巷旁无充填沿空留巷支护技术研究与实践

沿空留巷是一项系统工程,从最初的掘进支护设计直到二次回采时的支护应统筹规划,其中初采时期的巷旁支护是留巷能否成功的关键。结合显德汪矿1914工作面沿空留巷的地质生产条件,沿空留巷决定采用靠帮单体柱强制切顶、锚杆索和单体柱配铰接顶梁相结合主动支护、锚压双层金属网、加靠帮π型钢背裱半圆木阻隔冒落矸石形成隔离墙、无人工巷旁充填的总体支护方案,分时期分阶段联合支护,实现了巷旁无充填沿空留巷。矿压观测结果表明,所留巷道的顶底板累计移近量为690mm,两帮移近量为450mm,留巷断面满足二次回采时的生产需要,取得了较好的经济效益。     

复合顶板综采面沿空留巷技术研究与应用

矸石带巷旁支护的优点是节省支护材料、稳定性较好,缺点是矸石带的可缩量大、前期支护阻力小、顶板下沉量大、构筑矸石带的劳动强度大。对于复合顶板薄煤层综采工作面,有效控制巷道围岩状况,尤其是对巷旁充填段复合顶板的控制是沿空留巷技术能否成功的关键。通过结合数值模拟软件及现场留巷情况分析巷旁充填矸石带后巷道围岩应力及变形状况,模拟不同充填矸石带宽度对留巷效果的影响,得出在此条件下成功应用巷旁充填3 m宽矸石带沿空留巷的技术。     

榆树田煤矿巷旁充填沿空留巷支护方式及参数选择

榆树田煤矿110403工作面运输巷采用超高水填充材料进行巷旁充填沿空留巷支护,根据生产条件和巷道支护状况,确定了巷旁充填体的布设及尺寸,提出充填体和留巷巷道加强支护的方法措施,选择了支护参数。通过数值模拟,预计了围岩变形量,可为该运输巷进行巷旁充填沿空留巷提供技术支持。     

坚硬顶板下“有限变形”巷旁支护沿空留巷

基于薄煤层坚硬顶板下沿空留巷的矿压显现规律,建立了巷旁支护模型:在充填处预设顶板下沉量,充分利用煤壁的承载能力;采用单体支柱与矸石带联合支护充填区域顶板的支护,并采用卸压钻孔辅助切顶,及时切断巷道顶板与采空区顶板的联结,充当巷道支护的保护岩块。利用数值模拟软件FLAC~(3D),分别模拟了3个临时支护方案下的沿空留巷效果,通过比较3个方案下的顶板下沉情况、顶板回转角情况,确定了采用矸石带与单体支柱来联合支护顶板。实践表明,滨湖煤矿16105工作面沿空留巷时,混凝土充填体宽度取2.0 m,高度为1.5 m,留巷效果较好,基本满足下一工作面的生产需要。     

混凝土泵送充填在留巷中的应用

合理利用资源,将煤矿矸石再次利用作为巷旁充填混凝土材料,根据混凝土材料的配比及性能特征,设计了合理的巷旁充填支护参数,构建了泵送混凝土材料的充填工艺系统,并对金刚煤矿3117工作面沿空留巷巷旁充填工业试验进行研究.试验结果表明,在设计时间内,混凝土材料具有良好的塑性性能,既能有效地控制围岩变形,适应巷道顶板的活动规律,又能安全维护和保留巷道,因而是一种理想的沿空留巷巷旁充填材料     

