泵送充填构筑密闭墙技术的应用

泵送充填构筑密闭墙技术是一种效率高、劳动强度低、技术效果良好的密闭新技术。结合泵送充填构筑密闭墙技术在宣东二矿的应用实践,阐述了充填密闭材料的组成及性能、密闭墙充填构筑工艺及技术经济效果。     

西曲矿厚煤层综采面过空巷技术实践

基于西曲矿12313工作面开采技术条件,通过模拟空巷不同支护条件下围岩塑性区分布与变形特征表明,空巷采用充填控制时,巷道周围基本没有塑性破坏,顶底板移近量和两帮移近量分别为95. 6 mm和88. 4 mm,是工作面过空巷支护控制最佳手段;设计了空巷充填控制方案,现场试验显示充填体没有出现片帮、冒顶现象,工作面过空巷时支架平均工作阻力在20. 3 MPa左右,最大为21. 1 MPa,充填空巷控制效果较好。     

新型通风密闭墙构筑材料及应用

针对密闭墙传统构筑材料和工艺在实际工程应用中的不足,采用在高水材料中加入引气剂和纤维的方法对其进行改善,对该材料进行了微观形貌分析和全应力-应变曲线测试,在实际工程应用中利用泵送方式快速构筑密闭墙。结果表明:SEM图中反映出,纤维穿插于硬化结构中,起到增强增韧的作用,同时引气剂的加入使材料内部有大量气泡,使试块的抗压破坏模式由脆性破坏转变成了韧性破坏;全应力-应变曲线反映出该材料具有较高的残余强度,可压缩率≥15%;现场实测得出,顶底板最大移近量为245 mm,两帮最大移近量为205 mm。     

煤矿井下防火密闭墙的构筑技术

首先选好砌筑密闭墙的地点,在此地点用砖构筑两道临时砖墙,砌墙前应先在需密闭的范围内,剔去浮煤(矸石),两帮挖槽300mm以上,去除松软围岩,墙的厚度一般为240mm即可,两道墙间距可据构墙地点的地压大小而定,一般0.5~1 m。     

煤矿井下采空区密闭墙相关问题的探讨

采空区密闭墙的砌筑位置及所用材料 ,对密闭墙的质量有重要影响 ,应根据支承压力的分布情况确定建墙位置。密闭墙的结构应采用柔性支护方式。     

粉煤灰浆快速固化构筑密闭墙技术

为了预防采空区遗煤自燃,通常在采空区构筑密闭墙。针对现有密闭墙构筑工艺的不足,提出了粉煤灰浆快速固化构筑密闭墙技术,并分析了其技术特点和构筑工艺。为了检验该技术的可靠性,选择山西某矿8617工作面采空区进行密闭试验,测试结果表明:粉煤灰浆快速固化构筑密闭墙适用于井下采空区防火密闭,具有良好的封闭效果。     

煤矿新型化学材料密闭墙快速构筑技术

通过调研分析国内外煤矿密闭墙构筑技术的现状，系统介绍了新型化学材料密闭墙的分类、使用条件、多种筑墙化学材料的性能、快速构筑技术和相关参数。     

深井采空区密闭墙系统构筑原理及应用

通过分析在残余支承压力作用下密闭墙墙体与围岩系统协调变形机制和载荷的传递机理,建立了墙体与围岩系统的耦合作用模型,提出了"采空区密闭墙系统"的概念。基于"柔性"密闭墙原理,探索了深井采空区密闭墙墙体的一些新的特点,并在此基础上提出了采用微膨胀高水材料作为墙体,在墙体靠近顶板处采用中度膨胀材料使墙体的膨胀接顶,再用中度膨胀高水材料对密闭墙上方垮落带岩层进行注浆,阻隔采空区与外界导气通道的采空区密闭墙系统的构筑工艺,并在邢东矿1127工作面成功进行了应用。     

膨胀充填防火密闭墙构筑技术及应用

煤层自燃发火是煤矿安全生产的一大重要隐患,如何治理煤层自燃发火成了矿井安全生产的重点工程。基于膨胀充填防火密闭墙构筑技术在东坡煤矿斜风井防火应用实践,阐述了膨胀充填材料的组成及性能、充填构筑工艺、膨胀充填密闭墙井下构筑试验及其技术经济效果。应用实践表明,膨胀充填材料的初凝时间约为20~30min,抗压强度达到了3.3MPa,膨胀系数为20%左右。充填防火密闭墙密闭性能良好,充填后老巷无漏风、串风现象,取得了预期的效果。     

赵庄煤矿工作面分源联合立体抽采技术应用研究

针对赵庄煤矿工作面回采过程瓦斯治理现状,通过分析工作面回采过程中的瓦斯来源和涌出规律,结合工作面巷道布置实际设计,设计施工高位钻孔抽采技术、横川闭墙埋管抽采技术,增加底抽巷闭墙埋管抽采技术,对顶板裂隙带积聚瓦斯、垮落带积聚瓦斯、下邻近层上涌瓦斯进行针对性精准抽采。进一步分析得到工作面回采过程中三种分源联合立体抽采技术的抽采浓度、抽采纯量变化规律,验证了三种抽采技术在瓦斯治理中主要作用,并给出了三种抽采技术的最佳抽采混量。通过运用新的分源联合立体抽采模式,使得U形通风方式下的日产万吨的松软煤层高产工作面上隅角、回风巷最高瓦斯浓度在0.7%以下,保障了工作面安全回采。     

