青东煤矿突出危险区煤巷掘进高压水力强化冲煤卸压防突技术

针对青东煤矿无保护层开采条件的突出煤层突出危险区,以该矿824里机巷煤巷掘进为工程背景,分析了影响煤巷掘进的难点及原因,在采用底板密集网格穿层钻孔消除煤巷掘进突出危险的基础上,利用高压泵结合水力强化冲煤卸压措施,冲出大量煤量卸载地应力,通过预抽煤体瓦斯进一步释放瓦斯压力。在824里机巷煤巷掘进前通过在专用抽排巷施工穿层钻孔结合高压水力强化冲煤卸压措施,有效解决了该矿无保护层开采条件的突出危险区煤巷掘进防突问题。     

建下不规则块段充填开采技术研究

针对杨庄煤矿拟开采区域3642工作面的复杂地质条件,采用巷道充填开采方法,将附近岩巷掘进所产生的矸石充填到煤层巷道中,利用矸石置换出煤炭资源,从而达到既开采出煤炭资源,又实现综合治理煤矿矸石的双重目的。     

我国岩巷掘进水平整体分析研究

通过对我国的100条典型巷道实例进行整理,分析得到我国目前岩巷掘进水平处于相对落后阶段,并总结出我国岩巷掘进水平落后的主要原因,为我国岩巷掘进水平研究提供了一个整体的分析数据。     

扇形多分支定向长钻孔在山西保德煤矿煤系地层勘查中的应用

山西省保德矿面临相邻工作面双巷道同时掘进存在突水危险,急需施工钻孔勘查8号煤层底板地质情况,消除突水隐患,掩护巷道掘进。该文从保德矿煤层底板水文地质条件入手,研究了保德矿煤层底板奥陶系灰岩突水可能性,计算了8号煤层底板安全隔水厚度和突水系数。计算结果突水系数为0. 035～0. 037 MPa/m,小于临界值0. 06 MPa/m,表明底板奥陶系灰岩无直接突水危险可能。在10号煤层施工扇形多分支定向长钻孔勘查底板隐伏构造是否存在,勘查结果表明钻孔中无出水现象,证明了8号煤层底板无隐伏构造。完成的勘查钻孔又作为煤层瓦斯抽采钻孔,达到一孔多用的效果,为煤矿巷道的安全掘进提供了技术支撑。     

小煤柱重复动压影响巷道预应力让压锚杆支护

巨野煤田彭庄煤矿为了避免因掘进、回采带来的涌水影响，需在工作面回采前预掘下个工作面轨道巷作泄水巷。该巷将经历数次动压影响，巷道支护极为困难。为确保巷道支护成功，采用了高强高预应力锚杆让压支护系统，通过观测数据的评价与分析，提出小煤柱沿空送巷的支护和掘进的比例关系，为该矿小煤柱沿空送巷的一次支护成功，提供了分析与改进的理论依据，为该类似条件下的巷道支护与掘进提供了有益的经验和借鉴。     

综放开采“原位”沿空掘巷探讨

 在分析综放开采工艺特点的基础上, 首次提出了综放“原位”沿空掘巷的概念, 即在上区段原废弃巷道位置开挖为下区段工作面服务的巷道。并从理论和技术上对其可行性进行了初步探讨; 认为“原位”沿空掘巷可以最大限度地减少综放工作面“两巷”煤损, 其位置处于悬臂平衡岩梁保护之下的免压区内, 掘进、采放的人为扰动对巷道的影响很小, 因而巷道受力、变形亦很小;“原位”沿空巷道的掘进成巷及防漏风是需重点解决的技术问题。“原位”沿空掘巷是一种有发展前途、有理论探讨价值和很有必要进行现场试验的新的巷道布置方式。     

特厚煤层掘进面围岩能量积聚特征及诱冲机制研究

以新疆硫磺沟煤矿特厚煤层掘进工作面为工程背景,采用现场调研、岩石力学试验和理论分析等方法,对特厚煤层掘进面围岩能量积聚特征及其诱冲机制进行了研究。研究认为：①根据硫磺沟煤矿9-15煤层与岩层的岩石力学试验结果,埋深在100~1000 m时,煤、岩层的能量密度与埋深成正比,煤层与岩层的能量密度比值为1.8~2.3,平均为2.1;②相同深度条件下特厚煤层掘进工作面围岩积聚弹性能远大于薄及中厚煤层,其积聚高弹性能的围岩结构是特厚煤层掘进面更容易发生冲击地压和冲击地压灾害更严重的原因之一;③掘进巷道影响范围内围岩积聚弹性能与煤层厚度和巷道半径成正比,且在同等巷道半径条件下,煤层厚度越大,巷道围岩积聚弹性能越大,当巷道半径为3.0 m时,围岩积聚的弹性能分别为巷道半径为2.5 m和2.0 m时围岩积聚弹性能的1.4倍和2.0倍;④提出的考虑煤层厚度和煤层冲击倾向性的冲击危险性评价方法比当前冲击危险性评价方法更加科学合理,评价结果也更符合现场实际情况。研究结果对特厚煤层掘进工作面冲击地压防治具有一定的借鉴意义。     

