迎采动面沿空掘巷围岩变形规律及控制技术

迎采动面沿空掘巷经历邻近工作面侧向基本顶断裂、转动及稳定的全过程动压影响后,巷道围岩将产生大变形、维护困难.采用理论分析、数值计算和现场试验研究迎采动面沿空掘巷围岩变形规律和控制技术,得到该类巷道受邻近工作面采动影响后围岩呈现非对称变形,窄煤柱和顶板变形剧烈,提出提高窄煤柱和顶板支护强度使围岩形成有效承载体是保持迎采动面沿空掘巷整体稳定的关键,据此提出了合理的围岩控制技术:1)合理确定窄煤柱宽度,使邻近工作面采动影响稳定后巷道处于应力降低区;2)高强度大延伸率锚杆控制围岩变形;3)加强窄煤柱、顶板支护,提高关键部位承载能力.棋盘井煤矿工程实践表明,该技术有效控制了该类巷道围岩变形量,取得了良好效果.     

迎采巷道围岩变形机理及控制技术研究

以马堡煤矿迎采巷道围岩控制为背景，采用理论分析及数值模拟方法对采掘全过程巷道变形机理进行分析，将巷道分为了3个阶段，即：沿实体煤掘进阶段、迎采动相互影响阶段和沿空掘巷阶段。确定了各阶段的影响范围，提出了动态分段支护设计方案，取得了良好的效果。     

迎采动面沿空掘巷围岩控制技术研究

以兴胜煤矿0913回风巷道掘进工程为背景,采用数值模拟的方法,分析了采动影响条件下窄煤柱沿空掘巷围岩控制技术,提出了科学的支护方案,有效控制了迎采工作面沿空掘巷围岩变形,缓解了矿井采掘接替紧张。0913工作面回风巷在迎采动工作面沿空掘巷条件下技术经济效益显著,不仅给兴胜煤矿以后类似条件下巷道掘进带来宝贵的经验,而且给周边矿井甚至全国类似条件煤矿迎采动沿空掘巷提供了难能可贵的技术参考。     

采掘交锋沿空巷道围岩动态控制技术研究

针对长壁工作面与煤柱护巷沿空巷道采掘交锋期间,沿空巷道受上区段工作面采动影响围岩控制难度较大的问题,通过对长壁工作面采场围岩应力分布特征进行分析,从迎采掘进、交锋掘进、采空区掘进3个阶段提出了“精准停掘、分区动态加强支护”沿空巷道围岩控制技术。工程实践表明,在常规锚网索联合支护的基础上,沿空巷道内支设圆木或单体支柱临时动态加强支护技术,可以确保采掘交锋期间沿空巷道围岩的稳定,实现采掘安全生产。     

迎采动宽煤柱承载特性及矿压显现规律研究

单翼开采矿井为解决采掘接替紧张的问题,常会出现迎采对掘的情况,而迎采动掘巷期间,矿压显现规律和煤柱宽度的确定是巷道掘进及安全回采的关键。以炭窑坪煤业100303运输巷迎采掘巷期间为工程背景,采用理论分析、数值模拟、现场监测等方法,对煤柱的合理宽度及迎采期间的矿压显现规律进行研究分析。主要结论有：通过理论计算,煤柱在受到掘进扰动和工作面采动的双重影响下,确保煤柱不完全发生塑形破坏且存在弹性核的宽度至少为30 m。数值模拟发现,掘进迎头至相遇位置前方20～30 m时,围岩变形开始增大,煤柱帮和回采帮变形量均超过0.5 m。当掘进至采空区后方一定距离后,围岩因同时受掘进扰动与采空区侧向支承应力的叠加影响,变形增幅加快,煤柱帮变形严重,最大变形量超1 m。提出100303运输巷掘进距100302综采工作面70 m时,停止掘进,在迎采扰动范围内,优化支护参数,提高煤柱承载能力。现场监测表明,巷道顶底板和两帮均变形较小均在可控范围内,有效控制了迎采动工作面掘巷的围岩变形。     

