厚煤层坚硬顶板工作面初采卸压技术研究

木瓜矿S10-201工作面初采时存在坚硬直接顶灰岩长时间、长距离的悬顶问题。以现场地质资料为依据,构建坚硬顶板工作面初采阶段坚硬顶板卸压前后力学模型,发现顶板定向预裂切缝爆破技术非常有利于坚硬灰岩的初采垮落,给出S10-201工作面初采卸压的设计参数。现场试验表明:顶板定向预裂切缝爆破技术不仅能有效缩短工作面初次来压步距,降低来压强度,而且可以打破坚硬顶板在垮落时出现的整体性、瞬时性问题;随着工作面的推进,S10-201工作面直接顶坚硬灰岩及时垮落并充满采空区,提前对顶板提供有效的支撑作用,降低了坚硬顶板工作面在初采阶段大面积冒顶事故的发生次数,保障了工作面安全高效的生产。     

坚硬顶板工作面初采定向预裂爆破卸压技术

为防止采煤工作面初采坚硬顶板悬顶问题诱发的灾害事故，以木瓜煤矿10-201工作面赋存坚硬顶板为工程背景，提出采用定向预裂爆破卸压技术主动地在顶板岩层内创造结构弱面，从而实现坚硬顶板弱化的效果，基于此，设计了切顶钻孔参数，现场试验确定了爆破钻孔装药结构，技术应用后，缩短了坚硬顶板悬顶长度，降低了工作面初次来压强度，证明了定向预裂爆破卸压技术的优越性和合理性。     

基于切眼断顶爆破技术的冲击地压预防

为保证9308工作面初次来压期间安全有序回采,分析了引起工作面冲击地压的关键层,提出了采用切眼断顶爆破预防冲击地压。通过理论分析、数值模拟和现场监测得出:基本顶中砂岩是引起工作面冲击危险的亚关键层;在切眼对坚硬顶板实施断顶爆破,可有效减小顶板初次来压步距,降低工作面前方应力集中程度,并使其向煤体深部转移,减小工作面冲击危险性,实现了工作面的初次来压期间安全回采。     

坚硬顶板弱化技术对工作面矿压显现规律的影响研究

针对坚硬顶板综采工作面来压步距大、矿压显现强烈、管理难度大等问题,以卡洼掌煤矿坚硬顶板条件为工程背景,在理论计算顶板垮落步距的基础上,提出切眼切顶爆破和两巷超前预裂爆破的顶板弱化技术,并对现场矿压数据进行监测,分析顶板弱化效果,研究结果表明:坚硬顶板整体性强、力学性能好,初次及周期来压步距均较大,经过对坚硬顶板采取爆破强制放顶技术,减小了工作面的来压强度,保证了工作面的安全高效生产。     

吉宁煤矿厚层坚硬顶板切顶卸压组合爆破技术研究及应用

为解决吉宁煤矿厚层坚硬顶板难以垮落的问题，以吉宁煤矿2109工作面为工程背景，通过理论分析、现场实验和现场窥视的方法对厚层坚硬顶板条件下组合爆破技术进行研究，通过现场组合爆破实验，提出了吉宁煤矿2109工作面切顶卸压组合爆破技术方案，现场实施有效切断了采空区顶板与留巷顶板之间的应力传递，缩短了周期来压步距，减少了巷道顶板的应力集中，更好地控制了围岩变形。     

10-205工作面开采矿压规律分析与强制放顶技术应用

为避免坚硬顶板大面积悬顶诱发动力灾害,以锦程矿10-205工作面赋存K2石灰岩坚硬顶板为工程背景,分析了工作面开采矿压显现规律,工作面初次来压步距约45 m。分析认为工作面顶板岩层需进行弱化处理,设计采用深孔松动爆破的方式对10-205工作面坚硬顶板进行强制放顶,工作面初次来压步距显著减小。     

综采工作面厚硬顶板预裂爆破技术研究

厚硬顶板工作面高强度来压致灾事故频发,为保证该类工作面的安全回采,以九里山煤矿为工程背景,分析了切顶卸压对厚硬顶板来压特征造成的影响。14141工作面受大落差断层的影响,厚硬顶板的高强度来压极易造成断层活化,导通底板灰岩含水层和回采工作面造成断层突水事故;从能量角度解释了预裂爆破切顶措施造成工作面来压步距减小的内在机理,爆破裂隙的产生减小了基本顶破断时所需的内力耗散功率,导致基本顶极限跨距减小,来压期间的支架阻力同来压步距成正比,切顶卸压可有效降低工作面来压强度;14141工作面采用在开切眼沿工作面倾斜方向布置爆破钻孔,在运输巷沿走向布置钻孔的预裂爆破措施,现场检测表明:爆破后可在开切眼和运输巷顶板分别形成沿倾向和走向的垂直破坏面,同相邻工作面相比,14141工作面来压步距减小、来压强度明显降低,保证了该工作面的安全回采。     

