上行开采工作面顺槽支护方案及实践

象山矿南二上山采区采用上行开采,3#煤层与下部5#煤层间距17~26 m,21305工作面位于5#煤层采空区顶板强裂隙带内,煤层及顶底板破碎,开掘巷道具有一定的风险。为了确定21305工作面顺槽的合理位置和支护方案,在明确工作面工程背景后,预判了裂隙带内3#煤层及顶底板完整性及开采可行性;分析确定了顺槽的合理位置,最终确定了顺槽合理支护方案,并对巷道掘进期间的问题及维护进行了介绍。分析认为,下部煤层开采后对上煤层破坏影响程度较小,上部3#煤层可进行正常掘进;设计21305工作面顺槽内错10 m,位于悬伸段内10~14.4 m处,此处3#煤层及顶底板比较完整,巷道稳定性较好,适合布置顺槽;顺槽采用该支护方式后,巷道掘进期间顶板无安全事故,但在后期掘进期间需加强顶板矿压观测,当围岩条件发生变化时,需及时调整支护参数以确保工作面顶板支护的安全可靠。     

平顶山一矿31060风巷过5号断层的方法

通过对断层下盘巷道的顶板的围岩受力分析,解决了煤巷掘进过大断层的巷道支护,通过对下部废弃巷道对应的上方巷道的楔形体的受力分析,解决了下部废弃巷道对上部巷道底板的影响问题。取得了良好的支护效果,为类似情况提供了一种可行的方法。     

四台矿特殊条件下复合顶板巷道掘进技术

为了解决四台矿开采下部煤层时工作面回采巷道复合顶板特殊条件下掘进支护难的问题.通过对该矿巷道掘进过程中的动压特征分析和高应力作用下采取支护措施的效果研究,取得了复合顶巷道受层间距小、过应力集中区域、动压影响大等条件下的巷道掘进支护与加固技术经验.     

综采工作面通过下部旧巷回采底板及顶板管理方法

以铁煤集团晓南矿W3712-2综采工作面过下部旧巷回采实践为依据,介绍了综采工作面过下部旧巷回采方法,讨论了综采工作面通过下部旧巷回采底板技术管理及顶板管理问题。提出了对下部旧巷充填、注浆,在液压支架下方旧巷上方铺设工字钢等方法,有效地解决了支架下陷及顶板安全管理问题。     

伯方煤矿松软厚煤层巷道支护技术研究

为解决伯方煤矿3号煤层沿底板掘进巷道顶板煤层极易冒落、巷道围岩易发生大变形的情况,该矿工作面顺槽改为沿煤层顶板掘进,在工作面采动影响下巷道两帮和底板变形破坏严重。采用松软厚煤层稳定性控制技术,将2个顺槽沿煤层底板掘进,可提高工作面煤层回采率,增加经济效益。通过理论计算、数值模拟和现场监测等方法,确定巷道围岩大变形影响因素,并对支护设计进行优化,将松软厚煤层工作面顺槽沿底板布置,缓解厚煤层回采巷道大变形的问题。该方案对解决伯方煤矿松软厚煤层的巷道支护问题提供了借鉴。     

厚煤层顶板定向钻孔技术研究与应用

保德煤矿三盘区深部大巷延伸为全煤巷道,区域煤层厚度7.4m以上,巷道沿煤层底板掘进,巷道高度3.8m。通过在三盘区深部大巷延伸区域沿8#煤层顶板施工下行定向长钻孔对掘进区域进行超前预抽,大幅降低了掘进区域瓦斯压力和瓦斯含量;巷道掘进形成自由空间从而产生微裂松动区,进而增加了围岩的透气性,在巷道掘进期间顶板煤层定向钻孔作为煤层顶板高抽孔抽放,降低了掘进工作面瓦斯涌出量并解决了巷道层流问题。通过采取厚煤层顶板定向钻孔技术,掘进工作面瓦斯问题得到了合理解决。     

近距离煤层煤巷掘进底板防突岩柱厚度数值分析

以平煤股份五矿己-1532020掘进工作面为研究对象,针对该掘进工作面处于近距离煤层上保护层内、掘进巷道底板与被保护层的间距过小、掘进过程中可能发生下部突出煤层冲破底板岩柱而导致煤与瓦斯突出的情况,运用FLAC3D对底板防突岩柱厚度进行模拟研究,结果表明,在围岩均质完整情况下,煤巷掘进的最小预留防突岩柱厚度不应小于2.5 m,结合现场实际,安全岩柱厚度应不小于3 m.     