孤岛工作面回采巷道支护技术研究

孤岛工作面围岩结构由于受到两面采空区的影响,回采过程中其原岩应力场逐渐被弱化,围岩控制较为困难。本文以金晖荣泰煤业10209(2)孤岛工作面为研究对象,研究了回采巷道围岩控制技术的支护方案,实际应用后表明该支护方案可以有效地保证巷道围岩的稳定性,确保了10209(2)回采工作的正常进行。     

成庄矿综放工作面通风方式改造及采空区瓦斯治理实践

为使成庄矿4312综放工作面由偏Y型通风方式安全改造成多巷U型通风方式,提出新建上隅角抽采系统,通过工作面后部通风联络巷密闭墙埋管对采空区垮落带瓦斯进行加强抽采,使回采工作面形成了高位钻孔主抽顶板断裂带瓦斯+联络巷密闭墙埋管主抽垮落带瓦斯+风排采空区瓦斯治理模式。将工作面回采过程分成4个阶段进行分析,得到工作面多巷U型通风方式稳定后上隅角抽采系统的抽采瓦斯混合量为420 m³/min左右,抽采瓦斯浓度约为2.00%;回采工作面采空区瓦斯抽采率达到57.65%,上隅角瓦斯浓度为0.60%左右;推算得到在现有抽采能力下,可以将通风联络巷间距扩大到80 m。     

刘园子煤矿立井凿井工作面预注浆技术的应用

刘园子煤矿在井筒施工中,采用工作面预注浆方法成功通过了白垩系砂砾岩涌水段。采用脲酫树脂加草酸加强型封堵液和普通硅酸盐水泥加XPM纳米灌注剂,分别处理主井和副井井筒,同时采取加密布孔、围幕注浆和加大压力等技术措施和手段,使凿井工作面预注浆取得了良好的效果,并对两种材料效果进行了对比分析。     

孤岛工作面沿空巷道支护技术研究与应用

孤岛工作面受邻近采空区采动影响,沿空巷道破坏变形严重,对工作面掘进和回采影响较大。兴隆庄煤矿在10304孤岛工作面两巷掘进过程中采用提高锚杆预紧力、增加帮部皮带梯、使用增大型锚杆螺帽提高支护体系护表面积,二次支护使用浆锚杆(索)增加小煤柱承载能力,支护效果良好,巷道变形破坏得到有效控制。     

深部高瓦斯工作面煤体采动扩容特性研究

应用数值模拟、实验室实验、现场实测和理论分析的综合研究方法,对深部高瓦斯工作面煤体采动扩容特性进行了系统研究。研究发现含瓦斯煤体应力峰值前出现扩容现象,煤体初始瓦斯压力对扩容有显著影响,初始瓦斯压力越大,煤体发生扩容的应力临界值越小,瓦斯压力越易发生突变。高瓦斯工作面煤体扩容阶段,瓦斯压力具有采动应力响应特征,采动应力作用下煤体扩容力学行为打破了瓦斯解吸和吸附的平衡,瓦斯压力呈现先降低后升高的瞬变演化。基于深部开采高瓦斯工作面煤体扩容力学特征,考虑煤体瓦斯解吸吸附特性,依据理想气体定律,构建了含瓦斯煤扩容阶段瓦斯压力采动应力响应的数值力学模型,揭示了煤体扩容区瓦斯压力不稳定易突变失稳的内在机理。深部开采煤层在采动应力作用下的扩容是煤与瓦斯动力灾害发生的必要条件,也是灾害防控的主要可控因素,通过降低煤层采动应力集中以控制煤体扩容,可有效消除煤与瓦斯动力灾变隐患。     

工作面支护与液压支架技术理论体系

工作面支护是安全高效综采的首要条件,液压支架是综采系统的核心。笔者和其合作团队持续30多年致力于综采工作面支护与液压支架技术理论的研究和实践,建立了综采工作面支护与液压支架技术理论体系框架,提出了液压支架与围岩耦合原理,建立液压支架与围岩耦合模型,分析了液压支架与围岩的强度耦合、刚度耦合和稳定性耦合规律,阐述了液压支架合理工作阻力、临界护帮力和支护系统稳定性控制策略,提出液压支架三维动态优化设计理论和方法,将围岩下沉、断裂等力、力矩以及边界条件的变化通过液压支架骨架模型传递和分解到具体的液压支架结构上,借助三维设计平台动态模拟仿真液压支架与围岩耦合作用的力学特征,优化得出对围岩最优支护效果的液压支架结构参数。提出液压支架系列型谱和工作面支护系统液压支架群组的自组织协同控制方法,将支护系统群组自组织协同控制分解为围岩自适应控制和队列保持推进控制两个控制线程,同步实现群体系统协调控制。建立了工作面支护设备技术标准体系。     

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。     

马兰煤矿10610工作面瓦斯治理技术探讨

马兰煤矿10610工作面回采期间瓦斯涌出量超限,其中绝对瓦斯涌出量达到了32 m^3/min,严重制约着矿井的正常安全生产。本文通过现场监测的手段对工作面瓦斯的分布特征及来源进行了研究,并在此基础上提出了相应的措施对其进行治理,工程应用结果表明该治理措施可以有效降低工作面瓦斯浓度,满足矿井的正常安全生产。     

五阳煤矿孤岛综放工作面合理护巷煤柱宽度研究

为确定五阳煤矿"孤岛"综放工作面合理护巷煤柱宽度,控制回采巷道变形破坏,以7603工作面为工程背景,采用三维有限差分软件FLAC3D,对不同护巷煤柱宽度条件下的回采巷道围岩应力分布和塑性区发育特征进行了模拟分析,结果表明:该工作面合理的护巷煤柱宽度为22.5m。