特厚煤层掘进面围岩能量积聚特征及诱冲机制研究

以新疆硫磺沟煤矿特厚煤层掘进工作面为工程背景,采用现场调研、岩石力学试验和理论分析等方法,对特厚煤层掘进面围岩能量积聚特征及其诱冲机制进行了研究。研究认为:①根据硫磺沟煤矿9-15煤层与岩层的岩石力学试验结果,埋深在100～1000 m时,煤、岩层的能量密度与埋深成正比,煤层与岩层的能量密度比值为1.8～2.3,平均为2.1;②相同深度条件下特厚煤层掘进工作面围岩积聚弹性能远大于薄及中厚煤层,其积聚高弹性能的围岩结构是特厚煤层掘进面更容易发生冲击地压和冲击地压灾害更严重的原因之一;③掘进巷道影响范围内围岩积聚弹性能与煤层厚度和巷道半径成正比,且在同等巷道半径条件下,煤层厚度越大,巷道围岩积聚弹性能越大,当巷道半径为3.0 m时,围岩积聚的弹性能分别为巷道半径为2.5m和2.0m时围岩积聚弹性能的1.4倍和2.0倍;④提出的考虑煤层厚度和煤层冲击倾向性的冲击危险性评价方法比当前冲击危险性评价方法更加科学合理,评价结果也更符合现场实际情况。研究结果对特厚煤层掘进工作面冲击地压防治具有一定的借鉴意义。     

含瓦斯煤层底板轨道巷地质构造异常区支护设计

以淮南矿区顾桥煤矿煤层底板轨道巷地质构造异常区为例进行支护设计研究,采用带帽点柱+锚杆为临时支护,U型棚+锚网索喷支护作为永久支护,巷道支护整体性较好,能够削弱爆破振动的影响,较好地解决了软岩巷道掘进岩层富水性差漏水和因煤层起伏和构造应力造成构造异常区会瓦斯含量与瓦斯压力增加等问题,为工程的施工和设计提供了一定的指导意义。     

立井煤矿TBM掘进巷道围岩稳定性数值计算

针对立井煤矿TBM掘进施工硬岩巷道的施工现场情况,采用FLAC~(3D)有限差分法数值计算软件分别对无支护工况和现场实际工况两种工况进行了模拟及巷道围岩稳定性分析。通过研究两种工况支护条件下的应力场和位移场的分布规律,说明现场支护方案可有效保证巷道的稳定性,为今后立井煤矿TBM掘进硬岩巷道支护方案设计提供了理论依据。     

无煤柱综放开采大变形软岩巷道卸压维护分析 及其应用*

 借助理论分析、数值计算、现场实测等方法,主要介绍了无煤柱综放开采沿空软岩巷道围岩结构及其变形破坏规律。首次提出了应用本煤层布置卸压巷并结合松动爆破技术解决沿空软岩巷道有效维护的难题。同时探讨了一般卸压原理及具体的卸压方案。理论和实践证明,这是实现沿空软岩巷道围岩控制的科学思路和有效方法。     

大安山矿巷道掘进爆破掏槽孔布孔优化

针对坚硬岩巷中爆破效果差的问题,通过掏槽破岩机理和对比大安山矿巷道掘进掏槽爆破效果的试验,在研究的基础上推荐了较为合理的掏槽形式和爆破参数。     

某煤矿岩巷不同爆破方式振动特性研究

通过对煤矿坚硬岩石巷道爆破振动监测,基于萨道夫斯基公式,回归得到巷道掘进爆破和深孔松动爆破振动速度衰减规律,并采用小波包变换和HHT变换对两种爆破方式的地震波能量分布特征进行了对比分析。研究结果表明:在试验煤矿深部地层中,采用浅孔和分散装药的巷道掘进爆破地震波主振频率高,主要集中在150~250 Hz;集中装药的深孔松动爆破地震波主振频率低,集中在40~80 Hz;硬岩中巷道掘进爆破振动速度衰减规律符合软岩特征,而深孔松动爆破与硬岩一致,深孔爆破试验起爆药量没有超出允许单段最大装药量;低频区爆破地震波能量少,巷道掘进爆破地震波能量主要集中在128~277 Hz,深孔松动爆破地震波能量主要集中在32~64 Hz;深孔松动爆破地震波主振频率峰值能量大,是巷道掘进爆破的320倍。     

关于提高煤矿岩巷掘进效率的研究

在矿井建设中,巷道掘进是一项重要的工作内容,其工程量一般要占到矿井建设工程总量的45%~55%.矿建初期,需要掘进的一般都是使用周期长、质量要求高的开拓巷道,这些巷道都布置在岩层中,掘进速度慢。要想加快矿井建设进程,缩短建设周期,提高掘进效率是最好的办法。要想提高岩巷掘进效率,一要尽量采用光面爆破破岩;二要提高装岩和转运的机械化程度;三要用以锚杆支护为主的联合支护方式,提高支护能力;四要加强劳动组织管理,充分调动职工积极性。     

