过空巷硫铝酸盐水泥基柔模泵送材料的制备研究

依据硫铝酸盐水泥基材料快速凝结、水灰比高等特点, 研制了一种适用于空巷支护柔模袋支柱的单液泵送材料。 通过对不同配比原材料的强度进行试验研究,得出最优组分 为硫铝酸盐水泥熟料50%、石膏41.7%、石灰8.3%。然后 分别研究缓凝剂、减水剂对材料流动度的影响规律,得出最 佳掺量范围。采用正交试验的方法,分析得出最佳配比分别 为缓凝剂0.2%、减 水 剂 0.3%、速 凝 剂 ① 0.1%、速 凝 剂 ② 1%。在此掺量下,材料在23min时流动度达到300mm,4 h、3d、14d强度分别达到7MPa、12.4MPa、18.5MPa,达到 空巷施工及支护要求。     

超长工作面过大断面空巷充填支柱支护技术

为解决超长综采工作面过大断面空巷易片帮、冒顶的难题,采用了充填支柱支护技术,并从充填支柱材料、结构、充填系统、施工工艺等方面对高水材料充填支柱体系进行完善。通过单轴压缩试验测试了高水材料充填支柱的承载性能,结果表明:高水材料充填支柱承载性能稳定,抗压强度为10.65 MPa,残余强度为峰值强度的85%。在成庄矿5314超长工作面应用高水材料充填支柱支护技术,配合煤壁注浆加固及锚索补强对大断面空巷进行综合治理,现场实测表明,充填支柱支护空巷的顶板最大下沉量350 mm,中部两帮移近量最大280 mm,巷道底鼓量最大230 mm,空巷变形量小,工作面顺利通过空巷。     

工作面过外切眼空巷支护技术研究

为保证工作面过空巷时的围岩稳定,以温庄煤业15106工作面过外切眼空巷为工程背景,采用数值模拟软件分析外切眼空巷不同支护强度下外切眼空巷的稳定性,并利用现场观测数据进行验证。研究结果表明,外切眼空巷采用加强支护方案后,顶板下沉量显著减小,较原支护方案顶板下沉量降低了52.5%,工作面顺利通过外切眼空巷,对工作面过空巷支护设计研究具有一定的指导意义。     

综放工作面过空巷技术研究及应用

针对综放工作面过空巷受到超前采动支承压力影响,造成空巷围岩塑性区和破碎区范围扩大,易引发大面积的冒顶和片帮的问题,采用FLAC3D软件对比分析了工作面回采过程中,在木垛支护、锚杆支护和高水充填材料充填3种支护方式下的空巷围岩稳定性,得到了3种支护方式下,围岩应力、巷道变形以及塑性区分布特征,最终确定高水材料充填为优选支护方式。基于不同水灰比高水充填材料的性质,确定了高水材料充填施工方案,并进行了综放工作面过空巷充填工业性试验。结果表明,过空巷期间工作面液压支架工作阻力仅增加3.5%,工作面过空巷后,压力恢复到正常值,未出现异常的矿压显现,充填过空巷效果良好。     

大采高工作面大断面材料巷沿空留巷支护技术研究

针对斜沟煤矿18503大采高工作面材料巷沿空留巷变形大、围岩破碎等问题,理论分析了沿空留巷不同阶段的围岩变形,根据工作面具体条件,确定了18503工作面沿空留巷的基本支护及加强支护方式,并通过工业试验及现场监测,巷道变形量小,保障了沿空留巷的围岩稳定性。     

超高水材料充填空巷研究与工业性试验

长期以来,工作面过空巷是煤矿开采中难以解决的问题.传统的空巷支护方式不能有效地对顶板和煤壁提供足够的阻力或阻止围岩破坏范围的扩大.本文在分析工作面空巷围岩活动规律和超高水材料性能的基础上,论证了超高水材料充填空巷的可行性,并确定了充填体的力学参数和充填工艺.现场试验证明,采用超高水材料充填空巷是一种安全、经济、高效的方法,较传统空巷支护方法具有较大的优势.     

