定向预裂切顶沿空掘巷技术应用研究

为了解决九里山矿沿空掘巷巷道支护压力大、变形量大、支护困难、维修工程量大的问题,基于切顶卸压原理和定向预裂爆破技术,结合九里山矿15091回风巷顶板岩层情况,确定了预裂爆破的深度,采用了双缝定向预裂管有效控制爆破产生裂隙的方向,实现了定向爆破。制定了切顶沿空掘巷施工方案,确定了定向预裂爆破参数及沿空掘巷巷道支护形式与参数,并通过矿压观测,对沿空掘巷成巷效果进行了评价。研究结果表明:采用定向预裂切顶爆破后,成巷不稳定时间由30 d缩短到20 d,短时间内巷道进入稳定期;沿空掘巷巷道两帮移近量最大为326 mm,较未切顶巷道减少了112 mm;顶板最大移近量为135 mm,较未切顶巷道减少了80 mm,巷道变形量明显减少,巷道维修量也大幅减少,取得了较好的经济效果。     

亿欣煤业坚硬顶板预裂爆破切顶留巷技术与试验

文章采用理论分析、现场工业性试验的方法,揭示了坚硬顶板预裂爆破切顶留巷机理,开发了坚硬顶板预裂爆破切顶留巷技术,具体包括坚硬顶板预裂爆破技术、恒阻大变形锚索提前补强技术、采动影响范围临时加固技术和采空区巷帮挡矸技术,现场应用后及时监测了巷道变形,结果显示,滞后工作面160 m后,巷道变形逐渐趋于稳定,巷道顶底板和实煤体帮最大变形量分别为315 mm、219 mm,巷道断面可以满足下工作面使用。     

切顶卸压沿空留巷施工方案优化研究

以2901运输巷为例,对切顶卸压沿空留巷施工方案进行优化,基于2901运输巷工程概况,优化了切顶卸压沿空留巷支护技术,主要为顶板补强及切顶卸压锚索加固技术、巷道临时支护设计及巷旁挡矸支护设计,设计了顶板预裂切缝方案,主要为预裂切缝孔深、双向聚能爆破预裂技术及爆破预裂切缝施工工艺等,并进行了现场巷道围岩监测。研究结果表明,优化后的切顶卸压沿空留巷施工方案可有效指导矿井安全生产。     

大同矿区回采巷道顶板预裂技术应用效果探究

针对目前大同矿区回采巷道受坚硬顶板影响围岩控制困难的问题,采用理论分析的手段研究了巷道顶板预裂原理,通过探究定向聚能爆破顶板预裂切缝技术、水力切割切顶卸压技术和二氧化碳致裂技术的技术特征以及在大同矿区回采巷道的应用效果,得出水力切割切顶卸压技术是可在矿区内广泛推广应用的技术手段.     

厚煤层煤巷小煤柱切顶护巷技术研究

针对9#+10#煤层合并开采时,区段煤柱留设尺寸大的问题,提出对巷道顶板岩层采用预裂爆破方式进行切顶卸压,采用理论分析、工程类比及数值模拟的方法,确定预裂爆破孔深度为16 m,与竖直方向夹角为15°,区段煤柱合理尺寸为10 m,并进行现场试验.结果表明,预裂爆破后巷道围岩变形量较小,且煤柱侧锚杆受力小于顶板及实体煤侧锚...     

柔模充填联合聚能预裂切顶卸压深井沿空留巷围岩控制技术研究

新庄煤矿采用水泥砂浆柔模充填技术沿空留巷,但充填体切顶效果不理想,仍存在巷道变形严重、留巷返修次数多的问题,为解决沿空留巷围岩控制问题,采用了"柔模充填+聚能爆破预裂"技术。通过分析工作面端部覆岩结构特征以及工作面岩层层序赋存情况,确定了聚能爆破预裂切顶的关键参数。研究结果表明:采取合理的顶板预裂爆破切顶技术,可有效减小悬顶面积,原"砌体梁结构"切顶后形成"短壁悬臂梁"结构,有效减小巷道围岩的承载,巷道顶底板移近量由原来的1150 mm降低为450 mm,巷道返修1次即能满足使用要求。     

沿空留巷切顶爆破卸压技术研究与应用

针对长壁式采煤法基本顶破断,以及预留煤柱造成的资源浪费、巷道变形等问题,文章采用深孔预裂爆破切顶卸压技术,分析了工作面推进时顶板出现周期性垮落以及顶板应力分布特征,用预裂爆破技术在巷道上方和煤柱帮上方基本顶之间形成切缝,阻断基本顶之间的联系,消除采空区侧基本顶回转、断裂、垮落对煤柱侧的影响,使侧向支承压力峰值降低并向深部转移。研究表明,采用深孔预裂爆破切顶卸压技术后,顶底位移和两帮位移分别为190 mm和50 mm,切顶后的顶底位移与两帮位移比之前分别降低了71.2%和64.3%,由此可以看出,预裂爆破效果显著。该爆破方案的合理选择,不仅解决了采空区顶板压力与巷道变形较大的难题,还能有效地节省煤炭资源。     

