顶底双软型薄煤层快速沿空留巷技术研究

针对顶底板双软型薄煤层工作面特殊开采条件,分析了沿空留巷的技术难点与关键技术。采用理论分析与数值模拟方法研究了薄煤层沿空留巷围岩破坏特征及变形规律,建立了薄煤层综采面沿空留巷结构模型,通过方案数值模拟对比分析,揭示了薄煤层综采面快速沿空留巷基本原理,提出"采空区预先垒砌矸石袋,巷道内及时构建胶结充填体和铰接顶梁与单体支柱巷内滞后补强支护"的沿空留巷方案,实现了顶底板双软型薄煤层综采面快速沿空留巷。赵官能源煤矿的工程实测表明:巷道顶板下沉量最大仅为197 mm,底鼓量为83 mm,巷道两帮移近量为327 mm,工作面留巷效率达到18 m/d。     

中厚煤层沿空留巷底鼓规律研究

以中兴矿3217材料巷和1205材料巷沿空留巷为工程背景,进行底鼓变形监测及规律分析,以得出中厚煤层条件下沿空留巷的底鼓变形规律。研究表明:中厚煤层沿空留巷底鼓变形可分为四个阶段:掘进及掘进影响稳定阶段、一次回采超前动压影响阶段、一次回采滞后影响阶段、二次回采超前动压影响阶段,后两个阶段是巷道发生底鼓变形的主要时期,在进行沿空留巷支护设计及底鼓控制时,需同时考虑一次回采和二次回采动压影响,综合来进行方案优化设计。     

综采工作面沿空留巷矿压显现规律研究

为了分析综采工作面沿空留巷矿压显现规律,为沿空留巷巷道围岩控制提供参考,以祥升煤业6201工作面沿空留巷为背景,在沿空留巷巷道内布置多个矿压测站,收集矿压数据进行分析。矿压观测结果表明沿空留巷巷道在工作面回采动压影响下,需经历剧烈变形阶段到逐步稳定,最后达到最终平衡,巷道顶底板最大移近量291mm,两帮最大收敛量为324mm。     

大采高综采大断面沿空留巷底板控制研究

根据斜沟煤矿18503工作面具体地质条件与18503材料巷原支护形式与参数,首先采用理论分析确定了大采高综采大断面沿空留巷底部每延米压力为736.75 kN,底部的塑性变形极限深度为1.408 m。对留设巷道底板采用底锚杆、木支柱与单体液压支柱联合加强支护方法控制巷道的底鼓。现场实测表明,留设巷道的底鼓影响范围为80 m左右;留设巷道最大底鼓变形速度为3.5 mm/d,位于采面后方20 m左右;留设巷道总的底鼓量为21 mm左右,较好地控制了巷道底鼓。     

深井沿空留巷底鼓演化机理模型试验研究

为研究深井沿空留巷底鼓特征及其演化机理,以淮南顾桥煤矿深井沿空留巷为工程背景,利用自行研制的双向四面可调加载多功能相似模拟试验装置,开展典型条件深井沿空留巷底鼓演化机理模型试验。结果表明:1)从开掘到报废整个期间留巷底鼓严重,掘巷期间就已产生底鼓,但底鼓主要发生在一次采动至二次采动期间;2)巷道底板深部岩体主要为压应变,浅部岩体呈现"拉-压"应变转变现象,且"拉-压"应变交界面随着沿空留巷时期的推移不断向深部移动;3)该地质条件下沿空留巷底鼓主要由压曲型底鼓、剪切错动型底鼓和挤压流动型底鼓复合而成,其破坏形态多以剪切破坏或拉剪破坏为主,又呈现出大变形和偏态特征;4)根据底鼓产生和发展情况,将底鼓演化过程分为滑移-弯曲线形成期、剪切错动破坏期、剪切破断期、挤压流动期、离层期5个阶段。基于底鼓变形特征及演化机理分析,提出应将深井沿空留巷底鼓防控纳入整个巷道围岩控制体系之中,并针对留巷不同阶段给出相应的防控对策,为深井沿空留巷提供指导。     

混凝土填充墙支护下沿空留巷稳定性分析

为揭示混凝土填充墙支护下综采沿空回采巷道矿压显现规律,有效控制围岩变形,根据某矿综采面地质与开采条件,应用数值计算方法研究采后留巷的稳定性。数据分析显示:混凝土墙支护下沿空留巷围岩应力随采煤工作面推进呈周期性变化,采后20 m范围的巷道围岩来压较剧烈,是重点支护区域;巷道围岩位移量随采煤工作面的推进而增大,其中巷帮移近量较小,而顶板下沉量较大,表明采用混凝土墙支护沿空留巷有利于巷帮的稳定,但不利于顶板稳定。     

