溜煤眼支护与施工技术研究

对溜煤眼变形严重、影响安全生产的问题,以淮北矿业集团青东煤业公司的井下溜煤眼为例,根据现场实际情况进行了客观分析,提出了溜眼支护改进和优化方案。通过优化设计方案,分析钢板井圈支护的弱点,设计采用井圈套接方法,将井圈下放、对井圈实行浇筑,让煤眼下口排矸,解决了井圈支护的不足问题,并进一步对溜煤眼下口放煤(矸)装置进行优化,采用煤(矸)落地方式出煤(矸)。这些措施在现实生产中取得了良好的效果。     

中孔吊罐反井施工煤仓技术

山东丰源煤电公司赵坡煤矿井下163煤仓施工中,采用中孔吊罐法施工溜矸井,然后进行刷大至煤仓断面的施工方法。并重点介绍了井下立煤仓施工中溜矸井深孔爆破的施工方法,溜矸井采用深孔爆破工艺施工,施工速度快,安全性好,经济效益高。     

溜煤眼加固支护技术实践

根据桃园煤矿溜煤眼的概况及破坏情况,提出了采用套预制井圈加固溜煤眼的方法,解决了溜煤眼修复困难的问题。地质条件较差的溜煤眼可以采用此支护方式,该方式具有一定的推广价值。     

利用反井钻机施工煤仓的应用研究

车集煤矿2906运输巷煤仓位于2906运输巷车场与29胶带上山的空间立体交叉位置,结合2906运输巷车场煤仓上口为锚网索喷支护完好的巷道、下口为锚网索喷支护的采区主运输胶带巷的施工条件,选择采用反井钻机法开凿导孔施工。首先利用反井钻机施工一直径1.2 m的钻孔;然后安装反井钻孔下口溜煤系统;最后自上而下进行煤仓扩刷施工,利用下口溜煤系统出矸。采用自上而下钻爆施工,然后配合风镐扩刷至煤仓设计断面,煤仓断面采用锚网喷支护。应用表明,该方法提高了机械化程度,加快了煤仓运矸系统的形成,有效降低了工人劳动强度,提高了施工安全系数,掘进工效提高2倍,缩短了煤仓施工周期,加快了采区煤仓施工速度。     

井下煤仓深孔爆破施工技术

赵坡煤矿井下163煤仓施工中,采用中孔吊罐法施工溜矸井,然后进行刷大至煤仓断面的施工方法,溜矸井采用深孔爆破工艺施工,施工速度快,安全性好,经济效益高。该方法在井下立煤仓、暗立井等工程施工中可广泛采用,是中小型矿井反井工程施工首选的施工方法,具有良好的推广前景。     

特大型井底煤仓群改扩建

中煤国际工程集团南京设计研究院和兖州矿业(集团 )公司济宁二号煤矿在特大型井底煤仓群改扩建设计和施工中 ,充分利用原装载胶带输送机巷道进行储、装、运系统布置 ,基本上都是采用普通施工方法完成的 ,技术经济效果较好 ,丰富了我国井下特大型煤仓群的设计和施工经验。为了满足高效生产需要及提高煤炭质量 ,济宁二号煤矿决定在现生产水平井底车场增加 3个净直径 10 .7m、净高 2 6 .6m的煤仓。由于施工时先用反井钻机打了泄水、溜矸孔 ,工作面涌水通过溜矸孔自然泄下 ,矸石由人工攉入溜矸孔后落入煤仓下口巷道 ,既改善了作业环境 ,又提高了…     

反井钻机在煤仓施工中的应用

同煤集团四台矿井下5号采区煤仓施工中,采用反井法先施工溜矸井,然后自上而下刷大至煤仓断面.溜矸井采用反井钻机施工,施工速度快,安全性好,经济效益高.该工法在井下溜煤眼、煤仓、暗立井等工程施工中,可广泛采用.     

加固材料在近距离煤层防止冒顶的应用

采用综合机械化一次采全高全部垮落采煤法开采3下煤时,常遇到因3下煤与3上煤之间夹矸层较薄而导致在开采过程中顶板维护困难的情况,本文介绍了运用预注加固材料加固3上层煤陷落带的方法解决因夹矸层较薄而导致顶板维护困难的问题。可为同类矿井借鉴。     

许厂煤矿430采区煤仓设计优化与施工

许厂煤矿430采区煤仓为10m直径双煤仓。结合具体围岩条件,对其设计进行了优化,仓顶硐室永久支护优化为锚网索喷联合支护,仓体优化为锚网喷。煤仓直接掘至给煤机硐室底板,整体浇筑混凝土,提高了煤仓仓体与给煤机硐室的整体性。两煤仓之间设转载皮带,实现了南北来煤可装任一煤仓。煤仓施工时采用反井钻机先钻出溜矸孔,改善了作业环境,提高了施工速度。     

