深孔爆破切顶卸压技术在马兰矿强动压工作面应用研究

为了降低18506回采对南八南九大巷造成的采动影响,采用围岩应力卸压和强制放顶两种技术相结合的深孔爆破切顶卸压技术,确定了顶板爆破高度、爆破裂隙扩展孔间距和初采炮孔位置,提出了初采强制放顶的具体炮孔方案。应用研究表明,深孔爆破切顶卸压技术的卸压效果显著,对18506工作面初采时强制放顶,使顶板及早充分冒落、对采空区起到充填支撑作用;工作面回采时高位覆岩进行断顶卸压,切断应力传播路径。同时有效减少回采动压对邻近巷道的影响,减少巷道维修量,节约了成本,保证了马兰矿的安全生产。     

深部矿井切顶卸压参数分析研究

文章针对某矿62711综采工作面原方案巷道围岩变形大的问题，提出切顶卸压支护方案，并对切顶卸压关键参数进行研究，通过对工作面沿空巷道切顶卸压工艺进行确定分析，理论计算巷道切顶高度和切顶角度，确定切顶高度理论值5.43 m,切顶角度理论值33.7°,利用数值模拟确定爆破合理间距500 mm,并进行方案现场试验，确定巷道顶板变形最大值115 mm,两帮移近量252 mm,说明切顶卸压参数有效，切顶卸压方案能够有效改善巷道围岩变形，有利于矿井的安全高效生产。     

大采高厚坚硬顶板巷道定向爆破切顶卸压技术研究

针对马道头煤矿5209工作面回风巷在高强支护情况下,伴随着上临5210工作面回采产生的巷道大变形问题,采用理论分析、数值模拟、现场试验等方法,对大采高厚坚硬顶板巷道定向爆破切顶卸压技术进行了研究。研究结果显示：巷道爆破切顶卸压的工作机理是通过对煤柱侧未垮落基本顶岩层进行爆破切顶,使其及时垮落,进而减小煤柱载荷和基本顶岩层因为旋转下沉而对煤柱造成的挤压变形|基本顶岩层在爆破切顶卸压后初次垮落步距与周期垮落步距均减小,进而减轻了矿压显现程度|爆破切顶卸压的最佳切顶角度为60°,在爆破切顶卸压后,煤层垂直应力峰值由21.1MPa降低至16.3MPa|爆破后钻孔窥视结果显示,爆破孔与导向孔均沿着孔内聚能管聚能槽方向产生了与走向切缝方向一致裂纹|在5209回风巷进行了巷道表面位移观测发现总体变形量较小,巷道完整性较好,定向爆破切顶卸压效果显著。     

深孔爆破在小煤柱巷道顶板控制中的应用

为保证深埋坚硬顶板厚煤层开采条件下小煤柱巷道稳定性，采用深孔爆破的方法对巷道顶板进行预卸压。通过小煤柱巷道顶板弧形三角块结构分析，确定顶板预断裂位置，在此基础上，根据现场地质及施工条件，首先分析确定深孔爆破单孔施工参数及装药参数，然后通过理论计算和现场爆破试验的方法，综合确定爆破孔间距为10 m,进而指导现场爆破方案设计。工程实践表明：工作面微震事件大多集中在回风巷一侧，未采取深孔爆破预卸压措施时，能量大于10⁴ J的微震事件释放能量占总能量的69%,采取措施后，工作面回采区域尤其是回风巷一侧顶板能量以小能量微震事件的形式有效释放，大能量微震事件明显减少；微震层析成像分析表明，断顶爆破作用致使煤岩体中高应力区域向深部转移，避免了对巷道及煤柱的直接影响；支架工作阻力监测得出，回风巷侧顶板来压周期较短且较稳定，来压步距平均为19.1 m,约为爆破孔间距的2倍，说明断顶爆破对顶板来压活动起到了一定的控制作用；由现场巷道变形观测得出，采取断顶爆破预卸压措施后，巷道两帮变形量及顶板下沉量较未采取措施时减少了78%和80%,未出现严重帮鼓和支护失效现象，巷道变形控制效果明显。     