双巷掘进留窄小煤柱布置方式及围岩稳定性控制技术

为解决传统双巷掘进资源采出率低和沿空掘巷采掘接替紧张难题，以翟镇煤矿下组煤一采区11502工作面为工程试验对象，创新性提出留窄小煤柱双巷同时掘进巷道的布置方法，同时构建小煤柱高强复合加固支护技术。采用理论分析、试验测试结合数值模拟等综合研究方法，对留窄小煤柱双巷掘进布置原理及煤柱加固支护技术进行深入研究探索。结果表明，双巷掘进留窄小煤柱技术能够实现采区工作面顺序接替，有效提高采区采出率；提出的小煤柱综合加固支护技术以超前断顶卸压、对穿锚索提高煤柱自身承载力以及钢管混凝土墩柱高强辅助加强支护为主体，避免了小煤柱过早进入塑性状态而发生整体失稳破坏，能够有效保持长期稳定。基于覆岩组合结构理论建立煤柱–顶板结构力学模型，研究煤柱上方支承压力分布规律与大小，建立双巷掘进小煤柱加固支护设计方法。通过数值模拟验证，该技术与传统沿空掘巷相比，能够更好地控制巷道围岩变形，煤柱体的帮鼓变形量和巷道变形量均得到了有效降低。     

近距离煤层群回采巷道失稳机制及其防治

 近距离煤层群开采过程中下层煤回采巷道将受到上煤层采空区遗留煤柱、本煤层邻近工作面动压的影响,针对崔家寨矿E12505工作面机巷出现的冒顶、底臌等严重现象,采用现场实测、理论分析及数值模拟等研究方法,探讨巷道失稳机制。研究结果表明,当上煤层采空区遗留煤柱宽度较小,下层煤巷道位于正下方、本煤层邻近工作面护巷煤柱较小时,受采动影响后巷道容易失稳;提出应距上煤层采空区遗留煤柱25 m、护巷煤柱尺寸20 m,加强巷道支护后可保证下层煤巷道稳定。据此,在E12611和E12504工作面进行工业性试验,取得较好效果。     

复合地层TBM滚刀破岩性能离散元数值试验

全断面岩石掘进机(TBM)因其安全性好、掘进速度快、机械化程度高等优点,已被引入煤矿岩石巷道掘进施工中。煤矿地质条件复杂,复合地层对全断面岩石掘进机掘进效率的影响不容忽视。为了探究煤系复合地层对滚刀破岩效率的影响,建立了滚刀和岩石的颗粒流离散单元模型,开展TBM滚刀的贯入度数值实验。研究结果表明:在相同破岩情况下复合地层破坏的范围小,在滚刀破岩的过程中不易形成贯通区。两种地层裂纹数目随着贯入度变化的规律大致相同。滚刀在相同破岩情况下复合地层所需要的滚刀法向力要大于单一地层硬岩所需要的。单一地层滚刀破岩最优贯入度约为4mm,复合地层滚刀破岩最优贯入度约为9mm。     

软岩巷道围岩流变特性试验研究

流变特性是软岩固有的属性,在长期荷载作用下的软岩巷道支护设计必须考虑岩石的流变特性.针对“三软”煤层巷道围岩大变形、难支护的具体情况,以显德汪矿的主运输大巷为研究对象,进行了三轴压缩流变试验,获得了泥岩的流变参数,从而为下一步的软岩巷道支护设计、施工提供了科学的依据.     

复杂地质构造条件下多煤层区域联合揭煤防突施工技术

为有效降低复杂地质构造条件下突出煤层的瓦斯含量,减小突出煤层揭煤施工的危险性,解决复杂地质构造条件下区域防突施工带来的工期影响,以重庆铁路枢纽东环线鹞子岩隧道为背景,对多煤层区域联合揭煤防突施工技术进行研究。在该项目中,由平导工作面向平导及正洞前方施作超前长钻孔,探测平导及正洞前方的构造情况、煤层分部情况及煤层瓦斯相关参数。根据煤层分布位置,利用平导超前正洞施工的条件,在平导洞内向正洞方向开设抽采硐室,采用多煤层平导与正洞区域联合揭煤防突施工技术。通过现场应用,并对平导与正洞区域联合揭煤防突实施效果进行了检验。实施结果表明:该技术措施的实施能够缩短工期,且为复杂地质构造条件下突出煤层段的安全施工提供了技术保障。     

二次支护技术在软岩巷道中的应用

本文介绍了锚网、喷U29型钢联合支护技术在软岩巷道中的施工方法、软岩掘进巷道控制措施及效果,该技术抗动压效果明显,是一种软岩巷道维修中较好的技术方法。