软碎围岩特大断面马头门环形一体化修护技术

为了研究位于软弱破碎煤泥岩组合体中特大断面马头门巷道的修护技术,提出了特大断面巷道治理的总体思路,介绍了深-浅孔注浆加固围岩的特点,运用FLAC3D研究了锚筑环形一体化支护技术的原理,并从支护形式、协同控制等5个方面探讨了锚筑环形一体化控制系统的优越性。结果表明,环形一体化控制系统在注浆加固、锚杆索支护、混凝土浇筑后形成的3层环形加固拱,可以有效地控制特大断面巷道软弱破碎围岩。     

加筋土挡墙优化设计及破坏形式试验研究

加筋土挡墙是一种新型的挡墙形式,与传统的混凝土挡墙相比,具有成本低、环保、抗震性能好等优点。运用库仑土压力定理分析水平加筋土强度与稳定,对某加筋土挡墙进行设计。为验证上述优化设计方法的正确性,并探究不同情况下挡墙的破坏形式,共进行3次模型试验。通过模型试验对比分析2种不同工况下加筋土挡墙破坏形式,筋材较少时,加筋土挡墙发生位移破坏;筋材较细时,加筋土挡墙发生倾覆破坏。提出加筋土挡墙筋材合理分布形式与筋材宽度,通过上部筋材反包形式使筋材抗拉强度得到更充分的发挥。     

煤矿巷道支护方案与支护参数优化设计研究

为了确保矿井巷道的稳定性,分析了原有围岩赋存条件以及原有巷道破坏现状,根据巷道受到采动影响后围岩变形失稳情况,对原有巷道支护方案与支护参数进行了优化,施工工艺主要采用刷帮挑顶假U型棚、喷浆封闭U型钢棚、浅孔充填注浆、顶部加强锚杆支护、底板钻孔卸压联合控制、帮顶深孔注浆强化围岩和帮顶部锚索加固等施工工艺,最后通过矿山压力观测,验证了该技术的实用性。     

基于支护预应力场的松软围岩锚杆支护护表构件优选

针对石窟煤业松软围岩锚杆支护效果差的问题,采用实验室仿真试验对钢筋托梁、W钢护板2种护表构件的支护预应力场进行监测,得出各护表构件在支护围岩各区域的应力分布差异。试验结果显示,锚杆支护预应力场沿杆体由上至下形成“拉—压—压”的应力集中区分布格局,因表面接触方式不同,2种构件支护预应力场主要在围岩浅部压应力作用区域产生差异;在100 kN预紧力下,钢筋托梁、W钢护板的支护预应力在围岩表面峰值分别为0.8、0.6 MPa,W钢护板产生的0.15、0.05 MPa压应力区域面积较钢筋托梁分别增加41.67%、21.69%。W钢护板支护预应力在围岩表面分布更为平均,预应力整体扩散范围更高,可有效适应于松软围岩。将试验结论在现场进行了工业性试验,获得了较好的支护效果。     

沿空留巷围岩控制关键技术研究

为了有效控制沿空留巷顶板岩层的离层及塑性区的发展,研究了沿空留巷围岩控制关键技术,包括可伸缩U型钢支架、支架壁后充填技术、锁棚锚杆/锚索技术、滞后注浆技术以及预充填区顶板加固技术。通过综合技术的分析,增加了支架和围岩的相互作用,提高了围岩的整体承载能力,控制了顶板离层和裂隙的发育,保证了巷道顶板的完整程度。     

超埋深竖井破碎围岩稳定控制技术研究

目前我国金属矿山的最大开拓深度正逐步迈入1 500~2 000 m，深部“三高”软破围岩下竖井施工工艺合理调整与施工安全的综合评估是制约超埋深竖井安全高效施工的难点。以国内某超埋深破碎围岩竖井工程为研究对象，研究得出在开挖卸荷引起的围岩切向集中应力作用下，最小主应力方向井壁附近围岩的局部剥落和垮塌是竖井施工应重点关注的风险源。掘进段高由4 m调整为3 m时，掘进时最危险部位为井壁接茬下部1.5 m内，分布深度~1.1 m；掘进段高为2.5 m时，掘进工序时最危险部位为井壁接茬下部1.0 m内，分布深度~0.7 m，改善了掌子面侧壁围岩维护状况。超前小导管、超前钢管约束砼以及钢拱架+超前钢管约束砼等超前支护，仅起到超前防护、防止局部围岩大范围连续垮塌的作用，可增加施工期间安全性，但对围岩的超前支护和加固效果甚微。综合结合掌子面超前探水进行工作面预注浆工作，可减小小导管注浆频繁施工工序切换对施工组织和工期的影响的同时，解决超埋深竖井遇破碎围岩施工安全问题。     