再论我国沿空留巷技术发展现状及改进建议

在2006年发表的《我国沿空留巷支护技术发展现状及改进建议》一文的基础上,总结了21世纪以来我国沿空留巷技术的新发展,包括巷旁充填的施工工艺与方法,由高水、膏体充填发展为柔模墙体及超前柱式支护,使得支护强度和隔绝密闭性有了极大地提升,并且具有了一定柔性以适应顶板的下沉;经过20余年的发展,沿空巷道巷内基本支护具有了高预紧力、高强度、高刚度和大延伸率的特性,能够有效控制巷道围岩的大变形,实现及时主动支护,并普遍辅以单体支柱作为巷内补强支护,进一步保持围岩的稳定性与完整性;统计分析了部分沿空巷道的支护形式及留巷效果,愈发说明了沿空留巷的成功与否是巷旁支护和巷内支护共同作用的结果。介绍了无巷旁充填切顶卸压沿空留巷新技术,包括卸压原理、切顶方法、切顶参数及切顶后巷内的支护方式及其工程应用等。阐述了近年来我国在沿空留巷理论研究方面取得的新成果,包含充填体的切顶阻力和支护阻力,充填体与围岩之间的相互作用关系及受力变形特征,切顶卸压沿空留巷的围岩活动规律及其与支护体之间的相互作用关系等。指出了我国沿空留巷技术在巷旁支护、巷内支护及相关理论研究方面存在的技术问题与科学问题。最后从支护设计、围岩控制、研...     

沿空留巷围岩运动规律及充填体变形特征模拟研究

为确保山东新阳能源有限公司2704N工作面混凝土矸石沿空留巷工程的安全进行,采用FLAC 3D对沿空留巷巷道围岩变形破坏过程进行模拟研究,得到了沿空留巷巷道围岩运动规律及充填体变形特征。该研究有效确保了沿空留巷的巷道围岩控制效果,对类似条件下的巷旁充填沿空留巷具有重要参考价值。     

普通混凝土巷旁充填沿空留巷试验

基于缓斜中厚煤层综采工作面沿空留巷顶板岩层运动规律及其变形特征,分析了采用普通混凝土进行巷旁充填沿空留巷的可行性,提出了支护体的特点和性能要求,并设计出合理、经济的支护体系。试验表明,采用普通混凝土巷旁充填结合巷内锚、网、索联合支护、巷旁充填体两侧采用单体液压支柱临时支护以及采空区侧用锚索加强支护的护巷方式,充分弥补了普通混凝土初凝时间长、初期强度低的缺点,能有效地控制顶板岩层。     

巷旁充填沿空留巷充填参数的计算

对巷旁充填沿空留巷支护与围岩之间的力学关系进行了分析,提出了沿空留巷的几种顶板力学模型,阐述了巷旁充填沿空留巷充填参数的计算方法。     

综采工作面巷旁充填护巷理论及技术

无煤柱巷旁充填沿空留巷技术是合理开发煤炭资源、提高矿井开采效益的一项重要技术。以某矿1406工作面为研究对象,通过理论分析结合计算机数值模拟的方法,对沿空留巷覆岩的运动规律及破坏过程进行了研究,并通过模拟计算确定了合理的充填宽度及强度,最后进行了巷道的初次支护及加强支护设计。     

二次沿空巷道留巷支护方式及围岩变形规律研究

基于新庄孜矿62110回风巷沿空掘巷后破坏严重出现结构性失稳且后期再需留巷,对二次留巷支护技术进行了研究。分析了巷道破坏原因为地质条件复杂且前期支护参数不合理,结合煤巷预拉力支护理论确定采用＂三高＂锚杆（高强度、高刚度、高预紧力）、锚索补强、深浅孔注浆的联合支护方案。采用快速连续观测法对回采期间巷道的围岩变形进行现场实测,结果表明：高强度架锚注方案可再造围岩结构,减缓顶板活动剧烈程度,工作面后方30～55 m为巷道围岩变形剧烈区,55 m后变形速度趋于稳定。采取该修复方案改善了支护效果,保障了工作面安全回采。     

高性能混凝土在沿空留巷巷旁充填中的应用

通过分析研究屯兰矿18205工作面采用高性能混凝土进行沿空留巷巷旁充填支护试验情况,总结了材料的组成、性能特点和充填体构造与充填工艺要求,并对存在的问题及产生的原因进行了分析,提出了治理对策和预防措施。结果表明：高性能混凝土具有良好力学性能,可用于井下沿空留巷巷旁充填支护。充填体按高宽比1.0∶0.7,并配以适当的构造钢筋,对已充填体的墙体裂缝可采用无机注浆材料堵漏,高性能混凝土作巷旁充填材料,充填体稳定性好,可在沿空留巷巷旁充填支护中推广应用。     

