超长工作面过大断面平行空巷充填支柱支护技术研究

针对厚煤层强矿压超长工作面过大断面空巷问题,通过力学模型分析和室内试验,综合开展充填支柱支护技术研究.根据工作面过大断面空巷顶板的活动规律,建立充填支柱支护空巷基本顶超前破断模型,分析得充填支柱的合理支护强度为4380 kN/m;不同让-承结构比例充填支柱承载性能试验表明,让-承比例对充填支柱承载性能影响显著,高阻让抗...     

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。     

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。     

高瓦斯矿井高水材料充填墩柱沿空留巷技术

为了改善木垛沿空留巷木料消耗量大、劳动强度高、施工复杂、支护强度较低的问题,高河煤矿采用了高水材料充填墩柱沿空留巷技术,并在E1302回风巷进行了工业性试验。结果表明:木垛沿空留巷顶底板最大移近量为286 mm,采用高水材料充填墩柱沿空留巷技术顶底板最大移近量为188 mm,墩柱最大变形量为65 mm,高水材料充填墩柱沿空留巷技术施工工艺简单、墩柱抗压强度大,可有效控制围岩变形,同时增大巷道通风断面有利于风排瓦斯,防止矿井发生瓦斯事故。     

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.     

深井孤岛煤柱工作面沿空留巷支护技术研究

以车集煤矿深井孤岛煤柱工作面为工程背景，探究深井高应力孤岛煤柱工作面沿空留巷充填体—围岩变形机理；构建沿空留巷围岩力学结构模型，计算出沿空留巷支护所需充填体的宽度及强度，并通过FLAC^3D软件模拟、现场监测验证了充填体宽度和强度的合理性。研究结果表明：孤岛煤柱工作面沿空留巷采用高水充填材料巷旁充填技术，以充填袋成形方式进行充填，可使充填体有效接顶；采用“锚杆锚索联合支护+巷旁充填体”方式进行煤柱中巷支护时，合理的充填体宽度为4.0 m,应力达到8.0 MPa时巷道变形趋于稳定。现场监测结果表明：23下工作面开采30 d内，煤柱中巷最大顶板下沉量不超过50 mm,充填体帮部变形不超过40 mm;回采结束后30 d内，顶板下沉量不超过20 mm,充填体帮部变形量最大为348 mm,煤帮变形量较小，最大处为150 mm,沿空留巷效果良好。     

补连塔煤矿综采工作面过空巷泵送充填式支柱应用研究

大采高综采工作面过空巷期间空巷内存在的冒顶、透水、压死支架等安全隐患严重影响着煤炭的高效安全开采。泵送充填式支柱相比于木垛有压缩量小、根据工作面具体的地质及开采条件可灵活选择支柱材料和布置方式的优点,并且泵送支柱施工工艺简单,残余强度高,易于采煤机切割。以补连塔煤矿22310综采工作面为例,针对工作面来压强度大、范围大,底鼓严重,顶板维护困难等问题,提出采用泵送充填式支柱支护方式对空巷顶板进行支护。现场实测空巷两帮移近量小于100mm,顶底板移近量小于200mm。推采过程中工作面支架工作阻力变化小,顶板基本无破坏。     

补连塔煤矿综采工作面过空巷泵送充填式支柱应用研究

大采高综采工作面过空巷期间空巷内存在的冒顶、透水、压死支架等安全隐患严重影响着煤炭的高效安全开采。泵送充填式支柱相比于木垛有压缩量小、根据工作面具体的地质及开采条件可灵活选择支柱材料和布置方式的优点,并且泵送支柱施工工艺简单,残余强度高,易于采煤机切割。以补连塔煤矿22310综采工作面为例,针对工作面来压强度大、范围大,底鼓严重,顶板维护困难等问题,提出采用泵送充填式支柱支护方式对空巷顶板进行支护。现场实测空巷两帮移近量小于100mm,顶底板移近量小于200mm。推采过程中工作面支架工作阻力变化小,顶板基本无破坏。     

综采工作面高水材料空巷充填技术与应用

为避免综采工作面过空巷带来的冒顶、煤壁片帮、支架压死等事故,针对不同生产地质条件,基于高水充填材料的应用提出了2种空巷充填技术,即高水充填材料全断面充填技术及墩柱加强支护技术,并分别在山西2个矿井现场进行了工业性试验。经过现场成功应用,为综采工作面过空巷提供了一种安全高效的解决途径。     

大采高工作面沿空留巷巷旁加强支护数值模拟研究

以斜沟煤矿18505材料巷沿空留巷为研究对象,通过数值模拟,研究了5种不同支护方式的支护效果,得到最佳支护参数。模拟结果表明:大采高工作面在回采时实施沿空留巷技术是能成功的,需提供巷内及巷旁共同支护;巷内增加支柱可有效抑制顶板下沉;在5.4 m采高、3 m充填带条件下,沿空留巷之后在巷道内实施"3根单体支柱和3根木支柱"的补强支护方案,支护效果良好。现场实测发现留巷时巷旁充填体稳定可靠,围岩顶底板最大变化量为806 mm、两帮最大变化量为419 mm,基本达到沿空留巷的使用要求。     

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。     

巷旁充填沿空留巷技术在综放工作面的应用研究

综采放顶煤沿空留巷采动影响范围大,巷道极易变形失稳,维护困难。本文结合成庄矿4311工作面条件,提出了高水材料"多层位、远距离"充填构筑工艺,针对性地采用了高预应力、高强度锚杆(索)作为巷内基本支护,单体液压支柱配套铰接顶梁加强支护和高水材料巷旁支护及充填体预应力承载结构,巷旁充填沿空留巷得到有效控制。     