硫磺沟煤矿老空区防水密闭墙安全性分析

硫磺沟煤矿矿井涌水量中95%为老空区涌水量,防水密闭墙有效隔离了老空区与井筒的水力联系。为研究硫磺沟煤矿老空区防水密闭墙的安全性,从防水密闭墙墙体厚度、抗渗性和岩体抗剪强度等方面进行了分析、验证。结果表明:硫磺沟煤矿老空区防水密闭墙钢筋混凝土墙体厚度、前后加固段及有效岩柱体均满足要求,防水密闭墙安全可靠;煤层及围岩体遇水易软化,力学性质降低,不利于墙体长期稳定;使用的过程中需加强老空区水位、管道锈蚀及煤层绕流等方面的监测预警。     

深埋软岩巷道增强混凝土应用

根据不同体积率的钢纤维混凝土力学性能的试验结果,分析了钢纤维混凝土能适应围岩大变形的阻裂、增强、增韧机理,结果表明,钢纤维与混凝土基体间的黏结强度是影响钢纤维混凝土增强效果的主要因素,并提出了加大钢纤维与混凝土基体黏结强度的几种措施.借助数值计算,提出了深埋软岩巷道钢纤维混凝土锚喷支护技术方案.工业试验结果表明,与原支护设计相比,新支护方案更能有效地控制巷道围岩变形,现场应用取得了良好的技术经济效益.     

大断面软岩斜井高强度钢管混凝土支架支护技术

查干淖尔矿主斜井泥岩段围岩变形量大,速度快,巷道支护困难,结合主斜井泥岩段膨胀性软岩的工程地质条件和围岩变形特征,并结合主斜井泥岩段的巷道围岩变形特点,设计了高强度钢管混凝土支架支护方案,其中,巷道断面采用马蹄形,钢管混凝土支架主体钢管选用194 mm×10 mm无缝钢管,充填C40钢纤维混凝土,辅助金属网支护和混凝土喷层支护。通过数值分析可知,主斜井泥岩段开挖后及时施加钢管混凝土支架支护方案,钢管混凝土支架承载能力大,能够提供强大的支护反力,限制巷道围岩向巷道空间的移动,保证巷道围岩稳定和支护结构可靠。通过巷道施工和现场监测分析可知,大断面软岩巷道高强度快速支护方案易于施工,能够维持主斜井泥岩段软岩巷道围岩的稳定。     

煤矿灰岩层水平井注浆技术研究

通过煤矿底板灰岩含水层水平井注浆加固治理,可较好地解决煤矿底板防治水难题。为了提高水平井注浆加固灰岩含水层的效果,以界沟煤矿东一下采区水平井为研究对象,根据灰岩含水层渗透性特征,确定了扩散半径、浆液类型及配比。结合水平孔钻进情况,运用破壁和清水洗井技术,进行压水试验和静压升压注浆加固治理;确定了注浆压力、终止流量、注浆数量;在注浆顺序、装备选型、水平注浆、效果验证等关键技术进行了研究应用。结果表明,治理区采用扩散半径27 m,灰岩采用水泥浆单浆液;清除泥皮,清水洗井,选配高速制浆和智能化注浆装备,进行孔口分段式注浆,递增升压至10 MPa,注浆量提升至0.8 t/m,有效提升加固治理效果。     

无煤柱沿空掘巷技术在永夏矿区的应用

针对永夏矿区城郊煤矿十四辅助采区轨道巷完全沿空掘进围岩控制问题,分析了无煤柱沿空掘巷在资源采出率、围岩应力环境、施工效率等方面的优越性。通过建立完全沿空掘巷围岩力学模型,较为详细的分析了中厚煤层无煤柱沿空掘巷围岩应力分布规律、上覆岩层的赋存状态,总结了完全沿空掘巷围岩的变形特征,并提出无煤柱完全沿空掘巷围岩控制需要解决的关键问题。有针对性地制定了围岩控制方案,顶板采用“锚网梯+锚索补强”、沿空侧帮部通过“留设薄煤皮+打设29U型钢棚柱”、实体煤侧帮部采用“锚网帯+锚索补强”的联合支护技术方案。现场施工后设置矿压观测站,对无煤柱沿空掘巷围岩控制技术实施效果进行了跟踪监测。观测结果显示,巷道施工后顶板离层量及顶帮变形量较留设煤柱施工大幅减少,验证了技术方案的有效性。