大倾角工作面巷道断面形式优化数值模拟

针对大倾角工作面梯形巷道顶板破碎、较高侧煤帮变形破坏严重的现象,以陈蛮庄煤矿3402工作面轨道巷为工程背景,结合现场实际和UDEC2D数值模拟,对比分析了巷道矩形开挖和梯形开挖时围岩破坏特征,并根据矩形巷道顶板三角煤的破坏特征提出了五边形巷道断面形式。对3种断面形式下巷道横截面积、断面支护长度以及围岩稳定性进行了对比研究。研究表明:对于大倾角工作面,五边形巷道断面形式相比于矩形巷道有效提升了回采工程的活动空间,合理摒弃了位于顶板的不易支护的部分三角煤;相比于梯形巷道合理降低了巷道支护成本,提升了直接顶板的稳定性。因此,五边形工作面巷道更有利于大倾角工作面的安全高效生产。     

大断面极软弱厚顶板巷道锚杆支护技术

昔阳乐安煤矿针对大断面软弱厚顶板巷道顶板下沉和两帮移近量较大的情况,通过进行矿压变形观测和数据采集,分析巷道变形数据,提出有针对性的措施,如改变巷道断面形状,合理优化支护和参数设计,有效地控制了巷道变形,降低了巷道修复量,提高了安全保障程度。     

前探梁临时支护在大断面矩形巷道中的应用

介绍了前探梁临时支护在顶板不稳定情况下大断面矩形巷道的应用,为大断面矩形巷道的安全、快速、高质量支护提供了良好的条件。     

?28 mm粗锚索大断面切眼支护技术研究

为了解决地质条件复杂、埋深大且围岩破碎的大断面支护问题,以马兰矿18506工作面为研究背景,提出了?28 mm粗锚索大断面切眼支护技术,即在顶板处采用全锚索支护加戴帽点柱进行支护。观测研究顶底板离层和顶板压力情况表明,采用粗锚索支护系统巷道变形小,支护效果好,避免了顶板事故发生,减少了安全管理费用,保证了职工生命安全;采用一次成巷支护工艺,能有效抗击矿压影响,减少巷道维修费用,提高巷道支护质量,具有显著的经济效益。     

大断面煤巷软厚顶板失稳机理与支护控制技术

针对311102工作面大断面煤巷软厚顶板突发性冒落失稳的问题,结合现场调研,理论分析等方法,分析顶板失稳机理,确定311102工作面辅助运输巷变形力学机制为ICIIBDIIIBC,其软厚顶板和高围岩应力是巷道失稳的主要原因,另一主要原因是较大的巷道跨度造成巷道中部顶板承受了较大的拉应力。针对该种复合型变形力学机制,提出了采用锚网索带支护方式来进行巷道围岩控制。基于数值模拟,证明了锚网索带支护方式对控制围岩变形与塑性区扩展的较好效果。提出311102工作面辅助运输巷补强支护措施,取得了良好的支护效果,保证了安全生产。     

近断层大断面巷道变形分析与控制

为了解决近断层大断面巷道的支护难题,针对山西晋城赵庄矿近断层大断面巷道53121巷在掘进期间发生顶板剧烈下沉、两帮非对称变形和支护结构失效的现象,通过现场调研和数值模拟,分析近断层大断面巷道变形破坏的特征和原因。结果表明,断层面剪切滑移破坏、围岩松软破碎、支护结构针对性差是造成大断面巷道变形破坏的原因。利用非对称支护原理,提出该巷道围岩的控制技术,即顶板采用全锚索支护方式控制大断面巷道顶板下沉,两帮采用锚杆+锚索非对称支护技术控制大断面巷道两帮非对称变形,促使支护结构均匀承载,从而控制巷道围岩变形。工程实践表明,采用新支护方案后,围岩变形得到有效控制,巷道稳定性大幅提高。     

