综采工作面过空巷冒顶压架处理技术措施

针对综采工作面过空巷期间出现冒顶压架的问题,以锦瑞煤业8306工作面为背景,对工作面压架原因进行了分析,提出了采用注浆和架木垛处理冒顶区,清理机道、放炮起底后拉架,以及后期预防压架的技术措施,取得了良好效果,为以后处理类似事故和工作面预防压架提供了宝贵经验。     

浅埋中厚煤层综采工作面过空巷压架处理技术实践

为了解决中厚煤层综采工作面过空巷时出现支架压死的问题,以昌都煤业91308工作面为背景,采用爆破挑顶的方法处理工作面压架,并结合工作面实际情况,设计了相应的爆破工艺参数.现场应用表明,顶板爆破后,支架上方压力得到充分释放,支架阻力降低,同时在支架上部形成活动空间,支架可升紧拉出,提高事故处理效率.     

三巷布置一侧回采煤柱空巷压垮机理及对策

为探究大宁煤矿202工作面试行三巷布置一侧回采煤柱回采方式(简称跨采煤柱)期间发生空巷大面积切冒事故的原因,通过现场矿压观测与理论分析,建立了空巷上覆岩层力学模型,对空巷切顶机理进行了分析,并对制定的相应对策进行了实践。研究结果及现场实践表明:不合理的支护导致空巷上方基本顶发生超前破断,所形成"长关键块"的滑落失稳,是造成空巷切顶压垮的根本原因;当空巷采取充填措施且充填体强度达到1～1.2 MPa,即可有效地控制煤壁片帮和顶板下沉,并大幅改善空巷周围应力状态,形成有利于过空巷的局面,保证工作面的顺利推进。     

沿空留巷下位顶板破断规律与控制机理研究

沿空留巷下位顶板的破断位置决定着上位顶板的破断位置和巷道围岩的稳定性,其破断位置一般在煤帮附近或巷旁支护体外侧,受控于巷旁支护和巷内支护强度.基于极限分析和力学平衡理论,分别对2个不同破断位置的下位顶板建立力学模型,得到巷旁支护阻力与下位顶板破断位置的关系,并且分析了顶板破断后的扰动效应.结果表明下位顶板在巷旁支护体外侧破断,有利于维护巷旁支护体和煤帮.进而,从提高顶板岩层抗弯能力、增大顶板岩层抗拉强度和改善应力环境3个方面分析了顶板进行合理锚杆支护后,可使下位顶板破断更趋向于采空区侧.     

大采高工作面过空巷群顶板破断及矿压规律研究

为解决大采高综采工作面快速通过大断面空巷群,避免发生冒顶压架问题,以哈拉沟煤矿22311综采工作面过26条空巷群为研究对象,采用理论研究、数值模拟以及现场监测等方法,研究了综采工作面过空巷群期间空巷失稳机制及基本顶破断规律,模拟了综采工作面过空巷期间采用泵送支柱支护效果,监测了综采工作面过空巷期间顶板下沉量及压力情况,最终22311综采工作面安全顺利通过了26条大断面空巷群。研究表明:空巷失稳主要是由基本顶超前破断引起的,其次是由于空巷支护不足导致的,泵送支柱支护应具有可切割、大断面、高承载与让压变形特征。采用"泵送支柱+锚索+W钢带"联合支护方式,使支柱与顶底板围岩处于协同作用状态,可保证综采工作面安全通过大断面空巷群。     

综采工作面过双腰巷超前支护研究与应用

针对平朔井工一矿14113工作面前方恰遇地质构造且靠近井田边界的特征,通过调整工作面回采方向,对采掘布置进行了优化;同时针对优化后的采煤工作面必须过原有废弃巷道(即腰巷)的情况,对比了传统腰巷支护技术与创新双腰巷支护技术,并结合远程供液技术在腰巷内的应用研究发现,创新顶板支护技术与远程供液技术的应用,不仅有效保障了超前...     

高档回采工作面过断层破压巷生产实践

高档回采工作面过断层采取破压工艺，比以往在断层一侧新开切眼，既可以减少断层煤柱损失．增长块段储量，增加煤炭回收，提高采面回采率，又可以少掘巷道，减少掘进工程量。节约成本支出。此外，预开切眼时采面中部断层的摆动无法确定，留设合适煤柱大小无法判定。而施工破压巷时可沿断层煤交线施工，方位可明确判定．便于施工。另外，能为保证采面正常接续，达到高产、稳产、增产的目标，创造更好的经济效益。     

综采工作面过空巷围岩变形与控制技术研究

为了解决山西某矿3204大采高综放工作面过空巷时围岩变形大、易发生冒顶、片帮等问题,对工作面过空巷时顶板变形情况进行了分析,提出了部分充填过空巷方案.利用FLAC3D数值模拟软件确定了充填体最佳长度为6 m.工业性验证结果表明,采用部分充填后,空巷影响范围内工作面液压支架最大压力为29.33 MPa,低于支架安全阀开启...     