强动压巷道围岩变形规律及分段控制技术研究

为解决某矿单翼开采工作面采掘接替紧张的难题,提出迎采动面掘巷技术。采用数值模拟的方法,分析了某矿4102回风平巷掘进过程中的应力分布和位移场分布规律,得出巷道掘进端头受到的强动压影响范围为距4101工作面-30～+80 m。采用分段控制技术,对巷道强动压影响段采取高强大延伸率锚杆和锚索网联合支护、高水材料加固窄煤柱帮、单体支柱和铰接顶梁加强支护顶板,有效控制了迎采巷道围岩变形,确保了工作面的正常接替和安全生产。     

迎回采工作面沿空巷道围岩稳定性机理及控制技术研究

迎回采面沿空掘巷经历邻近工作面回采引起的动压全过程,巷道围岩稳定性急剧恶化并发生较大变形,巷道维护困难。采用理论分析、数值模拟及现场工业试验来研究迎回采工作面沿空掘巷围岩稳定性及支护技术,得出此类巷道具体的支护技术。现场工业试验表明,该技术能有效控制围岩变形,保证了工作面的正常接替。     

迎采动工作面沿空掘巷锚杆支护工程试验

山西某矿3号煤层迎回采面留煤柱掘巷受邻近工作面侧向顶板破断、转动及稳定的全过程动压影响后,沿巷道轴向出现明显的分区大变形特征,结合地质力学评估、工程类比、数值模拟及现场监测等方法,提出迎回采面掘巷分区方法及分区支护技术。工程实践表明,巷道顶底累计变形为130 mm,两帮累计变形为70 mm,分区支护技术可有效控制迎采动面掘巷围岩大变形,为类似条件下迎采动工作面掘巷支护提供了一定借鉴。     

正珠煤业11502工作面材料巷沿空掘巷支护技术研究

为解决正珠煤业11502工作面材料巷沿空掘巷的支护技术难题,本文以沿空掘巷工作面支撑压力分布和掘进巷道围岩变形规律理论为基础,根据矿压显现规律并结合实际地质条件,确定了合理的煤柱宽度为10m,以锚网索联合支护为基本支护体系。经实践观测:掘进期间巷道两帮累计位移接近200mm,巷道顶板下沉量控制在20mm以内,掘进工作面沿空掘巷支护技术有效的控制了巷帮移近量及巷道顶板下沉量,保证了掘进巷道的成型,为巷道掘进提供了安全的支护保障,取得了良好的经济效益。     

采掘交锋巷道应力分布特征及控制技术研究

基于采掘交锋条件下巷道围岩稳定性的控制问题,通过分析采掘交锋巷道应力分布特征以及现场工程实例,对采掘交锋巷道掘进过程中不同阶段的围岩稳定性进行了研究。结果表明:"合理的煤柱宽度、精准的停掘位置、分区域的动态支护"是有效控制采掘交锋条件下综采工作面与巷道围岩稳定性的关键点。临空掘进巷道在与回采工作面相交前,可在动压掘巷阶段的顶板移动性三角形塑性破坏区出现以前停掘;与回采工作面相交后,可在动压掘巷阶段的顶板移动性三角形塑性破坏区稳定后方可开掘。     

煤矿新型掘进机电气控制系统研究

分析了现有的煤矿掘进机的电气控制系统,研究了基于PLC的掘进机电气控制系统,以SQ-300为控制核心,模块化的结构、能实现电气保护和故障排除的高性能软件系统。该系统的硬件设计和软件编制能满意各种复杂环境的巷道开采。     

回采巷道向斜轴附近水患防治技术

由于富水层顶板工作面回采巷道向斜轴附近水平较低,极易使向斜轴附近回采巷道排水不力形成肓巷。文中通过对回采巷道向斜轴附近充水因素的分析,给出了工作面的正常与最大涌水量计算公式,提出了三种防治回采巷道向斜轴附近水患的措施,较好地控制了由于工作面涌水造成回采巷道向斜轴附近水患问题。为同类条件下回采巷道的水患防治提供了一定的借鉴作用。     