复杂薄煤层聚能爆破切顶卸压沿空留巷技术研究

针对传统沿空留巷顶底、两帮移近量大的问题,以章村矿2_下3103复杂薄煤层工作面为背景,应用聚能爆破切顶卸压沿空留巷技术来改善围压控制效果。通过理论分析计算、数值模拟和现场监测等研究手段,研究了聚能爆破切顶卸压参数、巷道支护参数、巷道围岩的应力与变形规律。研究结果表明,通过理论计算得到了2_下3103工作面聚能爆破切顶卸压的最佳高度为9 m;模拟结果表明切顶卸压能有效改善巷道围岩受力情况,有效减小顶板与帮部位移;工程实践表明,工作面推进到巷道测点位置后巷道的变形会迅速增大,而后趋于稳定,巷道顶底板变形量和两帮移近量均符合巷道变形控制要求;采用液压挖装机卧底工艺,留巷工效由0.1 m/工提高到0.2 m/工,应用后置驱动永磁电动滚筒带式输送机出渣效率显著提升,机电事故发生率显著降低。     

基于切顶卸压技术的动压巷道力学响应破坏机制试验研究

针对动压巷道围岩变形速度快、变形量大、变形方式复杂等现状,采用现场测试及理论计算方法,设计了工作面端头顶板和采空区侧煤柱顶板水压致裂切顶卸压方案,分析了动压巷道悬臂梁超前支承压力及弧形三角板侧向支承压力破坏效应,研究了动压巷道叠加力学响应破坏机制,提出了小保当矿动压强顶弱帮巷道控制对策。结果表明:采取工作面端头顶板切顶卸压可有效控制回采帮变形;采取相邻采空区煤柱顶板切顶卸压可有效控制煤柱帮变形;回采帮及煤柱帮承载力与超前及侧向支承压力有关。结合具体巷道回采帮及煤柱帮变形破坏现状,确定了动压巷道切顶卸压方案;小保当矿二次动压强顶弱帮巷道,应采取切顶卸压-强帮护顶技术,保证工作面安全回采。     

中厚煤层预裂爆破切顶卸压主要参数研究

在切顶卸压无煤柱开采技术试验中,为了切断巷道顶板与采空区顶板之间的连接,通过切顶孔爆破预裂,实现工作面推过后采空区内顶板顺利垮落。本文针对店坪矿切顶爆破参数进行研究,针对不同的岩性分段设计,确定了最佳的爆破参数,保证了留巷效果达到要求。     

近距离煤层预掘巷道应力转移技术

针对受近距离煤层重复采动影响,常规支护体系无法控制巷道围岩变形的问题,为控制巷道变形,提出在工作面停采线附近预掘巷道并进行深孔爆破的方案。通过对预掘巷道施行"锚-让"一体支护体系,保证了卸压巷道围岩稳定,利用深孔爆破对预掘巷道顶板进行强制切顶,使卸压巷能够充分卸压,实现应力转移。采动应力在线系统监测结果表明:采动附加应力场向前传播的距离小于15 m,利用预掘卸压巷及深孔爆破对卸压巷道顶板进行强制切顶实现应力转移保护下山群巷道是可行的。     

厚大坚硬顶板切顶卸压护巷方法研究

针对综采工作面因顶板厚硬悬顶导致的临近工作面巷道变形严重问题,文章采用理论分析、数值模拟与现场监测相结合的方法对厚硬顶板切顶卸压护巷方法进行了研究。结果表明：厚硬顶板极限垮落步距及最大载荷与顶板厚度及极限抗拉强度成正比,厚硬顶板将导致高应力向煤柱及临近工作面巷道转移,不利于巷道稳定;对厚硬顶板实施切顶卸压,可以有效降低煤柱及临近工作面巷道围岩应力显现程度,并确定合理的切顶角度与高度分别为15°与8 m.研究提出的平行深孔爆破切顶卸压护巷方法,通过现场实践,顶板下沉量降低52.0%,底鼓量降低41.6%,两帮移近量降低59.8%,起到了良好的护巷效果,可为类似条件矿山巷道稳定性控制提供指导与借鉴。     

