大采高综采沿空留巷巷旁充填支护技术

基于亨健煤矿大采高综采工作面区段运输平巷沿空留巷支护困难的现状,进行了大采高综采沿空留巷巷旁支护技术研究.选用袋装ZKD型新型高水速凝材料构筑巷旁充填体,研制了ZX28800/20/32型沿空留巷专用液压支架对充填体两侧顶板进行临时加强支护.结果表明:新型高水材料固化后充填体抗压强度比原高水材料平均提高40%～50%,凝固速度快,初凝时间8～20min,充填体承载和变形性能好,并可根据工程需要对材料强度和凝固时间进行调控,更适应于沿空留巷巷旁充填支护需要.沿空留巷专用支架移动方便,工作阻力达2 400 kN,可延缓充填体受力时间.采取这些措施提高了留巷的机械化程度,加快了留巷速度,改善了护巷效果.     

登茂通矿沿空留巷加强支护技术研究

在进行高水材料充填沿空留巷时,沿空巷道在复杂的应力状态下,仍可能产生较大的变形,这对沿空留巷十分不利,因此需要采取合适的方式对沿空巷道进行加强支护。本文以登茂通矿沿空留巷具体情况为例,分析了沿空留巷加强支护的方式,主要包括充填区域上方顶板维护、留巷段加强支护和充填体加强支护,可以为高水材料沿空留巷提供一定的技术指导。     

复杂条件沿空留巷充填液压支架设计研究

以阳煤集团新元公司沿空留巷为工程背景,详细介绍了复杂条件工作面沿空留巷影响因素、充填液压支架支护系统组成、空间布置及井下试验,通过液压支架压力监测,评价支护效果。试验表明:由锚杆、锚索配合单体支柱、铰接顶梁组成的巷内支护,充填液压支架组成的采空区及待充填区支护,高水充填墙体组成的巷旁支护,能有效控制沿空留巷围岩变形,保持留巷稳定。基于井下试验情况,提出了复杂条件沿空留巷充填液压支架的设计原则,并对存在的问题,提出了改进意见。     

深部矿井沿空留巷围岩控制技术研究

针对深部矿井沿空留巷围岩变形严重的问题,以海石湾煤矿6113工作面运输巷沿空留巷为工程背景,采用数值模拟和理论分析的方法,研究了深部沿空留巷围岩位移、塑性区等演化规律,得到:充填体宽度2.5m,配合巷内基本支护、巷内超前支架、工作面后方单体液压支柱加强支护,充填区域顶板采用锚杆、锚索加强支护,巷道变形得到了有效控制,深部沿空留巷取得成功,为类似条件沿空留巷提供参考。     

神东矿区快速沿空留巷技术研究及应用

针对传统巷旁支护存在支护阻力、可缩性等力学性能与沿空留巷围岩变形不相适应问题,致使充填体密闭性能差,施工机械化程度低的问题,在分析风力充填留巷、高水材料充填留巷、端头钢模板支架及泵充填留巷和柔模混凝土充填留巷的基础上,对4种留巷方式的设备配置及运行情况进行了评价。最终确定榆家梁煤矿快速沿空留巷选用柔模混凝土充填留巷方式,实现了地面混凝土干拌及井下混凝土上料、加水搅拌与泵送的连续作业,研究表明该套设备符合神东矿区快速沿空留巷的要求,充填速度可达20 m/班,充填体抗压强度可达25 MPa。     

两硬薄煤层沿空留巷巷旁充填支护技术

为了解决两硬薄煤层开采过程中半煤岩巷掘进量大的问题,实施沿空留巷巷旁充填支护技术。通过沿空留巷支护机理理论分析,确定了巷道加强支护的方案,开发出高效充填材料,对巷旁充填体支护参数进行了优化设计,并简化了沿空留巷施工工艺。实践结果表明:该支护技术效果显著,充填体能够密实接顶,接顶率不小于95%,充填体初凝时间小于40 min,早期抗压强度可达到2 MPa左右,具有一定可缩量,沿空留巷两帮和顶底板最大移近量分别控制在123和114 mm以内,沿空留巷巷旁充填支护效果达到了预期要求。     

沿空留巷巷旁充填系统模板支架及其应用

沿空留巷巷旁充填系统是目前国内机械化程度较高的充填系统。在总结无煤柱开采沿空留巷巷旁支护技术基础上,针对回采工作面以模板支架为关键装备的巷旁支护充填系统,重点阐述了不同形式或用途的模板支架结构特征。结合煤矿生产应用实践,介绍了回采工作面巷旁支护模板支架充填系统工艺。实践证明:充填支架(模板)适于沿空留巷巷旁支护系统,充填体强度性能稳定,可有效控制顶板及围岩活动,留巷维护效果良好。     

香源煤业沿空留巷围岩变形特征分析

以香源煤业沿空留巷开采近距离薄煤层为工程背景,运用FLAC3D数值模拟软件分析沿空留巷围岩的变形特征。通过在开切眼前方布点监测其位移和应力,分析了不同充填体宽度、不同推进度下沿空留巷围岩变形及应力分布规律,指出充填体宽度与沿空留巷围岩变形的关系以及留巷顶底板受水平应力的影响。详细介绍了该矿沿空留巷期间基本支护、加强支护以及充填体支护方法,对相同条件下沿空留巷围岩控制问题提出了几点意见。     

