龙马煤业迎采迎掘回采巷道围岩控制技术研究

为了尽早使3307工作面形成生产系统,矿方决定采用迎采迎掘的方式来加快巷道掘进。但迎采迎掘巷道变形量大,巷道围岩控制较为困难。龙马煤业针对3307回风顺槽迎回采工作面掘进的特殊应力环境,为保证巷道的稳定性,采用理论分析、数值模拟等方法分析了迎采迎掘巷道的围岩应力演化规律,得到了如下结果：提出了分段控制迎采迎掘巷道围岩的稳定的支护策略,即将巷道分为受二次动压影响的新掘段、已掘段和不受二次动压影响的新掘段3段;确定了迎采迎掘巷道的掘进时机;确定了合适的支护参数并进行了现场试验。研究成果对于改善龙马煤业迎采迎掘巷道的围岩控制、缓解采掘接替紧张、促进矿井安全高效生产等有着重要的现实意义。     

迎采沿空巷道切顶防冲护巷技术研究

针对张双楼煤矿深部迎采沿空掘进巷道受采动影响变形与冲击地压双重威胁问题,研究了迎采沿空巷道切顶防冲护巷技术,以张双楼煤矿92608迎采沿空掘进工作面为工程背景,基于关键层理论分析了坚硬顶板破断线位置对相邻巷道稳定性的影响,确定了当92606工作面基本顶的切顶线位于煤柱边缘时,护巷与防冲效果最佳。模拟研究了不同装药直径下应力峰值分布情况,爆破后应力以指数函数形式快速衰减,致裂范围与装药直径呈幂函数正相关关系,以顶板岩石抗拉强度为指标值,确定了爆破切顶的最优爆破技术参数。现场实施与巷道围岩变形监测结果表明:当爆破孔直径为42 mm、间距在0.5～1.0 m、孔深在6～8 m、装药2 kg时,能够有效减小工作面下隅角悬顶长度和迎采巷道围岩变形,并极大地降低了工作面与迎采沿空巷道的冲击危险性。该技术现场应用效果显著,为深部冲击地压危险区域迎采沿空巷道围岩控制提供了借鉴。     

大采高综采工作面迎采动掘进巷道支护方法优化研究

针对大采高综采工作面迎采动掘进巷道支护不合理导致巷道变形严重问题,采用现场监测、数值模拟与实践相结合对迎采动掘进巷道支护优化方法进行了研究。结果表明：原支护条件下,迎采巷道以顶板及两帮松动破坏为主,最大破坏深度达1.58 m,需要加强支护;迎采巷道“锚杆+锚索+钢筋梯子梁”加强支护方法,随着工作面的推进,巷道顶板塑性区面积减小53.3%～59.7%,两帮塑性区面积减小49.1%～58.8%,应力峰值显著降低,满足迎采巷道稳定要求。通过现场实践,巷道加强支护后,顶板下沉量减小69%,煤柱帮位移减小68%,回采帮位移减小67.7%,巷道支护效果显著。     

孤岛工作面迎采巷道掘进支护技术研究

针对寺家庄矿5110孤岛工作面巷道掘进支护技术难题进行研究,通过采用理论分析、支护设计优化等方法,对孤岛工作面迎采巷道掘进支护技术进行了研究分析,在5110工作面进行了现场实践。实践表明,优化后的支护方案应用效果良好,巷道围岩变形与支护压力大等现象得到明显改善,为类似条件下的孤岛工作面迎采巷道掘进支护提供经验借鉴。     

新型快速掘进迎采动压巷道支护技术的应用

为解决斜沟煤矿综采工作面采掘衔接紧张和迎采动压巷道支护困难的问题,采用"滑移式临时支护装置+液压锚杆钻车"的快速掘进支护体系控制迎采动压巷道顶部岩体,现场使用结果表明:顶板离层量较小,裂隙发育较缓,有效改善了掘进期间的应力环境;同时月掘进进尺逐月提高,可达450 m,有效提升了掘进效率。     

