伯方煤矿松软厚煤层巷道支护技术研究

为解决伯方煤矿3号煤层沿底板掘进巷道顶板煤层极易冒落、巷道围岩易发生大变形的情况,该矿工作面顺槽改为沿煤层顶板掘进,在工作面采动影响下巷道两帮和底板变形破坏严重。采用松软厚煤层稳定性控制技术,将2个顺槽沿煤层底板掘进,可提高工作面煤层回采率,增加经济效益。通过理论计算、数值模拟和现场监测等方法,确定巷道围岩大变形影响因素,并对支护设计进行优化,将松软厚煤层工作面顺槽沿底板布置,缓解厚煤层回采巷道大变形的问题。该方案对解决伯方煤矿松软厚煤层的巷道支护问题提供了借鉴。     

厚煤层煤巷支护优化设计

在厚煤层巷道掘进施工过程中,掘进巷道属于煤巷,由于煤自身黏聚力较小,煤层之间构造应力大,在巷道掘进支护过程中很容易造成顶板垮塌,发生滑落、塌方等事故。南阳坡煤矿8#煤层平均煤厚6.64 m,属厚煤层。选取408盘区回风巷为研究对象,首先,通过对巷道断面形式的合理选择对巷道支护进行优化设计;其次,采取现场监测巷道围岩变形的分析方法确定优化设计的实际可行性。     

矩形大断面煤巷围岩空间变形规律

为研究掘进过程中特厚煤层矩形大断面围岩空间变形规律和围岩稳定性问题,以国投塔山煤矿5106巷为背景,通过FLAC3D软件对矿山巷道掘进过程中无支护情况下的煤岩空间变形问题进行了数值模拟。研究结果表明:特厚煤层矩形大断面巷道的围岩变形在掘进开挖之后迅速发生,且主要集中在顶板和两帮处;巷道围岩变形的变形量随着与巷道距离增大而逐渐减小,且扰动范围在3倍巷径之内;针对特厚煤层矩形大断面巷道的围岩变形特点,在掘进过程中,应该及时采取超前支护和后续有效支护措施,减缓围岩变形对围岩整体稳定的扰动。     

特厚煤层底分层双柔模墙留巷围岩运移及支护优化

为解决白芨沟煤矿特厚煤层分层开采瓦斯治理问题,同时减少煤炭资源损失,降低巷道掘进量,提出了利用柔模混凝土沿空留巷技术,将开采工作面底分层回风巷保留并作为瓦斯抽放巷。对特厚煤层底分层双墙沿空留巷技术进行研究,根据煤层底分层沿空留巷围岩活动规律确定留巷巷道的支护形式及支护参数,并在现场进行双墙留巷试验。研究结果表明：(1)分层开采工作面上覆岩层的垮落至稳定的整个过程是在工作面后方60～200 m完成;(2)白芨沟煤矿特厚煤层分层开采巷道变形可分为4个阶段,瓦斯抽放巷矿压显现基本呈“增压—峰值—稳压”的动态变化规律,基于3种复采支护方案,满足了当下区段工作面1分层开采结束时瓦斯抽放巷道仍保存完整的要求。因此,通过采用柔模混凝土双墙沿空留巷技术及围岩控制方案,可以满足厚煤层底分层留巷要求。     

大采高工作面回采巷道布置层位选择及差异性分析

为了确定厚煤层大采高工作面回采巷道在煤层中的合理层位,提高煤层巷道围岩控制的可靠性,通过理论分析和数值模拟,研究了同等支护条件下在不同层位(沿顶掘进和沿底掘进)回采巷道的支护与围岩的相互作用效果。结果表明:在巷道高度小于煤层厚度的大采高一次采全厚综采工作面条件下,工作面回采巷道沿煤层顶板掘进与沿煤层底板掘进相比,巷道围岩控制更可靠,顶板更容易维护,可适当降低巷道顶板的支护强度。研究结果对优化大采高工作面回采巷道位置、有效控制巷道围岩、节约支护成本具有一定现实意义。     

采空区煤柱下沿空留巷围岩破坏特征和控制技术研究

中兴煤矿1204下工作面开采2#下煤层,与2#煤层间距3m左右,巷道顶板薄、破碎,基于中兴煤矿1204下工作面材料巷沿空留巷工程实践,结合UDEC数值模拟对采空区煤柱下沿空留巷围岩破坏特征进行了研究,并提出用短锚索对巷道进行支护,取得了良好的效果。     

房式采空下回采巷道合理布置及围岩控制技术研究

以山西省唐山沟煤矿12#煤层8208工作面的11208带式输送机顺槽巷为工程背景,分析下煤层回采巷道受上方遗留煤柱应力集中影响下的围岩应力分布规律,采用理论分析和UDEC离散元数值模拟相结合的方法,研究得出11#煤层遗留煤柱产生的应力集中对下方12#煤层11208带式输送机巷的影响、11208带式输送机巷在掘进和回采过程的围岩应力分布情况、确定12#煤层回采巷道合理位置、提出采用锚杆+桁架锚索联合支护形成的锚固结构对围岩的约束作用,实现有效控制巷道围岩变形。工程实践验证了该支护指导思想和技术的科学性。     