综采工作面沿充留巷围岩稳定性研究

采用理论分析方法对沿充留巷与沿空留巷二者巷道顶板压力进行计算对比分析。结果表明:沿充留巷与沿空留巷相比,在具有沿空留巷优势的同时,对采空区顶板有减压降沉的特点。计算沿空留巷顶板压力为P=212.94~358.54 MPa,沿充留巷顶板压力为P=161.98~256.62 MPa。可以看出充填体对采空区覆岩产生支撑力,有效减缓顶板下沉量,降低顶板压力。以金谷煤矿为工程背景,基于沿充留巷顶板压力理论计算值以及矸石充填开采技术特点,对巷道进行组合支架留巷、辅助支护以及巷旁注浆加固综合设计有效控制11101工作面矸石充填过程中巷道围岩变形量,确保巷道围岩稳定性。     

榆树田煤矿巷旁充填沿空留巷支护方式及参数选择

榆树田煤矿110403工作面运输巷采用超高水填充材料进行巷旁充填沿空留巷支护,根据生产条件和巷道支护状况,确定了巷旁充填体的布设及尺寸,提出充填体和留巷巷道加强支护的方法措施,选择了支护参数。通过数值模拟,预计了围岩变形量,可为该运输巷进行巷旁充填沿空留巷提供技术支持。     

新元矿3107工作面充填留巷支护技术探讨

为确保3107工作面沿空留巷作业的顺利实施,开工前,先采用FLAC3D数值模拟法对巷旁充填体加固支护技术进行分析;巷旁充填体拟采用高水材料,其合理宽度确定为2.0 m;沿空留巷支护主要包括基本支护、充填体支护及临时加强;基于分析结果,对留巷巷道支护参数进行专门设计;也对留巷巷道进行实时矿压监测,数据表明,巷道围岩变形主要发生在滞后工作面0～80 m的范围内,充填体变形主要发生在滞后工作面10～60 m的范围内,围岩变形量在可控范围内,能满足巷道的二次使用要求.     

沿空留巷关键块的稳定性力学分析及工程应用

由于巷旁充填初期充填体承载能力较低,保持沿空留巷期间工作面端头关键块的稳定至关重要。通过建立沿空留巷关键块结构力学模型,基于关键块滑落失稳及挤压变形失稳的判别条件,推导出巷旁支护阻力的计算公式。以淮南谢一矿512(5)工作面机巷作为工程背景,研究了煤帮支护阻力、巷内支护阻力、巷旁支护阻力及充填体宽度对关键块的稳定性影响。研究结果表明,巷内支护采用具有较高主动支撑力的支护,煤帮采用高预应力、高强度锚杆加固,以及巷旁支护选用早期强度高、增阻速度快的充填材料,有利于提高关键块的稳定性。在获得以上研究结果的基础上,对512(5)工作面机巷沿空留巷支护参数进行设计。工程实践表明,采用锚带网索巷内基本支护、巷内分区分级加强支护及膏体材料泵送充填工艺系统是合理可行的,在巷内支护阻力不低于0.15 MPa,巷旁支护阻力不低于3.5 MPa的条件下,充填体宽度取2.5 m能够保证沿空留巷期间关键块的稳定。     

基于充填体力学效应分析的沿空留巷支护设计研究

摘要：沿空留巷巷道支护参数设计的合理性直接影响沿空留巷工程的成败,合理的支护参数可以使得充填体和支护结构组成一个优化的系统,共同承担围岩荷载,达到安全经济的工程效果,本论文以充填体力学效应分析为基础,并结合围岩分类方法,以及土木结构相关规范,进行了沿空留巷支护设计方法的工程实践,确定了有效合理的沿空留巷支护设计方法。     

煤矿高浓度胶结充填开采沿空留巷技术研究

以新阳煤矿10203充填工作面为研究背景,通过理论分析和数值模拟,对垮落法和充填法开采下的采空区沿空留巷巷道矿山压力进行了对比分析,进一步探究了采空区全部充填后沿空留巷巷道的变形规律。结合高浓度胶结充填体的力学特性,设计了沿空留巷巷内基本支护、加强支护的方式,并将其运用于生产实践。井下应用表明：充填开采后的沿空留巷巷道围岩变形量较小,其变形率仅为8%左右;巷道顶板较为完整,没有发生大的冒落,且巷道煤壁无片帮现象发生;巷道内采用的锚杆、锚索、金属网、单体支柱联合支护安全可靠,支护合理。煤矿高浓度胶结充填开采沿空留巷技术工艺简单,可操作性强,采空区充填完毕后自然形成沿空巷道,而且杜绝了沿空留巷巷道常见的火灾、瓦斯等灾害,具有广阔的应用前景。     