切顶卸压爆破技术在沿空留巷中的应用研究

针对某煤矿采空区直接顶及上覆顶板悬露面积大,采空区侧悬臂梁结构载荷加载到混凝土墙体及巷内,使巷内顶板下沉量大,巷旁混凝土墙体过早承载破坏等问题。采用超前工作面预裂爆破切顶卸压法,研究了切顶卸压机理以及工作面端头支架架间预裂爆破切顶设计,并分析了放炮工艺及安全技术措施,研究得出:通过采用切顶卸压爆破技术,可使垮落矸石充满采空区,减小了沿空巷道顶板悬臂梁上覆荷载以及旋转变形对巷旁混凝土墙体的压力以及巷旁顶板下沉量,实现了留巷围岩稳定。     

杜儿坪矿72909工作面切顶卸压护巷技术的应用

为有效减小杜儿坪矿72909瓦斯治理巷受72909工作面回采后围岩压力影响,在72909皮带巷不采帮侧进行了切顶卸压施工,确定了顶板切缝孔布置位置及预裂爆破方案。工程实践表明,72909瓦斯治理巷内在预裂爆破施工至50～200 m,巷道有0.1～0.3 m的顶板下沉、锚杆(索)压力增大现象,整体巷道变形量较小,降低了巷道维护治理费用,提高了巷道整体利用率。     

无煤柱自成巷预裂切顶机理及其对矿压显现的影响

预裂切顶是无煤柱自成巷技术的核心,预裂切顶的效果直接关系到成巷的稳定性。以柠条塔煤矿无煤柱自成巷工程项目为背景,首先运用理论分析方法研究了预裂切顶的机理,进而运用离散元数值模拟方法和现场试验方法,对不同切顶条件下巷道围岩的响应规律进行了研究。研究发现,非聚能爆破模式下裂隙向四周扩展,导致巷道顶板形成裂隙分支,破坏巷道顶板的完整性。聚能张拉爆破模式下,应力波在侵彻裂隙的导向作用下可实现定向成缝。为达到理想的切顶效果,装药量及孔间距需协调设计,以保证孔间裂隙贯通。切顶参数变化对巷道围岩的整体变形及矿压分布有重要影响。在一定范围内,增大切顶高度可增大矸石碎胀体积,减小巷道顶板变形和作用在实体煤帮上的应力峰值,但切顶高度不宜过大,否则会增大施工难度,且会增大留巷变形。切顶角度对矿压显现亦有一定影响。当垂直巷道顶板切缝时,巷道围岩变形最大,但当切缝向采空区偏斜10°~20°,留巷围岩变形明显减小。柠条塔煤矿4.1 m采高、砂岩为主顶板的条件下,爆破孔间距为600 mm,单孔装药量为3 200 g时,切顶高度设计为9.0 m,切顶角度为10°时,矸石垮落充分,成巷效果较好。总结认为,切顶高度影响的是采空区矸石的碎胀体积及其对切顶短臂结构的作用力,切顶角度主要影响采空区顶板在垮落中对切顶短臂结构的动态下坠力及稳定后对切顶短臂结构的稳态支撑力,无煤柱自成巷预裂切顶的关键是保证采空区顶板和巷道顶板切得开,在切顶参数设计时应综合考虑预裂效果和切顶后碎胀矸石与切顶短臂结构的作用关系。     

缓倾斜厚大煤层坚硬顶板切顶卸压方法研究

针对坚硬顶板厚大煤层开采存在的巷道变形问题,本文采用理论分析、数值模拟与现场实践相结合对切顶卸压方法进行了研究。结果表明：针对坚硬顶板条件,顶板极限垮落步距及其极限载荷与顶板厚度及极限抗拉强度成正比,当顶板厚度较大时,更容易导致巷道变形严重,甚至发生冒顶风险;从切顶卸压效果与开采效益角度综合考虑,确定合理的切顶角度为75°,合理的切顶高度为9 m,给出了现场切顶卸压及预裂爆破方法。通过现场实践,卸压孔预裂爆破后,孔内裂隙发育,整体贯通性较好,切缝率可达86%,巷道顶板及两帮位移分别为358 mm、315 mm与282 mm,切顶卸压效果良好,可为类似条件矿山提供工程指导。     

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。     

中厚煤层预裂爆破切顶卸压主要参数研究

在切顶卸压无煤柱开采技术试验中,为了切断巷道顶板与采空区顶板之间的连接,通过切顶孔爆破预裂,实现工作面推过后采空区内顶板顺利垮落。本文针对店坪矿切顶爆破参数进行研究,针对不同的岩性分段设计,确定了最佳的爆破参数,保证了留巷效果达到要求。     