煤柱回收工作面过空巷技术

针对潞安王庄煤矿采区煤柱回收工作面存在过空巷巷道围岩控制困难的问题,建立了煤柱回收工作面空巷基本顶力学模型,得出当空巷宽度增大时,空巷所需的支护阻力也会随之增大;空巷支护阻力与基本顶厚度之间存在线性关系,基本顶越厚空巷所需支护阻力越大;当支架的支护阻力增加时,空巷支护阻力呈线性减小趋势。将整个工作面空巷划分为3个空巷集中区,研究了工作面过第3空巷区4条空巷时回采巷道支护、空巷围岩稳定控制技术,制定了工作面过空巷时放煤控制、两巷超前加强支护、工作面顶板管理等安全保障措施,保证了煤柱回收工作面安全回采。     

煤矿井下巷旁充填早强混凝土沿空留巷技术

针对济宁二号煤矿深部中厚煤层综采工作面地质条件复杂、开采深度大、工作面搬家频繁、采掘接续紧张、工作面孤岛开采等问题,研究了沿空留巷顶板运动规律,采用以巷旁充填早强混凝土为主体的沿空留巷技术,对沿空留巷巷旁混凝土墙受力与变形进行了数值模拟分析,并对巷旁支护参数和顶板锚固加强支护进行了设计.在93上02工作面运输巷中采用该技术沿空留巷870 m,混凝土墙墙体稳定;93上03工作面轨道巷沿空留巷后,矿压观测结果表明沿空留巷变形小于煤柱护巷,经济效益显著.     

二次沿空巷道留巷支护方式及围岩变形规律研究

基于新庄孜矿62110回风巷沿空掘巷后破坏严重出现结构性失稳且后期再需留巷,对二次留巷支护技术进行了研究。分析了巷道破坏原因为地质条件复杂且前期支护参数不合理,结合煤巷预拉力支护理论确定采用＂三高＂锚杆（高强度、高刚度、高预紧力）、锚索补强、深浅孔注浆的联合支护方案。采用快速连续观测法对回采期间巷道的围岩变形进行现场实测,结果表明：高强度架锚注方案可再造围岩结构,减缓顶板活动剧烈程度,工作面后方30～55 m为巷道围岩变形剧烈区,55 m后变形速度趋于稳定。采取该修复方案改善了支护效果,保障了工作面安全回采。     

液压支架电液控制系统设计

根据液压支架电液控制系统在国内外的应用现状,介绍了综采工作面液压支架电液控制系统的组成和功能,并自主设计了液压支架控制器、采煤机位置检测系统、巷道主机和本质安全型网络。实际的推广应用表明液压支架电液控制系统可实现液压支架就地控制、远程监控及其配套设备跟机自动控制。     

朔里煤矿煤巷与半煤岩巷控界光面爆破技术

为提高掘进衔接效率,缓解采掘紧张,在煤巷掘进中采用控界光面爆破技术,可将一次爆破总的用药量比较均匀地分布在巷道四周,相邻的延迟起爆的炮眼爆炸后所形成的地震波能够相互干扰面使其强度减弱,可降低爆破震动对巷道围岩的影响.爆破后,两帮煤壁竖直,顶板完整,作业人员可直接进行顶、帮锚杆的操作,减少围岩的暴露时间,保证了顶板安全和煤壁的稳定平整.     

困难地质条件下软煤巷道合理支护技术

针对山浪煤矿困难地质条件下软煤集中轨道巷架棚支护效果差的问题,运用现场实测、数值模拟和理论分析相结合的方法,研究了困难地质条件下软煤集中轨道巷变形破坏的机理,提出了困难地质条件下软煤集中轨道巷的支护对策,确定采用"锚网索+喷浆+高水速凝材料注浆"联合支护技术,并分析确定了联合支护的参数和工艺。     

基于CAN总线的矿井智能监控系统设计

针对目前煤矿监控系统高可靠性、高实时性的要求,提出了基于CAN总线的矿井智能监测报警系统设计方案。根据不同实时性要求,将系统设计成高、低速2个速率不同的通信网络,并通过网关将2个通信网络相连结。系统实现了全部节点的数据共享,具有较高的实时性和较好的可靠性。     

综掘工作面通风除尘系统研发与应用

通过对综掘工作面通风除尘系统的研究和试验,提出了采用长压短抽通风除尘的技术途径,进行了除尘系统总体配套参数、控尘技术及控尘装置和高效湿式除尘器的设计研究。通过现场实际应用证明,该技术除尘效果好,可改善综掘工作面的工作环境,实现降尘提效。