大倾角煤层工作面端头支护及超前支护技术

针对王洼煤矿E1108大倾角综采工作面煤层赋存条件复杂、顶板倾角变化大,工作面上下端头及两巷超前支护段顶板维护困难的实际情况,研究制定了工作面上下端头顶板支护技术措施,分别提出了回采巷道在顶板倾角小于5°、5～15°、大于15°不同阶段的超前支护技术方案。现场实践表明,当回采巷道顶板倾角大于15°时,采用挖底、接顶超前支护技术措施后,顶板下沉速度显著减小,运输巷超前支护段顶板最大下沉量为170 mm,回风巷超前支护段顶板最大下沉量为230 mm,既满足了巷道回采层位的要求,又保证了回采期间巷道超前支护段顶板的稳定性。     

复杂地质条件大采高工作面端头和超前支护技术

为了解决东曲矿含泥岩夹矸煤层大采高工作面端头和超前支护区巷道围岩变形量大的问题,探讨了东曲矿28808工作面两端头和超前支护区巷道围岩结构特点、围岩应力环境和围岩变形原因,提出了端头切顶、保证工作面和超前区顶板支护强度,配合破碎区注浆加固的工作面端头和超前区的综合控制技术,并进行了现场工业试验。研究结果表明:工作面端头在叠加应力作用下,围岩整体破碎范围增大,巷帮的破坏失稳是引起巷道围岩变形增大的原因。对两顺槽超前加固并对工作面侧巷帮进行二次加固,配合调整工作面拉架工艺后,两顺槽超前支护区巷道围岩变形量明显减小,保障了工作面安全高效回采。     

Z型工作面切顶留巷关键技术研究

针对工作面接替紧张及回采巷道变形过大等问题,以50107Z型工作面作为董东矿切顶留巷实验,首先在工作面回采利用采煤机截割成巷,采用端头超前临时支护防护进行端头支护作业,并在巷旁打切顶眼,同时沿切顶线爆破切顶,紧跟端头进行巷道补强支护,最终实现Z型工作面切顶留巷。结果表明:留巷后,沿空巷旁最大顶板压力36.3 MPa,采空区最大侧压139 k N,巷道成形效果良好。     

孤岛工作面回采巷道支护技术应用探讨

针对孤岛工作面巷道围岩受两侧采空区影响,存在围岩应力大、巷道变形量大、巷道顶板支护管理难度大、影响工作面安全生产等诸多问题,拟定采用“工字钢架棚+锚网补强”支护技术,并制定工作面回采过程中上下端头及巷道超前支护技术措施。该支护技术应用后表明,其对巷道围岩起到有效控制作用,工作面实现了安全高效回采。     

云冈矿8814面综合机械化采煤工程实践

为了保证综采工作面的安全生产,针对煤层赋存情况,进行了回采巷道支护参数选择、制定了采煤机合理的进刀和割煤方式;根据顶板情况,确定了适合顶板管理的移架方式和端头支护形式及超前支护距离,确保了回采工作的安全高效。     

王坡煤矿综采工作面运输巷超前支护设计及端头支架的选型与应用

为了简化综采工作面运输巷超前支护段及端头处支护工艺,缩短顶板支护时间,提高顶板支护安全性,减少传统单体柱架棚支护方式作业风险,采用理论分析与经验类比的方法,针对王坡煤矿综采工作面运输巷采矿地质条件及超前支护段、端头处设备布置方式,结合采区范围内邻近工作面回采期间矿压显现特征与支护实践经验,从支架结构、支护强度、支护长度、支架结构高度四个方面对运输巷超前支护段进行设计并对端头支架进行了选型与改造,设计出了满足现场支护要求的超前、端头支架支护方案并成功应用于现场,现场应用结果表明该支护方案产生了较好的经济效益和社会效益。     

工作面端头三角区沿空巷道强矿压显现与应力转移分析

大同矿区同忻煤矿8105工作面5105沿空巷超前支护段矿压显现明显,来压强度大,巷道变形与单体支柱折损严重,严重影响了回采巷道的正常使用。在分析工作面沿空巷强矿压显现特征的基础上,得到了巷道强矿压主要影响因素,提出对工作面顶板进行双向应力转移以降低端头三角区集中应力的方法。研究表明:工作面端头双向支承压力将形成端部三角区高应力集中,对工作面沿空巷超前支护段的强矿压显现具有重要影响;采用改变形式的三参数威布尔函数对双向支承压力进行理论分析,得到了工作面端头三角区高应力大小及区域分布特征;提出了双向应力转移的方法,降低了沿空巷超前支护段围岩应力。现场实践中,通过对工作面5105沿空巷及顶回风巷顶板采取水压致裂技术后,工作面5105巷超前支护段强矿压显现得到明显改善,巷道变形量明显降低,保证了工作面的正常生产。     

