薄煤层石灰岩顶板下高水材料沿空留巷技术研究

薄煤层回采巷道为半煤岩巷,巷道掘进速度慢、出矸多,容易造成薄煤层工作面接替紧张等缺点,采用沿空留巷技术实现一巷两用,可以有效缓解采掘紧张关系,降低巷道掘进率,减少煤柱损失,提高资源利用的有效途径。高水材料沿空留巷充填技术逐步应用的薄煤层矿井生产中,现以北宿煤矿1873工作面高水材料沿空留巷成功案例为基础,分析石灰岩顶板条件下沿空留巷巷道维护特点,研究使用高水材料充填法在石灰岩顶板条件下沿空留巷围岩控制技术,确定了巷旁高水充填参数,提出了石灰岩顶板条件下沿空留巷加强支护技术,并在实践中得到了成功的应用。     

高水材料巷旁充填沿空留巷技术应用研究

煤矿沿空留巷具有提高煤炭回采率、减少掘进巷道工程量和利于采掘接替等优势。常村煤矿为减少巷道成本,缓解采掘压力,采用高水材料巷旁充填技术替代小煤柱护巷,根据现场条件,高水材料水灰比为2∶1,巷旁充填宽度为1 m,并辅以巷道补强支护、超前加固技术保证沿空留巷效果,实施后,工作面实现无煤柱开采,减少巷道掘进量,一条沿空留巷就为矿井节约成本700余万元,为矿井高效生产提供了保障。     

登茂通矿沿空留巷加强支护技术研究

在进行高水材料充填沿空留巷时,沿空巷道在复杂的应力状态下,仍可能产生较大的变形,这对沿空留巷十分不利,因此需要采取合适的方式对沿空巷道进行加强支护。本文以登茂通矿沿空留巷具体情况为例,分析了沿空留巷加强支护的方式,主要包括充填区域上方顶板维护、留巷段加强支护和充填体加强支护,可以为高水材料沿空留巷提供一定的技术指导。     

神角煤矿2209工作面沿空留巷方法的选择

为提高资源回收率,缓解采掘接替紧张局面,神角煤矿拟在2209工作面采用无煤柱开采沿空留巷技术。目前,沿空留巷常用的技术主要为高水材料巷旁充填沿空留巷技术、混凝土巷旁充填沿空留巷技术和切顶沿空留巷技术。2号煤层为自燃煤层,这就要求所采用的沿空留巷技术必须能很好地隔绝采空区。通过分析3种沿空留巷方法的采空区密闭性能,最终确定2209工作面采用高水材料巷旁充填沿空留巷技术。     

沿空留巷充填体宽度及支护技术研究

沿空留巷在解决煤柱、瓦斯和采掘接替等诸多方面有明显优势,以寨崖底矿3#煤层120308工作面为工程背景,从工作面上覆岩层活动规律着手,通过分析研究其应力集中规律,工作面沿空留巷上覆岩层的位移变形规律,结合地质资料建立数值力学模型,模拟受采动影响时充填体的变形规律,提出了巷旁充填体的支护技术与支护参数以及巷道补强支护技术与支护参数。同时,根据矿压观测结果分析沿空留巷巷旁充填体的变形规律,论证沿空留巷所采用的高水充填材料不但在技术上可行,且经济效益显著。     

无煤柱开采掘进期间加强巷道支护探讨

Y型通风无煤柱开采需要沿空留巷,所留巷道要保持到下一个工作面回采使用.对于沿空留巷,煤矿工程技术人员经过了几十年不懈的努力,用各种支护材料对沿空留巷进行了支护实践,也没能够摸索出一套有效的支护技术.现用水泥充填墙配合掘进巷道期间高密度的锚索、锚杆联合支护和留巷前补强支护取得了Y型通风无煤柱开采沿空留巷的成功技术.利用这个技术结合我矿实际情况,我们制定我矿Y型通风无煤柱开采工作面掘进期间巷道支护方案,并成功地实现了Y型通风无煤柱开采.下面是Y型通风无煤柱开采掘进巷道期间高密度的锚索、锚杆联合支护和留巷前补强支护在我矿应用与探讨.     

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...     