切顶卸压及支护优化技术在软岩底板沿空留巷中应用

高河能源W3305工作面由于厚硬关键层回转压力大、底板膨胀性泥岩等原因,工作面矿压显现剧烈,留巷断面收缩量明显,导致Y型通风系统回风流断面变小;部分柔模墙体发生倾斜,导致留巷支护系统失效,顶板管理存在重大安全隐患。针对此情况,在进风顺槽实施切顶卸压护巷、沿空留巷支护技术后,对比未切顶爆破前留巷巷道底鼓量从平均1 000 mm降低到82 mm,有效控制了软岩底板巷道围岩变形,极大减少了留巷底鼓量,保证了工作面的安全高效高产,为留巷复用创造了条件,同时对于其他软岩底板条件矿井实施沿空留巷技术具有一定的工程参考价值和借鉴意义。     

中兴矿沿空留巷无煤柱开采条件下底鼓规律研究

针对中兴矿多条沿空留巷开展了变形监测工作,结合一次回采、二次回采过程中巷道与工作面距离的空间关系,通过分析两次回采过程中巷道底鼓变形量的变化,研究了中兴矿沿空留巷无煤柱开采条件下的底鼓规律。研究表明:沿空留巷的底鼓变形主要由以下阶段产生:开挖及开挖稳定阶段、一次采动超前阶段、一次采动后阶段、二次采动超前阶段,其中一次采动后阶段与二次采动超前阶段是巷道底鼓产生的主要时期,产生的底鼓量占巷道使用过程中底鼓量的90%以上;沿空留巷在二次采动期间产生的底鼓变形远大于一次采动时期。建议在设计沿空留巷支护结构时,不仅要考虑一次采动的影响,更应充分考虑二次采动对沿空留巷围岩的影响。     

无巷旁充填切顶卸压沿空留巷矿压显现规律及关键支护技术

为系统研究无巷旁充填切顶卸压沿空留巷矿压规律及关键支护技术,理论分析了无巷旁充填切顶卸压沿空留巷矿压显现规律,基于恒源煤矿Ⅱ632机巷工程实践,在巷道内布设位移观测点和顶板恒阻锚索测力计对巷道变形及恒阻锚索工作阻力进行连续观测,得到巷道在留巷期间巷道变形量、变形速率及恒阻锚索受力的变化规律。结果表明:切顶之后,由于顶板快速下沉所产生的冲击载荷,留巷围岩变形剧烈,尤其是强烈的底鼓现象;留巷段围岩变形受动压影响,变形更加剧烈;无巷旁充填切顶卸压沿空留巷顶部恒阻锚索总体平均受力为259.721 k N,最大受力达到275.76 k N,当工作面推过测点后,恒阻锚索受力趋于稳定;提出了"强化恒阻锚索配合锚杆(索)支护以增加顶板支护强度"、"当底板较软时,适当强化底板支护"和"注意留巷阶段的加强支护"的无巷旁充填切顶卸压沿空留巷关键支护技术。     

砌块充填沿空留巷底鼓大变形控制技术研究

针对传统砌墙沿空留巷矿压显现剧烈，巷道出现明显顶板下沉、底鼓、两帮挤出、墙体破损，巷道返修率高严重影响巷道的正常使用的问题，通过理论分析、数值模拟及矿压监测等研究方法对砌块充填沿空留巷条件下底鼓大变形控制技术进行了研究。提出了“顶板预裂爆破卸压技术+ 顶板关键部位加强支护技术+砌块上方柔性让压支护技术+砌块墙体双控锚杆支护技术”底鼓大变形综合控制技术体系。通过上述技术实施，切断了顶板的应力传递降低了顶板的压力，改善了围岩应力条件，提高了巷道顶板及墙体的稳定性，实现了让压支护。通过现场监测表明，底鼓大变形综合控制技术巷道锚索应力值降低34%，底鼓变形量降低77%，巷道高度和宽度满足安全生产需求。研究成果对其他类似地质条件下砌块充填留巷底鼓大变形控制具有一定的参考意义。     

砌块充填沿空留巷底鼓大变形机理及综合控制技术

底鼓是沿空留巷常见的问题之一,为解决填沿空留巷底鼓问题,以发耳煤矿砌块充填沿空留巷为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场试验相结合的方法研究沿空巷道底鼓的变形特征、力学机理并提出综合控制技术.研究结果表明:沿空巷道的底鼓主要发生在一次采动期间,底板变形随着工作面的推进呈现变加速度加速变形、变加速度减速变形和恒加速度减...     

沿空留巷巷道底板破坏特征及影响因素分析

针对沿空留巷巷道底板变形严重等问题,分析了沿空留巷巷道底板破坏特征及影响因素,以山西2个矿作为研究对象,分析了沿空留巷巷道底板破坏特征,主要分为5个阶段,主要为掘进稳定期、一次采动前支撑影响期、一次采动后影响期、一次采动后稳定期和二次采动前支撑影响期;然后采用FLAC^3D数值模拟软件,对沿空留巷底鼓影响因素进行分析。研究为沿空留巷巷道底鼓的治理提供了理论基础。     

沿空留巷卸压与应力引导防治底鼓技术

针对沿空留巷底板变形严重挖底控制后仍难以长期维持的问题,以集团下属矿3号煤层沿空巷道为工程背景,通过理论分析方法,对沿空留巷底鼓力学破坏机理进行归纳分类,提出巷内应力引导,巷旁卸压的控制原理.结果 表明,在实体煤帮、巷内应力引导支护及巷旁充填体协调作用下,将支承应力引导传递向卸压槽和采空区底板,降低巷内底板卸压风险,疏导顶底板支承应力,降低实体煤帮和巷旁充填体的应力集中程度,减少支承应力对底板破坏,降低底鼓量.研究成果在集团下属矿区进行推广应用,对类似条件沿空巷道底鼓控制具有一定的理论意义和参考价值.     