综采工作面切顶卸压收尾技术

分析了切顶卸压收尾技术在安全的前提下减小了巷道保护煤柱宽度及巷道受采动影响产生的变形,更好地保护了回采动压影响区域内巷道的形成。切顶卸压收尾工艺、支架前方顶帮支护方法,预裂爆破切缝的设计,还有从支架顶梁上方向采空区侧定向预裂爆破切顶,切断部分顶板的矿山压力的施工方法,有效减弱了顶板应力集中对附近巷道的影响。杜儿坪矿成功应用了该技术,并得出该技术成功应用的关键因素是不出现大的应力集中区。     

定向预裂爆破切顶卸压沿空留巷技术实践

为提高煤炭资源的回收率,在陶二矿1223皮带巷开展了爆破切顶卸压沿空留巷技术的研究。研究表明:(1)通过在采场前方巷道中施工爆破钻孔,使巷道顶板与工作面顶板产生裂缝,待工作面回采过后,采空区顶板沿裂缝回转垮落,减少了对巷内支护体的载荷,保持巷道的稳定;(2)沿空留巷的巷道变形具有明显的阶段性,不同区域应采取不同的支护方式;(3)根据1223工作面的地质条件,计算可得,切顶高度为7.8 m,切顶角度为12°～17°;(4)1223工作面定向预裂爆破切顶卸压技术成功实现了沿空留巷,巷道稳定,变形量小,取得了显著的经济和社会效益。     

沁新煤矿厚层灰岩顶板预裂技术参数研究

聚能爆破技术能很好的解决传统爆破导致的裂缝发散问题,通过双向聚能定向预裂爆破将顶板沿走向切断形成一个断裂面,同时又保护了沿空巷道顶板不受破坏。本文针对沁新煤矿9+10号煤层灰岩顶板进行了聚能预裂顶向爆破参数设计,并采用数值模拟和现场试验相结合的方法,分析了最优的炮孔间距和装药量确定方法,得出了适用于一般沿空留巷顶板预裂的爆破参数设计及试验途径,现场试验效果裂缝率达到80%以上,满足了切顶需要,可为切顶留巷爆破参数设计试验提供理论指导。     

煤峪口矿2603工作面切顶卸压技术应用研究

为了解决顶板难垮难落的问题,本文以煤峪口矿为研究背景,利用数值模拟结合工业化试验对爆破切顶进行研究,通过数值模拟确定了最优切顶角度为10°,并给出了切顶卸压的具体施工方案.通过对切顶效果进行钻孔窥视及巷道围岩变形情况进行监测,发现经过切顶后巷道顶板裂隙完全贯通,巷道围岩的变形得到有效控制,预裂切顶卸压方案可行,为矿井安...     

高强度开采条件下巷道切顶护巷技术研究

针对厚煤层、高强度开采条件下的沿空巷道围岩变形严重、维护困难的问题,以布尔台矿42203工作面为研究背景,采用理论分析和数值模拟的方法研究沿空巷道围岩变形特征,提出采用定向预裂爆破技术进行切顶卸压,以保护临近采空区的巷道。基于不同切顶高度条件下的巷道状况模拟结果发现,切顶后明显改善了巷道围岩应力环境,并确定合理切顶高度为21 m,定向预裂爆破钻孔间距为16 m,装药密度12 kg/m,钻孔角度向采空区方向偏15°、向回采帮偏5°;最终在现场进行试验。结果表明,切顶后巷道两帮移近量86 mm,顶板下沉量55 mm;采用切顶护巷技术对沿空巷道起到了较好的保护作用,能够满足安全生产需要,同时也为类似矿井切顶卸压工程试验的实施提供借鉴。     

深井厚硬顶板预裂切顶技术研究

为改善深部大采深高地应力开采条件下的留巷围岩应力环境,采用砌体梁理论分析了坚硬顶板开采条件下的沿空巷道矿压特征,提出了深孔预裂爆破放顶技术,即通过超前深孔预爆破和走向小水平转角钻孔群切顶技术预裂采场上方走向及倾向的厚硬顶板,周期来压作用下将顶板沿预裂面切垮,从而形成对上覆岩梁结构的支撑作用,减小了关键块的回转和下沉变形。     

切顶卸压技术在小煤柱沿空掘巷中的应用

基于切顶卸压技术原理,以同煤集团晋华宫煤矿301扩区2101巷和5103巷为工程背景,在充分分析其地质资料的基础上,对顶板预裂切缝、爆破参数、恒阻锚索进行了设计,提出了以"爆破预裂切顶卸压+恒阻锚索支护"为主体的技术方案,在2101巷进行爆破预裂切顶,在5103巷进行恒阻锚索支护,工程实践表明:小煤柱掘进巷围岩无较大变化,确保了巷道围岩的稳定。