薄煤层沿空留巷围岩控制技术研究

采用数值模拟和工程实践相结合的方法,揭示了沿空留巷围岩应力分布规律和稳定机理,得出了煤层越薄,煤体承载力越强,越不容易产生应力转移,应力峰值距离工作面煤壁距离约为2.5m等结论,为沿空留巷支护设计提供理论依据。通过分析不同充填体参数,得出宽度1.2m时的巷旁支护体承载变化规律,实现对基本顶稳定性的控制。分析了薄煤层沿空留巷围岩-充填体承载结构底帮失稳特征,提出了相应加强支护方案,对充填体基座底板有效吸收载荷进行了优化,最终实现对沿空留巷围岩的有效控制。     

深井沿空留巷巷旁充填技术及应用

沿空留巷是国内无煤柱护巷的主要形式,从充填材料及参数选择、设备配套及布置、充填区域顶板支护及工艺流程方面对深井沿空留巷巷旁充填技术进行了探索与实践,优化了巷旁充填工艺,分析了巷旁充填沿空留巷及充填体的变形及受力情况。实践表明:深井沿空留巷巷旁充填技术能够保证顶板支护结构的完整性和稳定性,充填体能够达到控制顶板下沉并适应顶板剧烈活动的要求。     

高水材料充填沿空留巷应力控制与围岩强化机理及应用

高水材料被广泛应用于不同条件下的薄及中厚煤层沿空留巷、部分条件较好的厚煤层沿空留巷,形成了丰富的高水材料充填沿空留巷围岩控制实践。基于高水材料充填沿空留巷理论研究和现场实践,以应力控制与围岩强化为主线,分析了充填留巷围岩在巷道掘进、工作面超前采动影响、留巷围岩调整稳定和邻近工作面复用4个阶段的应力与变形特征,提出了“基本顶二次破断”的覆岩顶板运动特征。以青龙同昌煤矿15102工作面沿空留巷为背景,数值模拟研究了留巷过程中围岩应力和塑性区分布特征,揭示了充填留巷覆岩基本顶的旋转下沉是留巷巷道所受外力的主要来源;在此基础上,提出了充填留巷围岩控制的关键区域,根据高水材料固结体的较强塑性变形特性,提出了高水材料充填沿空留巷围岩分时分区强化机理,确定了合理的高水材料充填体支护阻力计算式、留巷顶板离层计算式和实体煤帮的支护强度计算式,给出了高水材料充填沿空留巷围岩控制关键参数设计方法,关键参数包括充填体支护阻力(充填体宽度和强度)、顶板支护强度(巷内支护和临时支护)、实体煤帮支护强度。介绍了山西高平青龙同昌煤业15号煤层和赵庄煤业9号煤层高水充填沿空留巷围岩控制2个应用实例,留巷围岩变形控制效果...     

突出矿井深部巷道沿空留巷技术研究与应用

通过对高水充填材料的力学特性及沿空留巷矿压显现规律的研究与分析,并针对车集煤矿煤与瓦斯突出矿井大埋深特殊条件,选择高水材料巷旁充填工艺进行沿空留巷。从沿空留巷围岩稳定性控制入手,构建"充填体+锚杆、锚索"复合支护系统。在实践应用过程中,通过对巷道、充填体等矿压显现情况进行观测、分析,优化了沿空留巷支护参数与工艺,确保了突出矿井大埋深条件下沿空留巷成功,提高了采区煤炭资源采出率,保证了矿井采掘抽接替,为类似条件下沿空留巷提供了理论与实践参考。     

普通混凝土巷旁充填沿空留巷试验

基于缓斜中厚煤层综采工作面沿空留巷顶板岩层运动规律及其变形特征,分析了采用普通混凝土进行巷旁充填沿空留巷的可行性,提出了支护体的特点和性能要求,并设计出合理、经济的支护体系。试验表明,采用普通混凝土巷旁充填结合巷内锚、网、索联合支护、巷旁充填体两侧采用单体液压支柱临时支护以及采空区侧用锚索加强支护的护巷方式,充分弥补了普通混凝土初凝时间长、初期强度低的缺点,能有效地控制顶板岩层。     

深井孤岛煤柱工作面沿空留巷支护技术研究

以车集煤矿深井孤岛煤柱工作面为工程背景，探究深井高应力孤岛煤柱工作面沿空留巷充填体—围岩变形机理；构建沿空留巷围岩力学结构模型，计算出沿空留巷支护所需充填体的宽度及强度，并通过FLAC^3D软件模拟、现场监测验证了充填体宽度和强度的合理性。研究结果表明：孤岛煤柱工作面沿空留巷采用高水充填材料巷旁充填技术，以充填袋成形方式进行充填，可使充填体有效接顶；采用“锚杆锚索联合支护+巷旁充填体”方式进行煤柱中巷支护时，合理的充填体宽度为4.0 m,应力达到8.0 MPa时巷道变形趋于稳定。现场监测结果表明：23下工作面开采30 d内，煤柱中巷最大顶板下沉量不超过50 mm,充填体帮部变形不超过40 mm;回采结束后30 d内，顶板下沉量不超过20 mm,充填体帮部变形量最大为348 mm,煤帮变形量较小，最大处为150 mm,沿空留巷效果良好。