王洼二矿110507工作面沿空掘巷窄煤柱合理宽度及支护设计

王洼二矿110507工作面回风巷的布置将首次采用沿空留设小煤柱护巷技术。通过理论计算,最终确定合理的煤柱宽度为9 m,并且设计回风巷的支护方式为钢带网+高强度锚杆锚索联合支护。现场应用表明,沿空掘巷在工作面回采过程中巷道表面位移量均在允许范围内,巷道支护良好,能够保证回采期间巷道正常安全使用,取得了良好的应用效果。     

沿空留巷无煤柱回采工艺实践

为了提高工作面煤柱回采量,减少巷道掘进量,店坪煤矿对202工作面决定采用沿空留巷无煤柱回采工艺,对沿空留巷段提出了聚能爆破切顶卸压施工,并采取“恒阻大变形锚索吊棚+支设单体柱+安装挡矸装置”联合支护,工作面回采后通过煤柱回采量、巷道掘进量以及地表塌陷对比分析无煤柱回采可行性。     

巷旁充填沿空留巷技术在综放工作面的应用研究

综采放顶煤沿空留巷采动影响范围大,巷道极易变形失稳,维护困难。本文结合成庄矿4311工作面条件,提出了高水材料"多层位、远距离"充填构筑工艺,针对性地采用了高预应力、高强度锚杆(索)作为巷内基本支护,单体液压支柱配套铰接顶梁加强支护和高水材料巷旁支护及充填体预应力承载结构,巷旁充填沿空留巷得到有效控制。     

三软煤层复合顶板留小煤柱沿空掘巷锚网带索支护技术

针对三软煤层复合顶板条件下小煤柱沿空掘巷的支护问题,对其围岩的关键块体和支护结构进行稳定性分析,结合许疃矿三软煤层复合顶板的特殊地质条件,应用FLAC2D对7128工作面回风巷掘进前的围岩应力分布情况和不同小煤柱留设宽度下巷道围岩的应力和变形情况进行数值模拟,得出沿空掘巷小煤柱留设宽度对软煤和中硬煤顶板下沉量的影响程度及巷道围岩变形控制的关键因素,确定留小煤柱的合理宽度为5 m,且优化设计了锚网带索支护方案,并在7128工作面回风巷进行了工业性实验,效果良好。     

综采工作面沿空掘巷巷道合理布置研究

为了确保沿空留巷巷道稳定性,研究了综采工作面沿空掘巷巷道合理布置,理论分析了沿空掘巷煤柱荷载,介绍了沿空留巷巷道布置原则,采用数值模拟软件,研究了沿空留巷煤柱宽度留设对巷道稳定性影响及巷道沿不同层位掘进时巷道垂直应力、塑性区分布以及巷道围岩变形。研究得出,沿空留巷煤柱宽度留设宽度为20 m,巷道沿顶板掘进更容易支护。     

无煤柱开采沿空留巷技术在巍山煤业的应用

沿空留巷是一类特殊的回采巷道,它的形成过程是随本工作面推进,在一条回采巷道内沿采空区边缘采用一定的材料构筑巷旁支护体,不断切断采空区侧顶板,并与巷内支护体共同维护该巷道的稳定,作为邻近工作面的回采巷道。巍山煤业使用高水充填材料巷旁充填的方式,成功地进行了无煤柱开采试验,为类似条件下的无煤柱开采沿空留巷提供了参考。     

深井孤岛煤柱工作面沿空留巷支护技术研究

以车集煤矿深井孤岛煤柱工作面为工程背景，探究深井高应力孤岛煤柱工作面沿空留巷充填体—围岩变形机理；构建沿空留巷围岩力学结构模型，计算出沿空留巷支护所需充填体的宽度及强度，并通过FLAC^3D软件模拟、现场监测验证了充填体宽度和强度的合理性。研究结果表明：孤岛煤柱工作面沿空留巷采用高水充填材料巷旁充填技术，以充填袋成形方式进行充填，可使充填体有效接顶；采用“锚杆锚索联合支护+巷旁充填体”方式进行煤柱中巷支护时，合理的充填体宽度为4.0 m,应力达到8.0 MPa时巷道变形趋于稳定。现场监测结果表明：23下工作面开采30 d内，煤柱中巷最大顶板下沉量不超过50 mm,充填体帮部变形不超过40 mm;回采结束后30 d内，顶板下沉量不超过20 mm,充填体帮部变形量最大为348 mm,煤帮变形量较小，最大处为150 mm,沿空留巷效果良好。     

新元矿3107工作面充填留巷支护技术探讨

为确保3107工作面沿空留巷作业的顺利实施,开工前,先采用FLAC3D数值模拟法对巷旁充填体加固支护技术进行分析;巷旁充填体拟采用高水材料,其合理宽度确定为2.0 m;沿空留巷支护主要包括基本支护、充填体支护及临时加强;基于分析结果,对留巷巷道支护参数进行专门设计;也对留巷巷道进行实时矿压监测,数据表明,巷道围岩变形主要发生在滞后工作面0～80 m的范围内,充填体变形主要发生在滞后工作面10～60 m的范围内,围岩变形量在可控范围内,能满足巷道的二次使用要求.     