综采工作面过空巷技术探讨

对王庄煤矿62B2工作面过空巷开采的前期准备工作及工作面开采过程中过空巷技术进行了详细描述,并对过空巷期间可能出现的技术难题进行了分析、解决。经过现场实际开采,为综采工作面过空巷提供了一种较好的方法,并提出了一些实用性建议。     

工作面端头悬顶在沿空巷道中破断位置的预测

阐述了基本顶在工作面端头形成的三角形悬顶对沿空巷道的危害，并对悬顶破断结构进行了分析，应用中的分析研究结果。在生产实践中成功地预测了三角形悬顶在沿空留巷中破断的位置和时间，为确定滞后加固沿空巷道的时间和长度提供了理论依据，对保护沿空留巷的安全具有重要意义。     

综放工作面过空巷时支架－围岩稳定性控制

通过分析综放工作面过空巷时支架－围岩稳定性控制的技术难点,提出在过空巷合理的时空节点上实施停采等压、强力锚杆索支护、注浆固结修复和支架支撑力保障的综合控制技术,并阐述了相应的控制机理。建立了综放工作面过空巷时基本顶破断的结构模型,分析得出过空巷时长关键块条件下的支架临界工作阻力;采用数值模拟方法分析综放工作面过空巷时采动影响下围岩应力分布、变形与破坏特征,确定综合控制技术实施的时空节点与相关参数,进而结合现场地质生产条件与矿压规律确定相应技术方案,并进行现场应用。现场实践表明,采用综合控制技术后,未发生大范围冒顶、支架压架等恶性支架－围岩事故,解决了9102综放工作面过空巷的相关技术难题。     

穿煤层巷道泥岩楔形顶板稳定性控制机理研究

针对穿煤层巷道顶板的结构特征提出了维持楔形体结构顶板段巷道顶板稳定的主控因素,并建立了楔形体段顶板悬臂梁力学模型,对该段顶板分别进行了静力学强度分析及挠曲变形计算,得出了求解最小支护阻力的计算公式。将潞安古城矿的工程地质条件代入模型中,计算得出最小支护阻力为0.12 MPa,并考虑了1.4的安全系数后,提出了相应的锚杆索联合支护方案。现场工业性实验及矿压监测结果表明,根据计算的支护阻力进行的支护设计方案控制了巷道顶板的变形,保证了巷道的稳定。     

深部高应力富水软岩巷道底鼓机理及控制技术

针对深部高应力富水软岩巷道底鼓问题,以胡底矿盘区水泵房为工程背景,分析了盘区水泵房底板变形特征及影响因素,采用UDEC离散元模拟软件对硐室掘进期间的围岩应力状态、位移模式及破坏形式进行分析,研发了适合在富水环境中使用的锚杆(索)新型防水锚固剂FS2350,该锚固剂具有良好的锚固效果。研究结果表明:水泵房在高应力和富水环境下呈现挤压流动性和膨胀性底鼓,底鼓呈全区域、持续性和连锁性等变形特征。底板锚注支护可有效提高煤岩体的物理力学特性,抑制底板岩层剪切破坏,控制破碎区进一步向深部转移,减小底板岩层破坏范围,改善了底板围岩的受力状态。锚注支护后,底板支护系统处于稳定状态,90 d后底板最大变形量为23 mm,有效解决了深部高应力硐室底鼓问题。     

大断面煤巷锚杆支护破坏失稳分析及控制

以羊场湾煤矿110205大断面巷道破坏失稳为例,分析了受外载荷后产生局部变形诱发大断面锚杆支护煤巷失稳破坏的原因,并制定了预防措施,确定科学合理的支护布置形式和技术参数。现场应用表明该技术有效控制了巷道变形,支护效果明显,对类似条件下巷道支护方案的确定具有一定的参考价值。     

厚煤层超高巷道裂隙拓展规律及围岩控制

针对井下超高巷道围岩控制难题,选取某煤矿5205胶带运输巷超高段为研究对象,采用UDEC模拟了巷高3.5~8 m过程中围岩裂隙场的分布特征、拓展规律及相对演化趋势。结果表明:围岩裂隙场分为3个区,即裂隙贯通区、裂隙发育区和微裂隙区,均呈半椭圆状分布;顶、底、两帮裂隙三区深度随巷高增加而增加,加剧了顶、底板微裂隙区向裂隙发育区转化,裂隙发育区向裂隙贯通区转化,相反的,两帮微裂隙区向裂隙发育区转化和裂隙发育区向裂隙贯通区转化的趋势逐渐降低。由侧压系数1.0时不同巷高等应力轴比分析可知:顶板无效加固区高度与巷高呈负指数减小,两帮无效加固区宽度呈正指数增加。认为:锚杆可控制裂隙滑移,延缓围岩碎胀变形;帮斜拉锚索梁可锚固在肩角和底角无裂隙区,锚固基础可靠,且可挤压帮中部裂隙贯通区。基于此提出了高强高预紧力锚带网和帮斜拉锚索梁联合控制技术,超高巷道支护完成后10d实现自稳,顶底板相对移近量104 mm,两帮相对移近量150 mm,顶板累计离层3.5mm。     

