空巷综放面设备选型关键技术研究

有空巷存在的综放工作面在回采推进过程中,根据围岩物性状态的不同和与空巷的关系,工作面先后会经历实体煤开采、破碎煤体开采和空巷揭露开采三个阶段。     

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。     

巷内预充填沿空留巷数值模拟研究

为减少煤层开采区段煤柱损失,结合煤矿现场的实际条件采用巷内预充填沿空留巷技术,揭示巷内预充填沿空留巷围岩力学特点,并通过数值模拟方法提出3种充填方案,对留巷巷道围岩位移及影响围岩稳定的剪切应力进行分析,得出沿空留巷最大剪切应力集中在留巷巷道上方,充填体强度不易过大,应具有一定的柔性特征等结论。最终通过3种模拟方案对比,确定了充填宽度2 m、充填强度20 MPa的充填方案。     

煤矿井下巷旁充填早强混凝土沿空留巷技术

针对济宁二号煤矿深部中厚煤层综采工作面地质条件复杂、开采深度大、工作面搬家频繁、采掘接续紧张、工作面孤岛开采等问题,研究了沿空留巷顶板运动规律,采用以巷旁充填早强混凝土为主体的沿空留巷技术,对沿空留巷巷旁混凝土墙受力与变形进行了数值模拟分析,并对巷旁支护参数和顶板锚固加强支护进行了设计.在93上02工作面运输巷中采用该技术沿空留巷870 m,混凝土墙墙体稳定;93上03工作面轨道巷沿空留巷后,矿压观测结果表明沿空留巷变形小于煤柱护巷,经济效益显著.     

工作面过巷式开采遗留空巷治理技术研究

针对海天煤业3616工作面过巷式开采遗留空巷问题,介绍了遗留空巷的危害,分析了冒落空巷和破碎煤柱工程特性并采用不同的治理方式,采用高水充填材料减少了材料消耗量,采用分次循环钻进解决了破碎区域打钻卡钻问题。结果表明:注浆加固后,工作面片帮、冒顶得到显著改善,工作面顺利通过遗留空巷。     

沿空留巷整体浇注护巷带围岩控制技术

介绍了我国沿空留巷整体浇注护巷带发展历程及其围岩控制技术理论基础,分析了整体浇注护巷带在绿色开采体系中的地位,指出存在的主要问题是机械化水平较低、充填系统相对复杂、成形效果与漏风的控制不是十分理想,对护巷带周围煤岩应力分布规律研究不够深入。在此基础上,提出应重视并加强护巷带不连续面结构分析,采用非等强支护技术发展沿空留巷整体浇注护巷带技术的建议。     

复合顶板巷旁充填沿空留巷技术实践

淮南矿业集团顾桥煤矿1115(1)工作面为复合顶板,高瓦斯。为了无煤柱连续开采的需要,提出了在复合顶板条件下巷旁充填沿空留巷技术。通过选择合理的充填材料,对沿空留巷充填设备进行改造,并设计合理的充填工艺及充填布置系统方案,分别对沿空留巷及充填体表面变形、充填体下沉变形及其应力变化等情况进行监测。结果表明,巷旁充填沿空留巷技术能有效地保证复合顶板的稳定,成功控制顶板下沉,适应老顶回转变形的要求。     

瑞能煤矿薄煤层切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术

针对无煤柱自动成巷巷道围岩稳定性问题,以瑞能煤矿为工程背景,分别从工作面巷道布置方式、顶板结构特征、开采期间围岩变形特征等3方面进行对比分析。阐述薄煤层切顶卸压自动成巷无煤柱开采围岩变形特征,具体分析切顶卸压自动成巷施工工艺,设计并优化恒阻锚索施工、预裂切缝孔施工、预裂切缝爆破作业、留巷支护等施工工序及参数。突出无煤柱自动成巷开采在维护巷道围岩稳定、减少巷道支护成本、减少煤炭资源浪费、缓解接续紧张等方面的优势,该研究可为同类型煤矿应用薄煤层切顶卸压自动成巷技术提供借鉴。     