复杂条件下大断面煤巷过断层技术

 羊场湾煤矿12采区边界回风巷围岩环境复杂,掘进断面积为19.2m2,为大断面巷道。掘进过程中揭露F201断层,断层落差大于25m,严重影响巷道顺利贯通。针对断层落差大、涌水量大、断层面岩石松软破碎,通过对巷道顶板隔水层安全水压计算、施工安全保障措施系统研究,制定“导水-超前支护-注胶加固-永久支护”全断面一次施工工艺,实践证明该工艺技术措施保证了掘进工作面顺利的穿过断层。该技术的成功应用,为类似条件下巷道过断层技术积累了经验,具有一定的借鉴意义。     

深部倾斜薄煤层运输机道破顶掘进技术

庞庄矿张小楼井74108工作面运输机道,埋藏深度-1070m水平。该巷道掘进期间,就出现巷道顶板下沉、底臌、崩断锚杆等严重压力显现现象,造成巷道修护工作量大。本文针对现场倾角大、煤层薄等实际情况,从矿压的岩层承载理论、巷道支护断面的选择、有利于掘进、回采等方面进行分析,决定由原来跟煤层顶板掘进的斜梯形断面,改为破下肩窝顶板的矩形巷道断面施工。较好的解决了深部倾斜煤层工作面下运道的锚杆支护问题。     

大断面煤巷顶板稳定机理分析与控制技术

随着煤层巷道宽度、高度的增大,顶板及两帮的拉应力及拉应力区增大、两肩角处易受剪切破坏、巷道顶板易离层,因此大断面煤巷维护更加困难。针对某矿生产地质条件和大断面巷道的维护特征,应用理论分析、数值计算和工程实践的方法,提出了大断面煤巷稳定机理与控制技术。     

潞宁煤业孤岛面大断面巷道控制技术研究

为探究孤岛工作面条件下厚硬顶板大断面条件下巷道控制措施,以潞宁煤业22116工作面为工程背景,分析了运输巷厚硬顶板巷道破坏控制思路,采取了水力压裂切顶卸压和全锚网支护技术控制巷道稳定性,工程应用实践表明22116运输巷煤体应力水平变化较小,锚杆索受力状态稳定,巷道围岩变形较未采取措施时降低了52%,整体维护状况良好,能够满足孤岛工作面安全生产要求。     

管道输送充填接顶技术的探讨

目前,使用充填采矿法的矿山日益增多,管道输送充填不接顶现象普遍存在。本文针对这一情况,详细分析了导致充填不接顶的各种原因,提出了保证接顶的多项措施与方法,为触决矿山充填不接顶问题,改善作业条件提供了新的有效途径。     

简述提高充填接顶效果的控制措施

充填接顶是充填工作的重要内容,关系到充填体的承载效果,本文深入分析了导致充填不能接顶的各种原因,并提出了相应的解决方案和改进措施,为解决矿山充填体不接顶问题,改善作业条件提供了有效途径。     

水峪煤矿9~#煤层开采对10~#-11~#合并层大采高工作面矿压影响研究

通过数值模拟方法研究分析表明,由于9#煤的开采,10# 11#合并层开采顶板矿压显现明显减弱,从而使10# 11#合并层煤壁和顶煤顶板管理条件得到较大的改善,工作面支架能够得到较好的维护。研究结果为水峪煤矿10#-11#合并层开采方法选择提供了必要的理论依据。     

大空间坚硬顶板地面压裂技术与应用

坚硬顶板强度高、破断步距大,矿压作用强烈,是煤矿顶板控制的一大难题,特别是特厚煤层开采条件时,因开采扰动范围广,大空间坚硬顶板破断失稳,造成采场矿压显现更加复杂、强烈。研究表明,坚硬顶板特厚煤层开采,高位厚硬岩层的破断失稳是造成采场强矿压的主要因素,但现有井下预裂技术无法控制。为此,提出了煤矿坚硬顶板地面压裂控制采场矿压的方法,开展了大型真三轴原位试件(2 060 mm×1 200 mm×1 200 mm)水力压裂试验研究,揭示了水压裂缝扩展形态及压裂全过程试件应力应变演化规律;给出了地面压裂关键层位范围,综合工作面采位、压裂层位、覆岩应力及裂隙发育特征,建立了压裂位置确定的理论模型及选取准则;给出了压裂面积-流量-时间的关系模型,得到压裂面积随压裂时间、流量的变化关系;研发了水压裂缝井上下微震一体化联合监测技术,综合前述研究,形成了大空间坚硬顶板地面压裂控制技术体系,并进行了垂直井、水平井压裂工程实践。结果表明,地面压裂裂缝扩展范围大,垂直井分级压裂裂缝扩展长度达250,218 m,裂缝宽度30～120 m,水平井分段压裂裂缝扩展长度196～216 m,裂缝高度43～50 m,裂缝扩...     