厚煤层迎采巷道围岩稳定性控制方法研究

针对厚煤层迎采巷道稳定性控制问题,文章采用现场监测、数值模拟与工业试验相结合的方法进行了研究。结果表明：随着迎采巷道与工作面距离的减小,巷道变形表现为缓慢—剧烈—平稳的发展特征,迎采巷道所受应力表现为先增加后降低的变化特征,在滞后工作面15 m范围内,迎采巷道应力最高可达19.8 MPa,需要加强支护。据此,研究提出了锚杆(索)+金属网+钢筋梯子梁联合支护的迎采巷道稳定性控制方法。通过现场实践,锚杆受力最大值为其锚固力的66.1%,顶板垂直位移降低60.2%,迎采巷道稳定性控制效果良好,可为类似工程条件矿山迎采巷道稳定性控制提供借鉴。     

迎采动宽煤柱承载特性及矿压显现规律研究

单翼开采矿井为解决采掘接替紧张的问题,常会出现迎采对掘的情况,而迎采动掘巷期间,矿压显现规律和煤柱宽度的确定是巷道掘进及安全回采的关键。以炭窑坪煤业100303运输巷迎采掘巷期间为工程背景,采用理论分析、数值模拟、现场监测等方法,对煤柱的合理宽度及迎采期间的矿压显现规律进行研究分析。主要结论有：通过理论计算,煤柱在受到掘进扰动和工作面采动的双重影响下,确保煤柱不完全发生塑形破坏且存在弹性核的宽度至少为30 m。数值模拟发现,掘进迎头至相遇位置前方20～30 m时,围岩变形开始增大,煤柱帮和回采帮变形量均超过0.5 m。当掘进至采空区后方一定距离后,围岩因同时受掘进扰动与采空区侧向支承应力的叠加影响,变形增幅加快,煤柱帮变形严重,最大变形量超1 m。提出100303运输巷掘进距100302综采工作面70 m时,停止掘进,在迎采扰动范围内,优化支护参数,提高煤柱承载能力。现场监测表明,巷道顶底板和两帮均变形较小均在可控范围内,有效控制了迎采动工作面掘巷的围岩变形。     

采掘交锋沿空巷道围岩动态控制技术研究

针对长壁工作面与煤柱护巷沿空巷道采掘交锋期间,沿空巷道受上区段工作面采动影响围岩控制难度较大的问题,通过对长壁工作面采场围岩应力分布特征进行分析,从迎采掘进、交锋掘进、采空区掘进3个阶段提出了“精准停掘、分区动态加强支护”沿空巷道围岩控制技术。工程实践表明,在常规锚网索联合支护的基础上,沿空巷道内支设圆木或单体支柱临时动态加强支护技术,可以确保采掘交锋期间沿空巷道围岩的稳定,实现采掘安全生产。     

强动压巷道围岩变形规律及分段控制技术研究

为解决某矿单翼开采工作面采掘接替紧张的难题,提出迎采动面掘巷技术。采用数值模拟的方法,分析了某矿4102回风平巷掘进过程中的应力分布和位移场分布规律,得出巷道掘进端头受到的强动压影响范围为距4101工作面-30~+80 m。采用分段控制技术,对巷道强动压影响段采取高强大延伸率锚杆和锚索网联合支护、高水材料加固窄煤柱帮、单体支柱和铰接顶梁加强支护顶板,有效控制了迎采巷道围岩变形,确保了工作面的正常接替和安全生产。     

缓倾斜煤层迎采巷道围岩控制技术研究

为有效解决缓倾斜煤层迎采动掘进巷道围岩控制难题,以某矿缓倾斜煤矿开采为工程背景,分析了巷道顶板岩层破断特征及其围岩应力分布特征。结果表明,巷道顶板岩层浅部主要为水平裂隙,深部主要为垂直裂隙,距孔口10～14 m内,超前工作面受采动影响更为剧烈;当3205回风顺槽超前工作面10 m至滞后工作面15 m时,巷道所受应力最高可达19.8 MPa,是最主要的应力影响区,应对迎采巷道加强支护。据此提出了适应现场巷道围岩条件、安全可靠的“锚杆+锚索+钢筋梯子梁”联合支护方法。通过现场实践,3205回风顺槽加强支护后,锚杆受力最大值为设计锚固力的70%,顶板垂直位移减小了67.6%,巷道围岩控制效果显著。