矸石充填沿空留巷技术

通过分析充填工作面矿压规律、采动影响范围、顶底板移近量及移近速度等参数,确定充填面支护技术参数,采取端头塑性矸石袋墙护巷沿空留巷,实现了矿井绿色开采。     

突出矿井保护巷与被保护巷相对位置确定

针对不具备保护层开采条件的突出煤层存在保护巷与被保护巷合理位置难以确定的问题,采用现场实测方法,分别研究了4种不同位置的保护巷在被保护巷(煤巷)掘进和工作面回采过程中,其围岩的变形规律以及锚杆索受力状态,并对比分析了不同位置条件下底抽巷的防突效果,结合矿井现有支护方式与支护技术,提出了保护巷与被保护巷间合理的平距为5 m,减少了钻孔工程量,提高了瓦斯抽采效果。     

水力压裂技术在二次动压巷道卸压中的应用

保德煤矿8号煤层三(上)盘区位于井田南侧,该盘区靠井田南侧边界段受古河流冲刷影响,老顶为较厚的含砾粗砂岩,该区域回采期间工作面矿压显现明显,回采后会导致相邻工作面二次采动巷道变形严重。为减小相邻工作面巷道变形,采取了水力压裂技术,通过“切断”传递力的关键层,降低二次动压巷道变形。实践证明,81307胶带顺槽(对应81308一号回风顺槽13~14联巷段)水力压裂预卸压技术有效解决了81308一号回风顺槽二次动压巷道在相邻81307工作面采动后的留巷难题,同时节约了巷道维护工程量。     

综采工作面过空巷及穿层巷技术的研究

14214综采工作面因所采煤层与上覆煤层层间距小,顶板岩性差,顶板管理难度较大。在回采过程中又遇一空巷及与上覆煤层相通的穿层联络巷,当工作面推移至此位置时,由于其所致的空顶面积大及层位关系复杂,给工作面回采时的管理,特别是顶板的控制提出了新的要求。因此,东曲矿通过多种支护手段与措施对综采工作面过空巷及穿层巷技术进行了研究,并通过生产实践,顶板得到了有效控制,确保了综采工作面按正规循环安全顺利推进。     

采空区下近距离特厚煤层回采巷道失稳机理及其控制

采空区下近距离煤层开采时,下层煤回采巷道将受到上煤层采空区遗留煤柱、本煤层相邻工作面动压的影响,针对孙家沟煤矿特厚煤层放顶煤工作面13311回风巷严重的冒顶、两帮内挤和底臌等变形破坏现象,采用现场实测、理论分析及数值模拟等研究方法,探讨了回采巷道失稳机理及主要影响因素。研究表明,13311回风巷变形失稳主要影响因素为迎邻近工作面回采动压掘进、巷道布置方式和巷道支护参数不合理。与上层煤回采巷道垂直布置、巷道支护强度低且迎采动掘进时,下层煤回采巷道容易失稳。为改善13313回风巷围岩稳定性,有效控制巷道变形,根据试验巷道围岩物理力学性质及受力特征,研究提出了有针对性的解决方案:首先改进巷道布置方式,将下煤层回采巷道布置在采空区下,且应距离上煤层采空区遗留煤柱不小于20 m;其次增大护巷煤柱宽度,把区段护巷煤柱宽度增加到20 m以上,减少迎采动掘进动压的影响;最后,采用高预应力全锚索加强支护,提高锚杆锚固段的整体性及其承载能力。据此,在13313回风巷进行了工业性试验并进行了巷道矿压观测,结果表明:经受相邻13311工作面回采动压影响后,区段煤柱整体完整,具有良好的承载性能;锚索受力达到了250～300 kN,约为其破断力的50%,锚索受力增长平稳,较好地控制了巷道离层和围岩变形;13313回风巷顶底板移近量为400 mm左右,两帮移近量为300 mm左右,巷道围岩变形量得到了有效控制,保证了巷道的整体稳定性,取得了良好的支护效果。但是,采用该种巷道布置方式,下层13号煤层13313工作面回采时,因工作面上方11号煤层区段煤柱集中应力的影响,对其顶板和煤壁管理提出了更高的要求,需引起高度重视。     