排式顶梁端头液压支架组在煤矿支护中的应用研究

介绍了采煤工作面端头支护及巷道超前支护所用的支架形式特点,研究了既可以应用在采煤工作面端头支护和端头支架前方巷道超前支护,又可以在有端头支架的综采工作面独立用于巷道超前支护的排式顶梁端头液压支架组.该支护形式具有控制顶板能力强、运输安装方便快捷、支柱的选择范围大、支架宽度和长度灵活改变以及能够实现大行程方案设计等特点.     

静态胀裂剂在阳煤三矿预裂顶板中的应用

锚杆(索)联合支护下,造成回采巷道以及扩展到切眼和端头后方顶板不能随工作面推进及时冒落,引起切眼和工作面端头后方较大范围的悬顶,从而造成一系列的安全隐患。阳煤三矿属于高瓦斯矿井,不可以采取爆破方法预裂顶板。本文探讨了静态胀裂剂预裂顶板的机理以及施工工艺,经实践表明,静态胀裂剂在高瓦斯矿井中对坚硬顶板进行弱化处理,使得老顶及时断裂卸压,防止坚硬顶板悬顶面积过大对工作面或回采巷道超前支护段造成强冲击作用。     

补强锚索在综放工作面回采巷道超前支护方式中的应用

回采工作面巷道超前支护段在高应力作用下容易发生变形破坏,其围岩的稳定性对工作面正常通风、运输、行人具有重要意义。随着装备技术水平的提高,回采巷道超前支护区域常采用液压支架进行加强支护,由于超前液压支架随着工作面推进需要频繁“升-降”支架,在破碎巷道顶板中容易加剧顶板破碎程度,严重影响支护效果。本文提出补强锚索支护方式代替超前液压支架,采用理论计算结合FLAC3D数值模拟的方式对补强锚索支护参数进行确定,并在红岭煤矿1505工作面回风巷超前支护段进行应用,保证了1505工作面安全回采。该技术为同类地质条件的综放工作面超前支护方式研究提供借鉴。     

综放仰斜开采顶板初跨规律及围巷稳定性研究

通过进行综放工作面仰斜开采顶板初跨规律及围巷稳定性研究,可合理指导回采工作面在初采老顶跨落期间的顶板管理以及合理确定风运两巷超前支护参数、排水巷与切眼间煤柱,为首采工作面围岩结构分析提供了新的思路和方法。     

综放面端头基本顶结构与合理支护参数

端头液压支架支护强度的确定是支架设计与选型的关键,为此,理论分析了端头区覆岩垮落形态、基本顶的结构运动规律及合理支护强度的确定方法.研究表明:端头区基本顶既可为裂隙带岩层,也可为垮落带岩层,裂隙带基本顶弧形三角块的下沉运动与工作面中部砌体梁相同,垮落带基本顶弧形三角块形可为仅受煤壁支撑与覆岩压力的悬臂梁,或同时与前后弧形三角块铰接形成弧形三角块类砌体梁结构;基本顶弧形三角板不同的结构形式,矿压显现不同,砌体梁结构基本顶活动的压力显现明显,动载系数大,而弧形三角块类砌体梁基本顶活动的压力显现不明显,动载系数较小;端头区支架与围岩作用关系中,支架的工作状态有3种类型:给定变形状态、限定变形状态和给定载荷状态,可根据对应的端头区砌体梁模型、悬臂梁模型和弧形三角块类砌体梁模型估算不同条件下端头支架合理的支护强度.     