浅埋深特厚煤层小煤柱沿空掘巷强力支护技术研究

根据千树塔煤矿浅埋深特厚煤层地质条件,采用数值模拟并结合工程类比的方法,分析确定该煤矿沿空掘巷护巷煤柱宽度为8 m。提出了千树塔煤矿小煤柱沿空掘巷护巷的基本支护思路:保证围岩整体有足够的支护强度和刚度;薄弱部位进行重点控制;遵循控制效果与经济成本的合理平衡原则。提出了千树塔煤矿小煤柱沿空掘巷护巷高预应力强力支护技术方案并进行了现场实践,结果表明:运输巷道掘进期间围岩整体变形量在100 mm以内;工作面回采期间围岩最大变形部位为煤柱侧帮,最大位移量约为295 mm。实现了巷道掘进和工作面回采期间运输巷围岩的稳定与安全。     

厚煤层综放工作面沿空留巷巷道支护技术研究

针对厚煤层综放开采沿空留巷围岩变形大、巷道稳定性差等情况,以潞安集团王庄矿沿空留巷为工程背景,采用数值模拟方法分析了沿空留巷巷道在不同支护方案条件下的围岩变形情况,最终确定了采用"锚杆+锚索+钢筋梯子梁+金属网"的联合支护方式,并对支护参数进行了确定。通过现场监测结果,证明该支护方式能够有效的控制围岩变形,提高了沿空留巷巷道的稳定性,实现了对厚煤层综放开采沿空留巷巷道的围岩控制。     

特厚煤层沿空掘巷围岩控制技术研究

为了控制沿空巷道围岩变形,保证巷道稳定安全,以塔山煤矿8204工作面5204巷为工程背景进行特厚煤层小煤柱沿空掘巷试验性研究。巷道掘进期间采用锚杆、锚索、金属网、W钢带、锚索组合钢梁联合支护。由于工作面回采影响巷道围岩稳定,又在超前支承应力集中区域、采煤帮侧和小煤柱侧进行加强支护。现场巷道变形观测发现,5204巷采用的支护方式是科学合理的、安全可靠的,8204工作面现已回采完毕,围岩控制效果良好。     

过破碎带大断面煤巷顶板裂隙分布特征及支护技术

为了研究过破碎带大断面煤巷顶板裂隙分布特征及其对回采巷道的影响,以山西省东坡煤矿4#煤层431材料巷在掘进过程中顶板出现的破碎带为工程背景,采用离散元数值分析软件,模拟了431材料巷顶板裂隙分布情况。揭示了顶板裂隙分布特征,提出采用锚网带加固浅部破碎围岩形成的锚固结构对围岩的约束作用,实现有效控制顶板冒落。工程实践验证了该支护指导思想和技术的科学性,并在东坡矿其它工作面的回采巷道推广应用。     

厚煤层构造带切顶卸压巷内复合支护沿空留巷技术研究

为了减少煤与瓦斯突出矿井煤巷掘进工程量,保证矿井正常接续,针对云盖山煤矿一矿“两软一硬”不稳定煤层地质条件和矿井单一综放工作面组织生产,以矿井22202综采工作面切顶卸压巷内复合支护沿空留巷为研究对象,提出了厚煤层构造带巷内采用工字钢棚+锚索梁支护的沿空留巷围岩控制技术。研究表明:沿空留巷顶板最大移近量72 mm,中线至巷道上帮、下帮最大移近量分别为108 mm、63 mm,留巷工艺流程简单、效果显著,实现了厚煤层构造带切顶卸压巷内复合支护沿空留巷技术的成功应用。     

锚网索联合支护在高山煤矿中厚煤层巷道中的应用

在煤矿的日常生产中,掘进巷道及开拓巷道支护方式的选择显得至关重要,选择合适的支护方式不仅可以对巷道煤岩体进行较好的支护,防止巷道过快变形,还可以节省支护成本,延长所掘巷道的服务年限。在巷道支护方式的选择上,一般主要考虑的因素是服务年限、围岩性质和原岩应力状态等。为选取高山煤矿9#煤层开采巷道的支护方式,并解决在支护的选型上存在支护强度达不到巷道支护要求的问题,对支护材料及支护的选型上经过大量实验,最终总结出采用锚网索联合作为9#煤层的支护方式,在最近几年中厚煤层的支护巷道变形较小,锚网索联合支护作为高山煤矿中厚煤层巷道首选的支护形式,不论在经济效益还是安全效益都达到了很好的效果。     