突出煤层工作面沿空留巷修复技术

为解决卧龙湖煤矿103工作面上下巷留巷期间墙体开裂、巷道顶板下沉量及底鼓量均大等问题,采用理论分析和现场实践相结合的方法,提出了巷道全断面挑棚支护、留巷墙体喷浆加固、局部顶板破碎地段架设工字钢棚、加打底板锚杆等支护技术措施。结果表明：距离102、104工作面0～60 m,巷道两帮平均移近量500 mm,巷道围岩变形剧烈;在60～150 m段,巷道两帮平均移近量120 mm,巷道围岩变形缓和,两巷在整个工作面回采服务期间能满足现场生产需要。     

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.     

厚复合层顶板沿空掘巷支护研究

以铜川矿区复合项板条件为例,基于沿空掘巷围岩大、小结构的稳定性原理,结合覆岩破断的弧形三角块模型,根据理论分析初步确定了沿空掘巷小煤柱留宽方案;进而采用锚杆组合梁加固理论与锚索悬吊补强理论进行支护断面的初步设计。采用FLAC3D模拟软件对各方案分别进行了掘巷阶段与采动影响阶段的支护效果考察,最终确定小煤柱留宽5m,巷道支护采用左旋无纵筋高强度螺纹钢锚杆,排距800mm。沿空掘巷与采动影响阶段的支护效果表明,采用该支护方案巷道围岩应力分布合理,锚杆支护系统适应性良好。     

沿空留巷顶板断裂位置分析及支护技术

为得到沿空留巷基本顶断裂的形式和条件,采用理论分析和现场观测的方法,以葛泉矿1528工作面沿空留巷为研究对象,建立了反映岩层基本特征的力学模型.结果表明:当沿空留巷巷旁支护阻力不同时,基本顶的断裂位置不同,在巷旁位置切断直接顶或者直接切断基本顶,可以减少项板活动对巷道的影响.由工程监测和数据分析可知,沿空留巷受到采动影响时,采用合理的锚网支护措施可形成稳定结构,提供足够的切顶阻力,能有效控制顶板合理的悬露长度.     

切顶卸压沿空留巷技术探讨

 根据孙庄煤矿沿空留巷的地质条件,设计了切顶留巷顶板预裂爆破参数,分析了切顶卸压成巷的基本原理,提出了切顶卸压沿空留巷实施方案。     

沿空掘巷在开滦吕家坨矿业公司的应用和推广

通过理论分析和实践,探索出应用留小煤柱沿空掘巷方式,解决了回采孤岛煤柱等应力集中区域的煤炭资源时,回采巷道布置的难题,提高了采掘巷道支护效果,为安全生产打下了坚实基础。     

沿空掘巷围岩破裂分区探测及其应用

利用YTJ20型岩层探测记录仪对沿空掘巷围岩破裂进行分区探测,基于探测结果,应用巷道支护悬吊理论对巷道原支护方式进行评价和合理化研究。在未贯通巷道的已开掘段选取3个巷道断面,每个断面布置5个测点,采用岩层探测记录仪对各个测点进行钻孔摄像探测。观察其破裂变化过程,对探测结果统计,并作出破裂分区图。分析探测结果得出：顶板离层裂隙分散,裂隙较发育,采空区侧煤帮较实体煤侧破裂严重。据探测结果对巷道原支护参数提出修正：锚杆长度缩短200 mm,取消实体煤侧的锚网支护,经矿压监测表明,支护效果良好。     

薄煤层坚硬顶板工作面沿空留巷技术实践

为选择合理的沿空留巷巷旁支护方式和参数,基于北徐楼矿薄煤层坚硬顶板地质技术条件,通过对比分析3种沿空留巷方案,选取在巷内采用工字钢棚加单体支柱支护、巷旁垒砌矸石带加强支护的方法进行沿空留巷,并优化设计了留巷参数,当梯形棚间距为0.8 m,矸石带宽度为3m时能够有效地解决了坚硬顶板难切顶问题,通过留巷试验,工作面超前明显影响范围为16.3 m,巷道断面收缩率平均为19.78%,能够满足下个工作面生产的要求。