坚硬顶板来压预测及爆破参数快速设计

工作面坚硬顶板抵抗破坏的强度大,煤层开采后在采空区可形成大面积悬顶,一旦突然跨落,将造成严重的安全事故。因此,坚硬顶板的来压预测以及处理方式的选择对工程应用意义重大,采用端部拉槽爆破处理初次来压前的坚硬顶板,并用爆破切顶处理工作面推进中悬露的顶板,能够预防大面积来压。基于C#语言编译软件对顶板来压步距和基于支架支护强度的合理悬顶长度进行快速计算,且快速设计出端部拉槽爆破和处理悬顶爆破的主要技术参数表,供现场参考应用。     

大采高综采工作面坚硬顶板预裂控制研究

根据木瓜矿10-102工作面回采期间坚硬顶板悬顶造成的来压步距大、矿压现象异常剧烈等问题,基于坚硬顶板破断结构力学模型研究了10-102工作面来压步距的范围,确定采用开切眼位置进行人工预裂顶板更容易使其垮落。为此,采用双向聚能爆破切顶工艺对10-102工作面进行了坚硬顶板的预裂控制,现场应用效果显示,研究区域来压强度平均范围为42.4 MPa,有效降低了来压的强度,且确保了支架的稳定性。     

神农煤业坚硬顶板切眼预裂爆破弱化技术应用

为避免采空区坚硬顶板大面积悬顶造成的安全事故,以神农煤业15101工作面顶板赋存K2石灰岩为工程背景,提出采用预裂爆破方法提前破坏坚硬顶板结构,避免采空区形成大面积悬顶现象。基于此,设计了工作面液压支架布置方案、预裂爆破弱化顶板方案。矿压观测结果显示,采用该技术后,初次来压步距减小了56.6%,初次来压强度降低了7.6%,表明了坚硬顶板切眼预裂爆破弱化技术的优越性和合理性。     

某煤矿61202工作面爆破切顶卸压效果分析

深孔预裂爆破技术对处理顶板问题具有重要作用。针对某煤矿61202工作面初次垮落步距大、地压显现和支护难度大等问题,通过采用预裂爆破切顶技术分别在切眼和运输顺槽对工作面顶板进行切缝处理。从预裂切缝效果和矿压显现2个方面对工作面爆破切顶技术的效果进行分析。结果表明:顶板爆破切顶卸压充分破坏了 61202工作面顶板的完整性,极大地缩小了工作面初采初放期间顶板悬露面积,降低了工作面初次来压的剧烈影响,保证了生产安全。     

坚硬顶板预裂技术研究

针对坚硬顶板工作面顶板悬顶问题,以西铭矿48708工作面坚硬顶板条件为基础,对坚硬顶板岩层力学结构特性进行了分析,得出该工作面悬顶主要为端头悬顶问题,提出采取浅孔定向爆破和CO2复合气体顶板预裂相结合方案处理工作面悬顶问题.根据现场试验结果,该方案能够有效实现顶板预裂效果,解决悬顶问题.     

大采高工作面矿压显现规律及顶板控制技术研究

针对厚煤层坚硬顶板不易垮落,随工作面的推进空区顶板形成大规模悬顶,造成工作面矿压显现强烈的问题,以三道沟煤矿85201工作面开采为研究对象,运用实验室试验、数值计算、现场观测等方法开展相关研究。研究表明,随工作面推进,直接顶上方表覆岩破坏区持续发展;超前支承压力最大值为14.5MPa,出现在距离切眼约6m处,最大影响范围约250m,明显影响范围为65m;工作面初次来压步距约为75m,来压周期约为22.5m,来压后压力下降最高达到27.94MPa,矿压显现在切眼两帮更加显著;实施坚硬顶板预裂爆破技术,可实现坚硬顶板围岩的有效控制。     