高水材料充填沿空留巷应力控制与围岩强化机理及应用

高水材料被广泛应用于不同条件下的薄及中厚煤层沿空留巷、部分条件较好的厚煤层沿空留巷,形成了丰富的高水材料充填沿空留巷围岩控制实践。基于高水材料充填沿空留巷理论研究和现场实践,以应力控制与围岩强化为主线,分析了充填留巷围岩在巷道掘进、工作面超前采动影响、留巷围岩调整稳定和邻近工作面复用4个阶段的应力与变形特征,提出了“基本顶二次破断”的覆岩顶板运动特征。以青龙同昌煤矿15102工作面沿空留巷为背景,数值模拟研究了留巷过程中围岩应力和塑性区分布特征,揭示了充填留巷覆岩基本顶的旋转下沉是留巷巷道所受外力的主要来源;在此基础上,提出了充填留巷围岩控制的关键区域,根据高水材料固结体的较强塑性变形特性,提出了高水材料充填沿空留巷围岩分时分区强化机理,确定了合理的高水材料充填体支护阻力计算式、留巷顶板离层计算式和实体煤帮的支护强度计算式,给出了高水材料充填沿空留巷围岩控制关键参数设计方法,关键参数包括充填体支护阻力(充填体宽度和强度)、顶板支护强度(巷内支护和临时支护)、实体煤帮支护强度。介绍了山西高平青龙同昌煤业15号煤层和赵庄煤业9号煤层高水充填沿空留巷围岩控制2个应用实例,留巷围岩变形控制效果...     

厚煤层顶板定向钻孔技术研究与应用

保德煤矿三盘区深部大巷延伸为全煤巷道,区域煤层厚度7.4m以上,巷道沿煤层底板掘进,巷道高度3.8m。通过在三盘区深部大巷延伸区域沿8#煤层顶板施工下行定向长钻孔对掘进区域进行超前预抽,大幅降低了掘进区域瓦斯压力和瓦斯含量;巷道掘进形成自由空间从而产生微裂松动区,进而增加了围岩的透气性,在巷道掘进期间顶板煤层定向钻孔作为煤层顶板高抽孔抽放,降低了掘进工作面瓦斯涌出量并解决了巷道层流问题。通过采取厚煤层顶板定向钻孔技术,掘进工作面瓦斯问题得到了合理解决。     

厚煤层沿空巷道主动式超前支护技术与实践

我国煤矿回采工作面综合机械化水平显著提高并向自动化、少人化与智能化发展,在保障煤炭回采安全性与生产效率的同时,对两巷超前段支护模式提出了新的要求.以枣庄矿区高庄煤矿3上705不规则工作面辅助运输巷为研究对象,提出了厚煤层沿空巷道主动式超前支护技术思路:巷道掘进期间,基于围岩结构松动圈发育规律对巷道围岩质量进行评估,并结...     

教学二矿煤巷层位选择及围岩活动规律分析

针对郑煤集团(登封)教学二矿的工程地质条件,对软煤厚煤层全煤巷道围岩稳定性进行评价,采用FLAC3D软件,对巷道沿煤层顶、底板掘进时,在锚杆(索)支护条件下围岩的活动规律进行了模拟和对比分析。研究表明,无论沿顶布置还是沿底布置,巷道两帮底部的变形量均大;当巷道沿煤层顶板布置时,煤底的底鼓量大;当巷道沿煤层底板布置时,巷道煤顶是支护控制的重点。通过围岩变形的对比表明,巷道沿煤层底板布置,加强顶部中间部位和两帮底部的支护,有利于巷道围岩的控制与稳定。考虑到现场顶板赋存不稳定,巷道沿顶布置时煤底容易发生底鼓、棚腿钻底严重等实际情况,巷道应沿底布置。     

沿空掘巷围岩稳定性及其控制技术研究

根据新郑煤电公司赵家寨煤矿复杂的地质条件,针对12206工作面下副巷围岩的变形破坏特征,深入研究了沿空巷道在掘进和本工作面采动期间围岩稳定性,提出了沿空巷道高强锚网索支护技术。此技术采用锚网加固围岩体形成强度较高的组合承压梁,在关键部位布置结构补偿锚索,提高支护承载结构的承载能力和结构稳定性。该技术在现场进行工业性试验,成功应用于赵家寨煤矿沿空巷道围岩支护实践,具有较高的技术经济效益。     

深部煤层回采巷道锚网索支护技术

Ⅱ 7211工作面机巷所在煤层厚4.6 m,为厚煤层回采巷道,巷道沿底掘进后顶部、两帮以及部分底板都为相对比较软弱的煤,巷道围岩较难控制.对此,考虑到巷道顶煤的稳定性和自然冒落拱,提出1/3半圆拱断面的巷道形状,结合该矿地应力测试结果,提出了“强帮固顶”的支护原则.分析了采用锚网索支护机理,采用锚网索联合支护方案后,Ⅱ 7211工作面机巷承受住了工作面回采期间采动影响.     

沿空留巷无煤柱开采力学模型及工程实践

沿空留巷开采过程中,在上区段工作面回采后,需要对巷道进行稳定性维护。本文首先分析了在基本顶来压作用下,下区段煤体、巷旁充填体和采空区矸石形成的"煤体-充填体-矸石"巷道围岩结构,并以山西潞安集团蒲县伊田煤业2#煤层的1103工作面的沿空留巷的巷道支护设计为工程背景,通过沿空留巷的过程中实体煤煤帮、顶板和巷旁充填体的支护进行巷道稳定性分析,进一步验证了该围岩结构与上覆岩层的相互作用对巷道的稳定性的作用。