空巷顶板稳定性力学分析及充填技术研究

以柳林郭家山煤矿4217综放工作面(回收上山煤柱)过空巷为工程背景,建立了基于工作面超前采动影响的空巷顶板力学模型,分析了空巷顶板稳定性与空巷充填体相互作用关系,得到了空巷顶板稳定的充填体支护阻力计算式,确定空巷充填体的支护阻力不低于3.58 MPa,提出采用高水材料充填过空巷技术∶1)高水材料浆液可对空巷周围破碎煤岩体与空间胶结形成整体结构,提高对顶板的支撑作用;2)采用高水材料水灰比2.5∶1能满足支护空巷顶板强度要求,保证顶板不发生滑落失稳和回转变形失稳.工程应用表明,高水材料充填空巷保持了煤壁和顶板的稳定性,是安全快速过空巷的有效途径之一.     

大采高超长工作面复杂空巷综合处理技术北大核心

针对成庄矿大采高超长工作面空巷数量多、断面尺寸大、影响范围广的复杂性技术难题,提出了系列化的复杂空巷综合处理措施。在较小断面空巷中采用全部充填方式,在超大断面空巷中采用充填支柱支撑方式,并通过理论分析设计充填支柱的合理强度和让压结构;在煤体应力集中区域采用煤体超前预注浆方式,同时在工作面通过空巷时采取工作面调斜和煤壁补注化学浆液的补充措施,确保工作面煤壁及顶板稳定,减少巷道底鼓及两帮变形,以保证工作面顺利通过空巷。综合处理后,工作面安全顺利通过全部空巷,未出现明显的工作面煤壁片帮现象,空巷顶板及两帮没有明显变形,取得了较好的工程应用效果。     

大采高超长工作面复杂空巷综合处理技术

针对成庄矿大采高超长工作面空巷数量多、断面尺寸大、影响范围广的复杂性技术难题,提出了系列化的复杂空巷综合处理措施。在较小断面空巷中采用全部充填方式,在超大断面空巷中采用充填支柱支撑方式,并通过理论分析设计充填支柱的合理强度和让压结构;在煤体应力集中区域采用煤体超前预注浆方式,同时在工作面通过空巷时采取工作面调斜和煤壁补注化学浆液的补充措施,确保工作面煤壁及顶板稳定,减少巷道底鼓及两帮变形,以保证工作面顺利通过空巷。综合处理后,工作面安全顺利通过全部空巷,未出现明显的工作面煤壁片帮现象,空巷顶板及两帮没有明显变形,取得了较好的工程应用效果。     

放顶煤工作面过空巷高水材料充填技术研究

针对综放工作面过空巷时受到超前支承压力影响,造成空巷内围岩塑性破坏区范围扩大,易引发工作面煤壁片帮和空巷顶板垮塌的问题,采用数值模拟软件,对空巷充填前后的围岩应力分布状况进行分析对比,空巷充填后,巷道围岩应力峰值明显减小,空巷充填改善了围岩受力状况,降低围岩应力值。结合成庄矿3311工作面现场情况,确定高水材料充填施工方案,并进行综放工作面过空巷充填工业性试验。结果表明:工作面通过充填空巷区域期间,工作面两巷道顶板下沉量最大值为146. 8mm,底鼓量最大值为195. 2mm,左帮鼓出量最大值为49. 8mm,右帮鼓出量最大值为82. 2mm,巷道变形量不影响工作面正常回采,有力保障工作面过空巷区域的安全。     

全空巷充填技术在孤岛工作面回采中的应用

孤岛工作面的回采受巷道变形严重的制约,而空巷的变形量在巷道变形的基础上大幅度增加,采用原有的木垛、单体支柱等支护手段,顶板较难控制,支护材料人工回撤难度很大,且微风巷道内瓦斯容易积聚产生严重安全隐患。通过采用全空巷充填技术,提前将巷道全断面充填后,确保空巷顶帮支护力度,为工作面整体安全回采提供了保障。     

高瓦斯矿井大断面煤巷沿空留巷技术研究与应用

以高瓦斯矿井屯兰煤矿大断面煤巷沿空留巷为研究对象,建立了沿空留巷围岩结构模型,分析了沿空留巷巷旁充填体的作用机制,提出了巷内基本支护采用锚杆索配合钢梁、金属网联合支护,巷旁采用混泥土膏体材料充填,以及充填体锚带网外加固、钢筋网内加固和注浆密封的沿空留巷围岩控制技术。井下实践结果表明:沿空留巷顶板离层最大值为40mm,顶底板移近量最大为17cm,两帮移近量最大值为25cm,工作面上隅角瓦斯浓度为0.45%~0.75%,实现了高瓦斯矿井大断面煤巷沿空留巷技术的成功应用。     

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...     

综采工作面充填材料过空巷技术研究

以榆树坡煤矿1207工作面过大断面空巷为例,通过计算,研究综采工作面过空巷围岩变形特征,提出采用充填材料充填空巷技术。通过建立充填后空巷顶板稳定力学模型,计算出了空巷顶板稳定的充填体最小支护阻力,确定了合理的填充参数。最后应用到现场,实践表明,采用充填材料充填空巷技术能保持空巷围岩结构的稳定,确保工作面快速安全通过空巷,解决了综采工作面过大断面空巷的难题。