超前超高端头液压支架设计

综采工作面端头围岩在多种支撑压力的作用下,受采动影响最大,矿压显现复杂,是顶板维护和管理的重难点。为解决某矿新采面形成后端头处出现的6 m超前超高巷道支护困难的问题,加强端头支护工作并进行有效的超前支护,开展了超前超高端头液压支架设计。根据工作面下端头的支护特点要求,结合端头支架结构设计要求和工作原理以及使用参数,对端头支架的技术参数进行了详细的设计计算;并对活塞杆、千斤顶和液压系统进行了分析及选型计算,以保证其支护强度达到使用要求。分析认为,该端头液压支架设计可以避免由于工作面超前支承压力和沿倾斜方向支承压力共同造成的巷道围岩破坏,提高综采工作面推进效率。     

大采高综放支架的承载特征与适应性研究

大采高综放工作面由于机采高度的加大,在给工作面生产带来便利的同时,也带来支架与围岩关系的变化。结合潞安王庄煤矿6203大采高综放工作面的具体条件,分析了大采高综放面支架的承载特性及其适应性。研究表明,支架承载的变化过程较复杂,支架总体位态良好,能够适应大采高综放工作面的围岩活动规律,保证了工作面的安全高效生产。     

综采工作面虚中心大幅度调斜回采技术的应用

2310综采工作面在收尾前,车集煤矿应用虚中心调斜回采技术,并在工作面调斜回采过程中采取控制顶板和设备的相关技术措施,实现工作面机头大幅度不等长调斜回采,解决了工作面大幅度调斜期间液压支架和输送机等设备的控制难题,为不规则工作面调斜回采提供了宝贵经验。     

新型大倾角工作面端头支架的研究

根据峰峰集团牛儿庄矿实际情况,研制了ZT12000/16/24横向布置端头液压支架。该端头支架能够有效地防止大倾角工作面支架的倾倒,适应巷道起伏变化,解决了大倾角工作面端头顶板维护的难题。     

综采工作面高冒区注浆加固治理技术

结合山西马军峪煤矿90110工作面高冒区实际情况,提出了顶板高冒区充填治理+煤帮注浆加固治理的综合治理措施。应用结果表明,该技术提高了假顶对冒落区的支护效果,缓解了窝风区的瓦斯积聚问题;提高了破碎煤岩体的胶结能力,防止工作面顶板和煤帮的继续变形,有效控制了高冒区范围不断扩大,工作面安全顺利进行采煤工作。     

大倾角特厚煤层综放支架防倒防滑安全保障技术

基于古山矿三井大倾角特厚煤层的地质条件,围绕综放面装备防倒防滑的技术难点,从液压支架结构、工作面布置方式、放煤工艺、工作面管理等方面进行了研究,并制定了安全保障技术。主要保障技术:端头3架组成锚固站,作为工作面支架纵向稳定性的基础;支架安装高强度双侧可调活动侧护板,并设置底座调节机构;工作面采用"倾斜-圆弧过渡-水平"的布置方式,减小工作面机头坡度,保证机头支架的稳定性;通过放煤工艺优化模拟,确定采用"单向割煤,二采一放"的放煤方式,以控制支架下滑;沿着工作面倾斜方向,工作面上部由上而下放煤以保持支架的稳定性;工作面其他地段由下而上放煤有利于提高顶煤回收率。工业性试验表明,综放面设备稳定性良好,顶煤回收率达80%,实现了大倾角综放面的安全高效回采,对于类似地质条件的综放装备防倒防滑具有借鉴意义。     

大采高综放工作面强动压端头顶板控制技术

为了解决大采高综放工作面回风侧端头顶板控制问题,针对马道头矿8211工作面的地质情况,通过对回风顺槽超前注浆加固,提高超前支护范围和支护强度,并对回风侧端头三角区煤壁和顶板进行化学浆加固的技术方案,有效控制了顺槽超前区围岩变形和工作面回风侧端头三角区煤壁片帮,保证了工作面端头区顶板安全。     

高压水力压裂技术在综放工作面初采放顶中的应用

针对12204工作面初采期间老顶来压不及时,采空区出现大面积悬顶,经常出现瓦斯积聚超限且给顶板管理带来极大安全隐患等问题,提出利用高压水力压裂技术方案处理坚硬顶板不及时垮落问题。12204工作面采用高压水力对切眼顶板岩层逐层进行分割、压裂后,破坏了岩层的整体稳定性,使其强度大大降低。采用高压水力压裂技术处理顶板后,工作面初次来压步距比原工作面老顶初次来压步距缩短了36.6m,工作面回采过程中顶板能够实现随采随落。通过理论计算分析和现场实践结果表明,达到了预期效果。