店坪煤矿薄基岩顶板破坏规律研究

针对店坪煤矿煤层上覆基岩超薄、且自稳性能差、承载能力弱、工作面顶板管理难等特点,以5302首采工作面实测矿压资料为依据,并利用FLAC3D数值模拟软件,对工作面推进中不同层位的顶板进行了模拟;最终分析了工作面回采过程中上覆岩层移动、破坏演化的机理,为工作面的安全高效生产提供了依据。     

祁南煤矿714工作面高位钻孔优化研究

为了有效地提高高位钻孔瓦斯抽采效果,利用相似材料模拟试验,分析了祁南煤矿714工作面顶板冒落规律,结合经验公式,综合判定了煤层上覆岩层"竖三带"的分布范围,确定了裂隙带为距71煤层顶板上方18.4～49.0m的岩层区域,最终高位钻孔法距参数取值范围选择为18.0～34.0m。     

综放开采超前平巷中奇异矿压显现规律

针对兴隆庄煤矿一采区1303综放工作面超前平巷发生奇异压力的现象,采用关键层理论对在采动过程中的上覆岩层运动规律进行了详细的力学分析,研究了它们的运动特征、破断步距、断裂位置、断裂方式以及对工作面及其超前平巷的来压规律,对比分析了该工作面矿压实测数据与理论研究成果.结果表明,1#顶板岩层对工作面及超前平巷压力影响都很小,2#顶板岩层主要影响工作面矿压显现,而对超前平巷影响较小,3#顶板岩层对工作面压力影响较小而对超前平巷的矿压显现有较大的影响.放顶煤开采增大了3#顶板的运动空间,超前平巷的矿压显现具有周期性.1303综放工作面超前平巷发生的奇异压力现象是3#顶板和2#顶板岩层共同来压作用的结果.     

工作面顶板富水区的矿井瞬变电磁法探测

介绍了矿井瞬变电磁法的工作原理、布置方法和技术特点,给出了全空间条件下晚期视电阻率表达式。结合实例,探讨了资料解释方法。研究表明,矿井瞬变电磁法能有效查明煤层顶板水害体的发育位置,为井下布置探放水钻孔提供依据。     

大采高沿空留巷围岩分位控制对策与矿压特征分析

结合沙曲矿24207工作面的生产条件,运用理论分析和数值模拟方法探讨了采高因素影响下沿空留巷顶板应力的分布特性,得到了4.2 m大采高条件下留巷全断面变形分布特征。沿空留巷处于采空区侧向支承应力区的应力降低带;工作面采高越大,则其对岩层活动的影响幅度及范围就越广;大采高沿空留巷采动期间将发生剧烈变形,断面收缩率达到55.3%,需针对留巷各个边位的变形特征分别采取有效的支护控制对策;留巷断面选择最优跨高比并采用以高初撑力为核心的高强支护体系,能够合理控制围岩变形。工业性试验及观测数据表明,留巷受采动剧烈影响范围为工作面至后方200 m,与工作面倾斜长度相当,该范围内巷道变形持续增长,顶板压力不断增加,工作面后方250 m以外,矿压显现趋于稳定。     

综合防灭火技术在15101综放工作面的应用

矿井火灾为煤矿"五大"灾害之一,通过描述15101综放首采工作面采空区的瓦斯综合治理现状,制定了综合防灭火方案,加强采空区顶板管理,采取了在上下隅角悬顶时砌筑袋墙,在回风上隅角加设风水射流器,工作面埋设干冰降温等相应的防灭火措施,为类似煤矿采空区的瓦斯综合治理提供了借鉴.