,减小了运输巷围岩应力。实践表明:超高水材料开放式充填开采留巷一体化技术工艺简单、充填成本低,且留巷效果理想,具有很好的推广应用价值。     

晶鑫矿综放工作面走向空巷充填技术研究与应用

为保证晶鑫矿3217综放工作面过走向空巷期间的安全回采,现场调研了空巷的破坏形式,指出了空巷治理的难点。在综合对比当前空巷治理方法的基础上,决定采用超高水材料对3217工作面的走向空巷进行全部充填。分析了超高水材料空巷充填的作用机理,介绍了充填的工艺和关键技术。现场应用表明,用超高水材料进行空巷充填后,工作面正常回采,未出现片帮、冒顶及压架事故,取得了良好的充填效果,为类似条件下的空巷充填提供了参考。     

某矿7451综采面过空巷超高水充填技术应用

某矿7451综采面通过采用超高水材料充填空巷的方法,使充填体与空巷破碎围岩形成胶结整体结构,顺利地穿过废弃的降低材料道,保证了工作面快速、安全推进,取得了良好的安全、经济及技术效果。     

综采工作面通过走向空巷充填技术研究与实践

以综采工作面通过走向空巷为工程背景,综合运用现场调研、理论计算、数值模拟和工业性试验等手段,研究走向空巷围岩失稳机理,指出高跨比是影响空巷围岩稳定的关键因素;推演了空巷顶板变形破坏演化的4个阶段,提出空巷围岩控制应该遵循及时支护和减小顶板跨度原则;从技术和经济效益角度对比传统过空巷方式,提出了综采工作面通过走向空巷高水材料充填控顶技术,揭示了充填体对空巷顶板的作用机理,确定出充填体关键参数:充填体抗压强度为1.0 MPa,高水材料的水灰质量比为8∶1。在此基础上,设计了走向空巷充填技术及工艺。工业性试验表明:综采工作面过空巷期间,该充填体能够有效支撑顶板且未明显影响正常煤炭开采,保障了煤炭资源的安全开采。     

空巷顶板稳定性原理及支护技术研究

通过对工作面前方空巷围岩活动规律分析，建立了空巷顶板稳定性的力学模型，应用该力学模型，研究空巷基本顶的稳定性.采用高水速凝材料充填空巷新技术，同时加固空巷两帮破裂煤体，保持空巷围岩稳定.通过理论分析、数值模拟研究空巷顶板稳定性与高水速凝材料固结体力学特性的关系，合理确定了高水速凝材料充填参数.该研究结果已成功应用于工程实践.     

新型复合结构墩柱支护关键技术研究与应用

当煤炭开采工程中存在空巷时,工作面与空巷上方的岩体易发生断裂,给煤矿的生产施工带来重大风险,对空巷进行支护,改善上部岩体的受力状态,是保障其稳定性的有效措施。目前,墩柱支护技术是空巷支护的主要措施之一,根据现场经验表明,采用该结构时提高墩柱的承载能力会严重影响煤机截齿的使用寿命和工作面的推进速度。为解决上述问题,本文通过分析空巷-工作面附近岩体的变形机制,研发了由"充填材料-内部结构-外部模具"组成的新型复合结构墩柱,并开展比例为1∶1的室内试验,测试新型复合结构墩柱的承载能力。结果表明,将新型复合结构墩柱应用在实际工程,工作面推进过程中顶板上方岩体完整性较好,未出现断裂破坏现象,同时综放工作面通过空巷的用时由15d缩短至3d,极大地提高了生产效率。     

义城煤业3402复采面过空巷充填技术应用

为保障3402复采工作面顺利通过空巷区域,确定工作面空巷区域采用充填开采技术,充填材料采用高水材料,通过数值模拟确定充填材料的水灰比为0.6∶1,充填体的强度为1 MPa,结合3402复采工作面特征进行充填开采方案的设计,并在工作面推进过充填区域时进行支架阻力监测与现场观测。结果表明:采用充填开采技术后,通过空巷区域时支架工作阻力无超限现象,煤壁无大范围片帮现象,充填开采效果显著。     

综放工作面过空巷高水速凝材料充填试验

分析了综放工作面过空巷时主要顶板的活动规律，介绍了高水速凝材料力学和变开特性，论证了综放工作面过空巷时采用高水速凝材料充填空巷的可行性。并成功应用于工程实践。实践证明，采有高水速凝材料充填空巷是综放工作面快速、安全、经济地推过空巷的有效途径。     

旧采区残煤开采相似模拟研究

以圣华煤业3#煤层旧采区3101残采面开采工作为研究背景,应用相似模拟手段对残采工作面围岩变形与支架阻力变化进行研究。结果表明:岩层位置越高,其位移量越小,各测点在下沉过程中呈非线性变化,空巷位移最大量出现在顶板中部。空巷附近支架工作阻力出现峰值,且峰值大小与空巷跨度正相关,空巷跨度越大,支架阻力越大。工作面接近空巷,支架工作阻力呈增大趋势,通过空巷时,支架工作阻力呈递减趋势,进煤柱时的支架工作阻力低于出煤柱时的支架工作阻力。     

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。     

薄煤层超高水材料充填开采相似模拟试验研究

以山东某矿煤岩赋存条件为原型,取线性比Cl=1/150、时间比Ct=1/150、强度比CR=143×10 -3进行了薄煤层（厚度1.2 m）超高水材料充填开采相似模拟试验研究。设计了试验参数及超高水材料在模型采空区的充填方法,揭示了薄煤层超水材料充填开采采场覆岩及地表活动规律,并与类似条件下的垮落法开采进行了对比。结果表明：与垮落法开采相比,超高水材料充填开采时工作面超前支承压力的影响范围缩小且峰值明显降低,工作面后方上覆岩层稳定时间缩短,没有出现垮落带与明显断裂带;该技术能将地表移动和变形控制在规定要求的范围内,提高充填率有助于降低覆岩活动与地表变形程度。     

综采工作面过空巷围岩稳定性的影响因素研究

为了研究不同因素对综采工作面过空巷时围岩稳定性的影响,采用ANSYS软件建立数值模型,分析不同埋深、不同采高、不同空巷宽度下的空巷顶板沉降、煤壁位移和煤柱切向应力的变化规律.研究结果表明:埋深增加对空巷顶板沉降、煤壁位移和煤柱应力都产生不利影响;采高增大对空巷顶板沉降和煤壁位移影响较小,对煤柱内应力分布影响较大;空巷宽...     

工作面超前支护区注浆施工技术研究

为解决采煤工作面超前支护工序繁琐、劳动强度大、工作面推进慢、巷道变形严重等问题,以工作面运输巷为工程背景,现场调研对巷道围岩支护进行分析,采用工程类比法分析提出超前支护区注浆施工技术,通过数值模拟对巷道支护进行重新设计。试验结果表明,实施注浆后,顶板围岩裂隙内浆液充填范围广,巷道变形控制效果较好。     

近距离煤层工作面充填法过空巷技术研究与应用

针对近距离煤层工作面过空巷容易发生漏顶、压架事故,本文以磁窑沟煤矿11102工作面过空巷为工程背景,对充填法控制顶板的原理进行了分析,采用数值模拟的方法对高水充填材料的合理强度进行了研究。研究表明:随着充填体强度的增强,空巷围岩的承载能力逐渐增强,变形量逐渐减小,11102工作面过空巷充填材料合理强度为8MPa。