余吾煤业N1105工作面沿空留巷支护应用研究

为解决余吾煤业N1105工作面胶带顺槽沿空留巷围岩变形严重的问题,特提出在此巷道进行沿空留巷加强支护,超前在巷道原有支护的基础上铺设两层菱形金属网和一层钢筋网片、补打锚索补强支护,运用柔模混凝土墙体在巷道回采侧进行永久加强支护,对巷道超前30 m、滞后200 m范围内进行临时加强支护。实践表明,沿空留巷支护能有效解决围岩变形严重问题,尤其是对顶板下沉有很好的支护效果,全巷道顶板基本无明显变化,个别地段顶板稍有下沉。矿压监测显示,留巷顶板最大下沉量为235 mm,底鼓最大值为1 080 mm,帮鼓最大值为432 mm,除底鼓变化量较大以外,顶板下沉和帮鼓得到有效控制。     

柔模混凝土沿空留巷应用技术研究

针对新景煤矿7211综采工作面地质条件复杂、工作面搬家频繁、采掘接续紧张、工作面孤岛开采等一系列问题,对该矿7211工作面进行了沿空留巷支护设计,并开展了沿空留巷工业性试验,对沿空留巷的整体施工工艺进行了研究分析。通过对混凝土强度、巷旁混凝土墙体载荷压力、巷道围岩变形进行监测,分析得到混凝土强度满足设计要求,能够保证矿井安全生产。     

中厚煤层沿空留巷底鼓机理的研究

在我国,沿空留巷技术得到了非常广泛的应用。为了研究影响沿空留巷底鼓变形的各因素的相互关系,利用AHP层次分析法对6个主要因素所占权重进行计算分析;以某矿2205工作面运输巷作为工程背景,分别对巷道底鼓经历的4个阶段产生的变形量进行计算,得到巷道底鼓总量为895.1mm,为相似条件下的巷道底鼓分析提供了一定的借鉴意义。     

综放工作面沿空留巷技术与矿压显现规律研究

为进一步掌握司马煤业有限公司1218工作面回采期间沿空留巷技术在综放工作面的矿压显现规律，通过在1218胶带巷沿空留巷巷内“十字交叉法”测点、打设信号柱等措施，监测留巷巷道围岩收敛变形规律，分析得出留巷滞后回采工作面20～40 m时，巷道压力逐步开始显现，滞后回采工作面140～180 m时，压力基本达到峰值，巷道变形量最大，在滞后回采工作面200～260 m后，巷道压力趋于稳定。为合理优化沿空留巷设计、确定留巷巷内临时支护提供科学依据。     

深井沿空留巷底鼓影响因素分析

深井沿空留巷常见严重底鼓问题,为分析影响深井沿空留巷底鼓的因素,以淮南矿区潘一东煤矿1252(1)工作面为工程背景,利用FLAC3D数值模拟软件研究了沿空留巷巷道埋深、充填体宽度对留巷底鼓的影响。     

华烨煤业沿空留巷矿压监测系统的应用与研究

华烨煤业在4号煤复合顶板条件下开展无煤柱自成巷关键技术研究,并在4105工作面回风顺槽进行了工程应用,利用切顶卸压定向预裂切缝技术,增加恒阻锚索补强支护和滞后临时支护措施,实现了无煤柱自成巷沿空留巷。针对留巷过程中工作面及留巷内矿压监测系统进行了针对性设计,通过在线矿压监测配合人工监测方法,分析工作面及留巷矿压变化,掌握留巷巷道顶板变化情况,留巷侧周期性来压步距为12.4 m,最大工作阻力减小4%,同时根据矿压数据精准分析出工作面来压步距及来压强度的变化规律,为工作面超前支护,留巷巷道临时支护提供了理论基础,得出了切顶卸压后在滞后工作面200 m时留巷处于稳定状态,可以进行临时支护的回撤,确保了无煤柱自成巷110工法在华烨煤矿的推广应用。     

沿空留巷对矿压的影响及管控措施

沿空留巷技术在神东矿区已经应用成功,但沿空留巷的矿压管控一直是难点.榆家梁煤矿43203综采工作面回顺为沿空留巷巷道,通过在回采过程中进行矿压观测和对超前支护巷道内的顶板及两帮进行观测,找到了沿空留巷对矿压的影响规律,并通过对比在正常回采、过架棚区和过集中煤柱不同的条件下沿空留巷压力显现情况,总结出了一套可行性强的支护...