采动影响下超前巷道围岩应力及变形控制技术研究

为进一步提高回采效率,降低工人成本支出,陈四楼矿21015工作面超前巷道采用主动支护进行围岩变形控制,通过对回采前后超前巷道围岩应力场及位移场进行计算,分析围岩变形破坏规律、不同回采程度下巷道围岩变形情况、不同工作面长度条件下巷道围岩变形规律,探明影响超前巷道围岩变形影响因素。研究表明,回采次数的增加导致超前支承压力由218 MPa增大至406 MPa,工作面前方应力增大区为27~32 m。其中,顶板位移量增大300 mm左右,两帮增大175 mm左右,随着回采推进,端部处巷道顶板位移呈现增大变化,距端部前方10 m处,4次回采顶板位移分别为699、874、869、827 mm,在端部前方15 m左右处,顶板位移基本恢复至未回采阶段,且工作面长度对水平位移影响较大,采用松动圈支护理论对超前巷道进行锚杆（索）参数计算,提出4种支护方案,并运用FLAC3D模拟不同方案下支护效果,最后通过工业性试验检验测得最佳方案有效地控制了围岩变形。     

深井高应力破碎软岩巷道过断层支护技术研究

针对深部软岩破碎巷道遇断层后,巷道围岩变形量增大、易造成顶板垮落、底鼓变形破坏剧烈等问题,对高应力软岩巷道过断层支护机理进行了研究.通过采用数值模拟与现场实践相结合的方法,确定金属网、U型钢拱支架、喷浆、注浆和锚索的综合支护方式.应用结果表明,巷道顶底板和两帮的变形量大大减小,有效控制了深部高应力破碎软岩巷道的大变...     

近断层巷道开挖稳定性分析与支护技术

为研究近断层巷道开挖稳定性及其合理的支护措施,以安里煤矿回风大巷为工程背景,采用FLAC3D对其开挖过程中FD49断层破碎带前后方围岩的应力场、变形场、渗流场以及塑性区进行了系统的分析,并在此基础上研究了锚杆排间距以及注浆加固范围对巷道围岩变形破坏特征的影响。结果表明:近断层巷道围岩越硬,其在靠近富水断层破碎带时的突水变形前兆特征就越不明显,因此,需在预留一定防突厚度的情况下对断层破碎带进行提前疏水降压处理;当巷道开挖揭露断层破碎带后,应对断层破碎带围岩进行注浆加固以及锚喷支护,其中,注浆加固范围宜取3~5 m,锚杆长度和间排距则可选2.4 m和0.8 m。     

高应力回采巷道底鼓机理及治理技术

赵固矿区回采巷道在高地应力和采动叠加支承压力的共同作用下,超前支承压力影响范围达到160 m,造成泥质底板和碎裂煤帮变形严重,围岩变形量大,底鼓量达到400 mm以上,导致大量巷道返修。大采高沿底掘进巷道为挠曲褶皱性底鼓;上分层沿顶板掘进巷道为挤压流动性底鼓。提出了赵固矿区回采巷道底鼓的治理策略,即“强帮、控制顶角和底脚、强化底板、适度卸压,底板采用自钻式注浆锚杆”,并给出了支护方案。自钻式注浆锚杆具有可接长、自锚固、自钻进、主动支护、可注浆和柔性支护的特点,是控制巷道底鼓的有力支护手段。矿压观测表明,采用自钻式注浆锚杆加固巷道底板,能够有效控制巷道底鼓。提出的底鼓控制方法可以为类似条件巷道围岩控制提供参考。     

高应力软岩巷道变形与破坏机制及返修控制技术

针对高应力软岩巷道的大量变形与破坏问题,以江西曲江煤矿-850 m水平运输大巷为例,研究了变形机理和返修控制技术。首先,对该大巷的变形及破坏情况选取7个具有代表性的地段进行现场调查,发现变形与破坏形式主要包括两帮内挤、侧墙张裂、U型钢棚架弯曲或折断、底板鼓起和顶板垮落等;进行了X衍射实验和围岩内部变形结构的现场窥视,表明该巷道围岩含泥质矿物较多,松动圈较大(4 m左右)。然后,采用巴顿分类Q值、地质力学RMR值和松动圈估计值等将-850 m水平运输大巷的各调查段巷道稳定性归为Ⅴ,Ⅳ和Ⅲ类,相应地将这3类巷道称为垮冒巷道、特殊巷道和标准巷道,并给出了初步支护方案。最后,借助于工程类比、围岩分类、截面面积校核和提出的锚固段长度经验公式等方法得到了返修巷道锚索(锚杆)的长度、间排距、强度、直径和锚固段长度等主要参数。由此,-850 m水平运输大巷试验段巷道选取了"锚杆、金属网、喷浆、锚索、注浆和底板锚索"的综合支护方式。应用表明:经过147 d,巷道两帮收敛量最大值仅为66 mm,顶底板移近量最大值仅为119 mm,监测后期的收敛速率均小于1 mm/d,处于稳定状态。