煤巷内预设混凝土墙成巷及围岩控制技术

为了解决矿井瓦斯排放问题和提高煤炭资源回采率,以大宁煤矿309综采工作面回风巷与瓦斯巷巷间煤柱留设问题为工程背景,提出煤巷内预设混凝土墙成巷技术,并分析其施工工艺,即在布置回风巷时,将巷道按宽面掘进,并用锚杆(索)进行永久支护,滞后掘进工作面50 m,在巷道内浇筑混凝土墙,将巷道隔离成双巷。随着工作面回采,顶板沿切顶线垮落形成沿空巷道,利用混凝土墙置换巷间煤柱实现无煤柱开采。通过理论计算对隔离墙稳定性进行分析,得出1.6 m宽度墙体满足支护安全要求,根据设计的巷道支护参数进行了数值模拟分析,最终确定巷道采用“隔离墙+锚杆+锚索+钢筋梁+锚网”联合支护方案,此项技术可为类似矿井实施巷内预设混凝土墙技术提供参考。     

沿空留巷围岩受力变形特征及支护对策

以贺西煤矿3311工作面沿空留巷为背景,采用FLAC~(3D)有限差分程序计算分析了不同工作面回采阶段沿空留巷围岩、充填墙体及煤柱中的应力、变形分布特征,提出了沿空留巷合理的支护对策。研究结果表明:沿空留巷直接顶内的垂直应力和水平应力变化剧烈程度明显大于基本顶;围岩及充填墙体受力变化受3311工作面回采滞后采动应力作用明显,且主要对垂直应力的变化产生影响;3313工作面二次采动阶段,巷道围岩的变形受采动影响的敏感性远大于受力,即在充填墙体和巷道围岩应力增加很小的情况下,巷道变形增幅却相对较大,且主要表现为底鼓和两帮移近。井下试验表明,采用锚杆锚索与充填墙体联合支护后,通过优化现场施工工艺,沿空留巷满足了回采工作面的通风需求,降低了巷道掘进成本,实现了回采工作面快速推进。     

膏体充填沿空留巷机理研究及应用

针对我国煤矿地下开采大部分采用留煤柱护巷,造成资源浪费和增加巷道掘进费用的问题,提出构筑膏体充填体沿空留巷方案,研究了巷旁充填体作用机理及悬臂梁力学模型,通过理论计算、数值模拟得出了充填体合理宽度、支护强度参数,通过工业性试验验证了膏体充填沿空留巷的技术经济效果。     

寺家庄矿大采高工作面巷旁充填沿空留墙技术应用

为提高煤炭回收率、实现采空区遗煤自燃的有效防治,以寺家庄矿15117工作面为工程背景,提出采用巷旁充填沿空留墙技术实现无煤柱开采,基于此,介绍了巷旁充填沿空留墙技术原理,开发了巷旁充填沿空留墙技术,主要包括扩巷加强支护和浇筑墙体支护,提出了巷旁充填沿空留墙工艺,巷旁充填在15117工作面进风巷进行了工程应用,实现了留墙的稳定控制。     

基于双巷掘进的沿空掘巷巷道布置系统

察哈素煤矿31303工作面属于高强度工作面,推进距离4000m,为了满足通风和运输要求,采用双巷掘进。为了解决煤柱尺寸不合理造成的煤炭损失大、回风巷维护困难与自然发火严重等问题,提出超长推进距离工作面双巷布置的沿空掘巷巷道布置系统。结合理论分析与现场实测的方法,确定了巷道布置系统中双巷间煤柱合理留设尺寸50.7m,沿空掘巷窄煤柱留设尺寸为10m,掘进工作面与接续工作面之间合理错距为190m,首采工作面和掘进工作面之间合理的错距为1050m。31303工作面双巷掘进的沿空掘巷布置实现了煤柱的回收和巷道的良好维护,提高了回采率。