跨采巷道围岩应力分布特征数值模拟研究

我国近距离煤层和厚煤层群赋存所占比重较大,造成很多大巷布置在煤层底板岩石或围岩较稳定的下部中厚煤层中,形成了许多不同类型的近距离跨采巷道。在上方回采工作面影响下,巷道围岩弱面进一步发育,微裂隙进一步扩张,使得围岩的强度和稳定性进一步降低。针对受上方工作面回采影响的锚网索喷+U型钢支护巷道变形比较严重的问题,通过FLAC3D数值模拟软件对该巷道围岩的应力分布特征进行了研究。结果表明,工作面推进至距巷道中线0 m时,顶板和底板应力集中区范围最大,峰值应力为30 MPa。为维护其稳定,应提前对该巷道进行加强支护。     

特殊地质条件下掘进工作面顶板控制技术

为解决特殊地质条件下掘进工作面顶板难控制的问题,对大柳塔煤矿特殊地质条件掘进工作面进行分类,分析可知主要包括过断层带巷道掘进、过薄基岩带巷道掘进、特近距离煤层下层煤巷道掘进和特大断面巷道掘进等,这些区域掘进工作面顶板事故多发,严重威胁矿井安全掘进。通过采取断层区域、薄基岩条件下、特近距离煤层下层煤、特大断面巷道掘进工作面顶板控制技术,解决了大柳塔煤矿特殊地质条件下掘进工作面顶板控制问题,实现了矿井快速安全掘进。     

榆树泉煤矿厚硬顶板无煤柱自成巷卸压方案设计研究

基于榆树泉煤矿1014综采工作面煤层顶板上方厚硬顶板不易垮落，顶板来压剧烈等问题，设计了厚硬不易垮落顶板预裂卸压方案及巷内加强支护方案，并通过数值模拟软件分析得出采用综合的顶板预裂爆破控制技术，可大幅降低巷道顶底板位移量，有效缓解实体煤柱上方应力的集中程度。最后，针对试验巷道进行工业性试验，得出巷道顶底板移近量为424 mm,顶板下沉量为300 mm,底鼓量93 mm,侧帮移近量286 mm,应用效果良好，满足巷道使用要求。     

大采高工作面回采巷道布置层位选择及差异性分析

为了确定厚煤层大采高工作面回采巷道在煤层中的合理层位,提高煤层巷道围岩控制的可靠性,通过理论分析和数值模拟,研究了同等支护条件下在不同层位(沿顶掘进和沿底掘进)回采巷道的支护与围岩的相互作用效果。结果表明:在巷道高度小于煤层厚度的大采高一次采全厚综采工作面条件下,工作面回采巷道沿煤层顶板掘进与沿煤层底板掘进相比,巷道围岩控制更可靠,顶板更容易维护,可适当降低巷道顶板的支护强度。研究结果对优化大采高工作面回采巷道位置、有效控制巷道围岩、节约支护成本具有一定现实意义。     

呼吉尔特矿区邻空巷对掘致冲风险分析及防治技术研究

为研究呼吉尔特矿区厚硬顶板条件下小煤柱沿空掘巷贯通期间冲击地压机理,以门克庆煤矿11-3107回风巷贯通期间矿压显现为工程背景,建立了邻空巷贯通期间应力分布模型及FLAC^3D数值模型,对比了距贯通点不同距离掘进工作面应力演化特征,揭示了邻空巷贯通期间冲击地压机理,并通过十字布点法、应力、微震等多种监测手段对巷道围岩变形、煤体应力进行了实测。基于机理分析和现场实测,提出卸压-支护一体化技术。结果表明：由于煤层顶板上方存在厚硬岩层,巷道开挖后,厚硬岩层通过应力传递作用于巷道围岩,使得滞后于掘进工作面的巷道顶底板及帮部发生较大变形;随着邻空巷掘进工作面距离贯通点越近,巷道变形量逐渐增大,通过巷道变形量的增加速率明确了距贯通点约160 m时,巷道变形量开始突增;微震事件主要集中在距贯通点190～60 m以内的巷道贯通区域,理论计算与现场矿压显现相符。     

近距离煤层群高瓦斯工作面瓦斯立体抽放模型的建立和应用

针对近距离煤层群高瓦斯工作面的地质和开采条件,建立了高瓦斯工作面巷道掘进期间和工作面推采期间的瓦斯立体抽放巷模型。巷道掘进期间采用预掘内错底板低位巷或内错顶板高位巷并布置穿层钻孔或布置随掘进的瓦斯抽放钻场进行瓦斯的立体抽放;工作面推采期间采用内错顶板高位巷穿层钻孔和工作面巷道顺层钻孔预抽瓦斯的立体抽放技术。以瓦斯立体抽放模型为基础,结合矿井实际地质条件、矿井巷道围岩与开采环境条件和技术工艺条件,进行了瓦斯立体抽放的实地实验和应用,确定瓦斯抽放巷的垂距和内错距离为15 m、高位巷钻场间距100 m、顺层钻孔间距2 m等参数;并进行了保护层瓦斯的预抽。通过瓦斯立体抽放实现了巷道掘进与工作面开采的瓦斯抽放要求,既控制了本煤层工作面的瓦斯浓度,实现了安全开采,又释放了上部煤层的瓦斯。     