高水材料充填支柱在大采高工作面过空巷中的应

为有效解决大采高工作面过空巷期间出现顶板下沉严重、片帮、冒顶、压架、倒架等生产中遇到的难题,确保工作面回采期间安全通过空巷区域,针对成庄矿5314大采高工作面空巷长度长、断面大、且平行于工作面布置等诸多问题,采用理论分析与现场工业性试验相结合的方法,对空巷围岩控制问题进行研究,提出高水材料充填支柱过空巷工艺,并进行现场应用。结果表明：采用高水材料充填支柱对空巷区域进行加强支护,能够有效控制空巷区域围岩有害变形,保障工作面安全、高效、快速通过空巷区域,与木垛、单体液压支柱支护空巷、二次搬家相比,高水材料充填支柱具有显著的经济效益。     

沿空留巷巷旁支护顶部充填材料的制备

沿空留巷隔离墙顶部充填材料要求具有良好的流变性能、较高的支护强度和一定的可缩变形量。通过正交实验设计,分析和研究了巷旁支护充填材料的工作性能和力学性能。结果表明:水胶比为0.40,砂率为45%,膨润土、粉煤灰掺量分别占总胶凝材料的10%、20%时可制备出泵送性能好、早期强度高、适应变形性能好的巷旁顶部充填材料。     

大采高工作面支柱支护过空巷技术

为了确保成庄矿5314大采高工作面顺利通过空巷,采用数值模拟对支柱支护过空巷效果进行分析,设计了支柱支护充填方案和充填系统.现场试验表明,空巷最大顶板下沉量469 mm,两帮收缩量最大为313 mm,整体状况良好,工作面顺利通过空巷.     

综采工作面过空巷支护设计优化

工作面过空巷是采掘活动中常见的现象,文章以永宁煤矿21204工作面过空巷为背景,通过理论分析,揭示了过空巷致灾机理,在空巷原有支护基础上,对支护设计进行了重新优化,并通过数值模拟试验分析,得到了支护设计优化后,工作面过空巷期间,空巷围岩受力状态呈现"双峰"-"孤峰"-"双峰"的变化,空巷围岩移近量先增大,后趋于稳定的特征,在实际生产过程中,支护方案完全可以承受工作面超前应力影响,保证工作面安全通过空巷。     

回收大巷煤柱工作面过空巷围岩破坏机理和控制技术

为解决回收大巷煤柱条件下综采工作面过空巷时,易造成压架、工作面中部大面积冒顶和煤壁稳定性的问题,以鄂尔多斯纳林庙二号矿井6^-2116综采工作面过8号联巷为工程背景,采用理论分析、FLAC^3D数值模拟、现场工程实测相结合的多重手段分析了6^-2116综采工作面围岩破坏机理;基于理论分析,确定了充填体强度应大于5.17 MPa,能够保证工作面顺利通过联巷,充填体可以维护空巷围岩的稳定性;通过FLAC^3D数值模拟,确定了充填体强度10.5 MPa最为合适;经过现场工业性试验综合对比了煤粉-水泥填充木垛接顶、高水速凝材料填充、锚索+工字钢棚支护等方法对围岩控制的优劣性,最终确定以煤粉-水泥充填木垛接顶的支护方式,这种方法支护效果与高水速凝材料强度基本一致,能够最大限度地节约充填支护的成本,同时也能够减少顶板中部的下沉量,大巷与联巷交叉处煤壁帮部也保持了稳定,能够有效保证综采工作面正常推进。     

高水材料充填支柱在大采高工作面过空巷中的应

为有效解决大采高工作面过空巷期间出现顶板下沉严重、片帮、冒顶、压架、倒架等生产中遇到的难题，确保工作面回采期间安全通过空巷区域，针对成庄矿5314大采高工作面空巷长度长、断面大、且平行于工作面布置等诸多问题，采用理论分析与现场工业性试验相结合的方法，对空巷围岩控制问题进行研究，提出高水材料充填支柱过空巷工艺，并进行现场应用。结果表明：采用高水材料充填支柱对空巷区域进行加强支护，能够有效控制空巷区域围岩有害变形，保障工作面安全、高效、快速通过空巷区域，与木垛、单体液压支柱支护空巷、二次搬家相比，高水材料充填支柱具有显著的经济效益。     

综放工作面充填过空巷顶板失稳机理及控顶研究

为了解决综放工作面过空巷时易造成压架、大面积冒顶等技术难题,以山西某矿4318综放工作面过空巷为背景,建立空巷基本顶力学模型,揭示空巷顶板稳定机理,确定顶板破断产生滑落失稳是造成压架的主要原因,进而确定维持空巷顶板稳定的最小支护阻力;采用FLAC3D软件对不同充填体强度下空巷围岩应力、塑性区宽度和巷道变形进行分析,确定了过空巷时的最佳充填体强度。研究结果表明:工作面空巷顶板所需支护阻力应大于4.5 MPa,合理的充填体强度为7.1 MPa。工业试验对比分析了木垛支护、锚杆(索)支护和高水材料充填3种方式,证明高水速凝材料充填支护效果最好,顶板未曾出现冒落现象,帮部也保持了稳定,能够保证综放工作面正常推进。     