坚硬顶板定向水压致裂主控技术研究

为解决坚硬工作面顶板垮落难、初次来压步距过大等难题,以陕西某煤矿2102工作面为工程背景,分析了坚硬顶板悬顶的危害及定向水压致裂切顶控制机理,提出了坚硬顶板定向水力压裂切顶主控切顶技术,并开展现场实践。确定压裂钻孔水平间距为5 m,垂直间距3 m,孔内压裂点间距9 m,压裂层位为厚层中粒砂岩坚硬顶板。结果表明,2102工作面坚硬顶板水压致裂后,内部裂隙发育,初次来压步距减小为15.6 m,初次来压动载影响程度减弱,未发生大面积强矿压、煤壁片帮等现象。工作面端头顶底板最大移近量为681 mm,两帮最大移近量为485 mm,保证了安全生产。     

新集二矿211113综采面坚硬顶板深孔预裂爆破技术与实践

为解决新集二矿211113综采面顶板坚硬、不易垮落的问题,采用UDEC数值模拟解释了深孔预裂爆破技术处理坚硬顶板减轻工作面矿压显现的原因。根据工作面生产地质条件,制定了深孔预裂爆破方案,并确定了合理的爆破循环步距、放顶高度、炮孔角度、炮孔深度及炮眼间排距;对预裂爆破后的工作面进行了现场测量,测量结果分析表明,该设计有效地减少了来压步距,顶板压力现象不强烈,保证了工作面安全生产。     

深孔预裂爆破坚硬顶板提高初采采出率的研究

针对某矿3407工作面初采期坚硬顶板难以垮落易造成支架冲击载荷、顶板冲击矿压、有毒有害气体异常涌出等难题,通过测定工作面煤层及其顶底板岩石力学参数,检测基本顶细砂岩的矿物成分并对其做饱水风干实验;使用ANSYS/LS-DYNA软件模拟爆破后岩石裂隙发展情况,制定深孔预裂爆破方案;利用岩层钻孔探测仪对爆破后的炮眼进行窥视,观测初采期间工作面液压支架载荷变化情况。结果表明:水对基本顶细砂岩的破坏作用非常小;LS-DYNA软件爆破数值模拟3.5 m炮眼间距可以形成顶板贯穿裂缝;3407工作面初采期顶板深孔预裂爆破切顶后,基本顶初次来压步距21.6 m,比上个工作面减少9.6 m,多采5 600 t煤,采出率提高14.4%,不仅解决了初采期坚硬顶板大面积悬顶的难题,同时提高了初采期煤炭采出率。     

高瓦斯综放工作面顶板深孔预裂爆破技术应用

余吾煤业S2206高瓦斯综放工作面基本顶岩层厚度大、致密坚硬,初采时易形成大面积悬顶,突然大面积垮落时,易造成工作面矿压显现剧烈、瓦斯骤然升高等问题,基于此,提出对S2206工作面进行初采前顶板弱化,并通过开切眼深孔预裂爆破,预先破坏开切眼顶板的完整性,缩小了顶板初次垮落步距,杜绝了这种顶板大面积来压隐患,同时提前回收了顶煤,实现了S2206工作面安全、高效生产。     

8101工作面开切眼掘进深孔预裂爆破顶板控制技术研究

采用FALC3D建立了王庄煤矿8101工作面数值计算模型,研究了开切眼掘进施工过程中工作面的围岩及其顶底板的应力变化和分布规律,提出并实施了对工作面提前采取深孔预裂爆破进行顶板弱化,降低工作面来压强度,解决了工作面坚硬顶板悬露且难以垮落的问题。     

基于深孔预裂爆破的工作面坚硬顶板弱化技术研究

为有效解决慈林山煤矿工作面切眼坚硬顶板大面积悬顶的技术问题,系统分析比较了现有坚硬顶板处理技术,论证了深孔预裂爆破技术的技术经济优势。以15201工作面为试验对象,采用理论计算方法获得了包括压碎圈半径、裂隙区半径和预裂高度在内的影响预裂爆破效果的关键参数;基于工程类比法,确定了科学合理的炮孔布置、爆破方式和装药方式;在此基础上,开展深孔预裂爆破处理坚硬顶板技术的现场工业性试验。结果表明：深孔预裂爆破可以有效降低顶板完整性,实现回采期间矿山压力的平稳显现,实现坚硬顶板工作面切眼的安全管理。     

回采工作面坚硬顶板初次垮落冲击风暴的防治

72204工作面顶板坚硬,存在基本顶初次垮落冲击伤害的危险。通过对工作面的支架阻力观测、顶板动态监测、微震系统监测,预测了工作面初次来压,并实施了顶板预裂爆破,降低了顶板来压强度,消除了工作面坚硬顶板初次垮落产生冲击风暴伤害的隐患。