浅埋复合顶板沿空留巷矿压显现规律数值模拟研究

为研究浅埋复合顶板沿空留巷矿压显现特征,以哈拉沟煤矿12201综采面沿空巷道为研究对象,基于FLAC3D有限元数值模拟软件,分别模拟了顶板切缝对沿空巷道矿压显现规律的影响以及随工作面推进沿空巷道围岩体的变形特征。研究表明,对巷道顶板进行切缝,能够有效阻断采空区积聚应力向巷道传递的进程,减小煤体内部应力集中现象,随着回采工作面的推进,应力集中区域逐渐向煤体深处转移,在工作面后方0~30m范围内,沿空巷道垂直应力与垂直位移的峰值随距工作面距离增加逐渐增大,且增幅较快,工作面后方30~45m范围内,沿空巷道垂直应力峰值与垂直位移变化量增幅开始减小,并呈现出逐渐稳定的趋势。     

木瓜矿近距离煤层采空区下巷道支护技术应用

针对木瓜煤矿近距离煤层采空区下巷道支护问题,本文以10-102工作面为工程背景,通过对巷道围岩应力测试和煤岩层可锚性分析,选定了巷道支护的相关参数,并通过借助FLAC3D软件对巷道开挖、支护后的巷道围岩应力、应变情况进行模拟,验证支护方式的合理性。对巷道掘进与工作面回采期间的巷道变形、锚杆锚索受力状况进行监测,结果表明,采用锚杆树脂加长锚固锚索网联合支护,可以满足近距离煤层采空区下巷道安全掘进和采煤工作面安全、高效回采的要求。     

开采动压影响下巷道变形规律分析

针对平煤八矿深处下部煤层工作面开采导致的上部煤层邻近采区工作面回风巷道掘进困难、变形严重等现象,通过监测回风巷道表面的变形情况,总结出下部煤层开采对上部煤层邻近采区巷道的动态影响规律:己16,17-22020工作面的回采活动对回风巷道的影响范围约200 m,变形最为严重的区域在工作面前方20m和后方20 m范围内,从而确定顶、底板和两帮位移的平均速度,为巷道的合理布置提供参考依据。     

复采工作面通过条带式残采区覆岩稳定性特征研究

为了制定条带式残采区复采的合理开采方式,以西河煤矿3^#煤层条带式残采区为工程背景,采用三维相似模拟和数值模拟相结合的方法,研究复采工作面通过条带式残采区引起的覆岩运移变形特征和稳定性演化规律。模拟结果表明:当工作面与条带式残采区斜交角度在30°以上时,采场前方覆岩破坏形成的剪切破坏区域和拉伸破坏区域呈现出独立的变化特征,工作面前方煤柱和顶板会对上覆岩层形成有效的支撑作用;旧采残煤复采过程中顶板垮落以分段、分步、局部零星的多次垮落方式为主,工作面整体的矿压显现并不十分强烈。研究表明:复采工作面通过条带式残采区时工作面与巷道呈30°夹角布置是合理可行的。     

煤体再造技术在无煤柱工作面过空巷中的应用实践

针对同忻矿三盘区无煤柱工作面山2#层8201存在过空巷的问题,将末煤和粉煤灰进行合理配比再造煤体,确保工作面能够安全回采.经实践再造煤体的抗压强度与煤体相当,能够保证工作面安全快速通过空巷,消除了过空巷期间顶板冒落、有害气体积聚等隐患,可以为其他类似条件下工作面过空巷提供借鉴经验.     

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。     

厚煤层大采高工作面巷道支护设计研究

为优化厚煤层大采高工作面巷道支护设计,结合寺河矿6302大采高回采巷道现场实际,采用力学评估、现场抽验、试验分析的方法,对大采高工作面回采巷道地质影响因素进行了研究,得出全新支护方案。通过数值模拟、现场实测对新旧两种支护方案进行分析对比,验证最优支护方案,优化大采高回采巷道支护方案。