固体充填胶结沿空留巷巷帮支护体优化设计

为提高固体充填胶结沿空留巷的效果,以唐口矿9301充填工作面为工程背景,对固体充填胶结沿空留巷巷帮支护体进行优化设计研究。通过对巷帮胶结充填材料的泌水率、强度等性能进行试验,分析了充填料浆的基本特性与胶结充填材料配比之间的内在联系与规律,最终确定了唐口矿巷帮胶结充填材料的配比。通过在唐口煤矿9301充填工作面进行工业性试验表明,优化设计的巷帮胶结充填体具有快凝早强,接顶良好的特点,沿空巷道变形量得到了有效控制。     

高水材料墩柱支护在工作面过空巷的应用

针对首阳煤业15103工作面过空巷可能引起片帮、漏顶、支架蹬空等问题,根据高水材料性能,确定了高水材料墩柱支护技术方案,并进行了工作面过空巷墩柱式支护工业性试验。实践表明:该支护方案使工作面过空巷受采动影响较小,顶、帮无大变形现象,实现了工作面的安全快速回采。     

沙坪煤矿18206综采工作面过空巷支护技术研究

针对沙坪煤矿18206综采工作面过空巷存在顶板压力较大、支架工作阻力变化复杂等问题,结合沙坪煤矿18206综采工作面实际情况,提出了综采工作面过空巷支护技术方案,并对空巷的补强支护和过空巷前后的矿压分析进行研究,通过现场支架工作阻力和空巷顶板下沉量来衡量空巷的支护质量,确保工作面安全顺利地通过空巷。     

大采高过联巷空顶-煤柱-支架耦合承载与控制分析

大采高工作面过空巷覆岩运动复杂,空巷极易变形失稳,严重影响工作面推进速度。通过对大采高工作面过空巷围岩变形破坏特征及失稳原因分析,探讨工作面过空巷顶板稳定性影响因素,建立大采高工作面过联巷空顶-煤柱-支架耦合承载力学模型,确定大采高工作面过联巷煤基充填体强度、变形与最佳水灰比,提出大采高工作面过联巷空巷围岩控制技术,并进行现场工业性试验。结果表明：工作面过空巷表现为顶板大面积下沉、两帮垂直劈裂脱落,采动应力、浅埋薄基岩切落、支护作用失效与棚架非均匀受力是空巷失稳的主要原因;工作面过空巷顶板稳定性与空巷支护阻力、煤柱承载载荷及支架载荷密切相关,煤柱承载能力与煤柱宽度呈线性关系,确定空巷顶板最小支护强度为3.346 9 MPa。随着膏浆体(15%水泥)水灰比增加,膏浆体流动度、析水率、初终凝时间呈增加的趋势;单轴抗压强度与峰值应变整体表现为减小的趋势,且线性特征明显。水灰比0.6(10 d)为最佳膏浆体,单轴抗压强度为1.10 MPa,峰值应变为1.088%。随着时间增加,膏浆体强度在30 d达到3.7 MPa,提前充填有利于空巷稳定。采用空巷挑顶扩巷-锚索补强与膏浆体柔性充填技术方案后,...     

强烈动压影响下的沿空留巷巷道加固技术

为解决强烈动压影响下沿空留巷巷道加固的技术难题,针对新庄孜煤矿66110工作面运输巷受自身工作面及下方仅10 m距离的66109工作面的采动影响及需要沿空留巷的情况,采用理论分析与现场实践的方法分析其破坏特点及影响因素,结合高预应力强力一次支护理论与最新研制的高强度支护材料,提出了巷道的加固方案,确立了合理的支护参数,并成功应用。研究结果表明:采用强力锚杆锚索联合支护系统后,66110运输巷在受到2个工作面采动影响的情况下,工作面前方巷道两帮移近量为210 mm,顶底板移近量为242 mm,分别比原支护巷道降低80%和69%,工作面后方留巷段两帮移近量为406 mm,顶底板移近量为340 mm,巷道变形得到了有效控制。     

大采高工作面过空巷群顶板破断及矿压规律研究

为解决大采高综采工作面快速通过大断面空巷群,避免发生冒顶压架问题,以哈拉沟煤矿22311综采工作面过26条空巷群为研究对象,采用理论研究、数值模拟以及现场监测等方法,研究了综采工作面过空巷群期间空巷失稳机制及基本顶破断规律,模拟了综采工作面过空巷期间采用泵送支柱支护效果,监测了综采工作面过空巷期间顶板下沉量及压力情况,最终22311综采工作面安全顺利通过了26条大断面空巷群。研究表明:空巷失稳主要是由基本顶超前破断引起的,其次是由于空巷支护不足导致的,泵送支柱支护应具有可切割、大断面、高承载与让压变形特征。采用"泵送支柱+锚索+W钢带"联合支护方式,使支柱与顶底板围岩处于协同作用状态,可保证综采工作面安全通过大断面空巷群。     

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。