大采高含黄泥层顶板巷道支护设计及应用

针对仙泉煤矿15103运输顺槽掘进期间顶板出现黄泥层造成在工作面掘进施工过程注锚困难,顶板不易控制,给巷道顶板安全管理和快速掘进带来较大困难问题,通过对巷道矿压特征进行分析,并对巷道支护方案进行数值模拟分析,在此基础上提出了巷道顶板含黄泥层时采用顶部全锚索+帮部锚杆联合支护方案,通过现场观测结果表明,采用该支护方案后,巷道顶底板移近变形量基本稳定在88 mm左右,两帮位移量稳定在48 mm左右,变形量均在可控范围支护,该联合支护方案满足巷道支护要求。     

近距离煤层采空区下掘进巷道过断层技术研究

针对近距离煤层开采条件下,采空区下部掘进巷道过断层支护难度较大的问题,本文以中煤平朔集团井工二矿21109主运顺槽掘进工作面过断层为工程背景,结合掘进巷道煤层顶板岩性和断层产状,确定了21109主运顺槽过断层掘进施工方案。在巷道顶板采用锚杆、W钢护板配合钢筋托梁和锚索联合支护,煤柱侧帮和工作面侧帮均采用采用锚杆支护,掘进工作面单纯采用主动支护后无法满足支护需求,又采取架设钢棚的方式对巷道进行了辅助支护。采取辅助支护措施后,28d内顶板浅部离层23mm,顶板深部离层31mm,巷道高度、宽度相对移近量分别为33mm和0mm;28d后,巷道断面再无变形,巷道围岩稳定。     

工作面三掘进基本顶破断结构特征的数值模拟研究

采用数值模拟方法,对工作面三掘进巷道基本顶在工作面不同回采阶段的结构破断特征研究构表明：工作面回采过程中,基本顶岩层对上覆软弱岩层的运动起到了控制作用,上覆软岩的运动跟基本顶一致;三掘进巷道开挖后,先在巷道的顶板出现破坏区,随后底板也出现局部破坏;上区段工作面回采后,中阃回采巷道的帮部出现破坏区域,且靠近采空区域的破坏程度更大,基本顶在煤柱上方破断形成块体结构,煤柱靠近采空区域出现大范围的破坏区;下区段工作面回采后,中间巷道围岩破坏区域加大,基本顶仍然在煤柱上方破断形成块体结构,两煤柱靠近采空区域都有大范围的破坏区。     

高瓦斯区松软煤层沿顶布巷综放回采

传统综放工作面巷道均布置在底板中,在高瓦斯区及煤破碎情况下,巷道沿底板布置掘进困难,采用沿顶板布置方法,避免了沿底板布置掘进速度慢、掘进难支护、瓦斯涌出大及回采时三角区压力大、上隅角瓦斯涌出大、巷道超前维护段支护难等诸多缺点,取得了明显的经济效益和社会效益,在高瓦斯区及顶煤破碎区域,有很好的推广应用前景     

三软孤岛工作面巷道掘进与顶板管理

针对米村矿三软孤岛工作面26081巷道掘进实际,分析了顶板不易控制的原因,对掘进、支护及顶板管理技术进行总结,在生产实际中取得较好效果,为相似条件下掘进、支护及顶板管理提供参考.     

含软弱夹层矩形煤巷顶板控制研究

以回坡底煤矿软弱夹层顶板条件下巷道控制为工程背景,巷道上方的软弱夹层按照距巷道的位置可以分为3种,其中当软弱夹层位于支护区边缘时顶板状态最危险。当巷道采用高性能预应力锚杆技术进行支护时,巷道顶底板及两帮变形量较小,顶板离层发育不明显,表明软弱夹层巷道控制效果较好,能够保证工作面回采工作的正常进行,同时为相似条件下的顶板控制问题提供了参考。     

腾晖矿复采采区大巷过老空区支护技术

为解决腾晖煤矿2#煤过老空区巷道掘进期间的冒顶问题，开展了掘进工作面揭露老空区期间的顶底板位移场与应力场演化规律研究。采用理论计算、现场监测与数值模拟结合的方式得到了掘进巷道在揭露老空区期间不同阶段的应力状态及受影响范围，确定了掘进巷道过老空区支护方案。计算结果表明：在煤层中老空区边缘存在5～10 m的塑性区域，当巷道不断向老空区方向推进时，掘进工作面同老空区之间的柱状煤体应力状态从弹性向塑性转变；巷道掘进期间顶底板位移演化趋势并不同步，随着巷道不断靠近采空区，顶板位移变形速率增加20%，底板变形量则随着掘进工作面靠近采空区变形速率逐渐降低直至达到稳定值。现场实验结果表明：50 d内顶底板相对变形量的增加控制在25 mm，两帮相对变形量的增加控制在23 mm，巷道围岩变形情况得到了有效控制。