18504综采工作面停采线深孔爆破卸压护巷技术实践

为实现对采区大巷的保护,在18504工作面停采线进行了爆破切顶卸压的研究与应用。工作面超前支承压力和采空区上方悬臂梁的影响是造成采区大巷剧烈变形的主要原因。通过人为切顶可以实现矿山压力的主动调控,降低超前支承压力峰值,阻止基本顶覆岩对巷道的侧压作用,有利于巷道稳定。18504工作面采用爆破切顶后,南一轨道下山的顶板下沉速度为卸压前的19%,最大下沉量为41 mm,取得了较好的卸压效果。     

深孔爆破切顶卸压护巷技术在迎采动掘巷中的应用

为解决迎采动掘巷大变形的难题,以官地矿22610综采工作面为研究对象,在分析了采空区侧向煤体内支承压力基础上,采用深孔爆破切顶卸压护巷技术,达到改善煤柱应力环境、控制工作面隅角悬顶的作用。工程应用效果表明:采用该技术后,工作面支架后垮落充分,无悬顶,相邻迎采动掘巷变形量均在使用要求范围之内,取得良好效果。     

无煤柱综采工作面沿空留巷支护技术应用

为了保证8201无煤柱综采工作面安全高效回采,提高沿空留巷顶板稳定性,防止沿空巷顶板出现破碎、冒落现象,通过技术研究,合理分析了8201无煤柱综采工作面在回采期间主要存在的技术难题,并对沿空巷（5201巷）顶板提出了预裂爆破切顶卸压技术,并采取了“柔模浇筑+迈步式走向JW型锚索吊棚+桁架锚索支护”联合支护技术,通过实际应用效果来看,切顶卸压技术有效阻止工作面回采应力向沿空巷侧传递,防止了沿空巷顶板下沉、破碎现象;与传统挡矸装置相比,联合支护技术成本费用低、施工工序简单,有效起到了挡矸护顶作用,而且有效防止了工作面回采时超前集中应力对沿空巷破坏作用,超前应力区顶板下沉量控制在0.15 m以下。     

亿欣煤业切顶卸压沿空成巷技术研究

以XV1307工作面XV1214巷道为工程背景,分析了切顶卸压成巷的机理,提出了恒阻锚索补强支护技术,优化了切顶爆破方案设计,针对不同受力区域确定了差异性支护方案。现场工业试验监测巷道顶底板移近控制在175 mm,两帮移近控制在200 mm,恒阻锚索受力稳定在90 MPa,巷道维护状态良好。     

大采高工作面切顶卸压沿空留墙技术可行性研究

为解决大采高工作面沿空留墙混凝土墙体承载大导致墙体大量变形的问题,针对王庄煤业沿空留墙现场条件,对沿空留墙混凝土承载结构进行了确定,计算了混凝土墙体承受载荷与其最大承载能力,提出了采用切顶卸压技术减弱墙体承受载荷。通过数值模拟分析得出采用切顶措施后,可以有效减小工作面侧向支承应力峰值,减小混凝土墙体承受的载荷,降低回采巷道煤帮侧应力集中现象,达到卸压的效果。以数值模拟结果为基础确定采用爆破切顶技术,切顶高度为15 m,并对爆破方案进行了设计。现场实践结果表明,该爆破切顶方案成功起到了卸压护巷的作用。     

祥升煤矿3301工作面切顶卸压无煤柱开采技术

为了减轻工作面回采过程中巷道支护的压力,祥升煤矿3301工作面采用了顺槽切顶卸压无煤柱沿空留巷技术。通过经验法确定巷道切顶参数,采用钻孔爆破法施工。考虑到爆破会对巷道的稳定性有影响,对巷道分段进行了加强支护。现场实践结果表明,在切顶卸压后巷道的支护更加容易,可节约支护成本约为542元/m。     

韩家湾煤矿切顶卸压沿空留巷技术应用

为进一步提高煤炭资源回收率,以韩家湾煤矿214201工作面应用沿空留巷开采技术为背景,为确保工作面成功留巷,在工作面实施爆破切顶卸压技术实践。结合煤层顶底板岩石物理力学性质,通过理论分析与现场试验确定切顶卸压爆破技术参数,在实施爆破切顶前采用恒阻大变形锚索加强切顶侧顶板支护,之后采用爆破切缝技术定向切顶卸压。现场监测结果表明,爆破切顶卸压之后,顶板能够按照预定的方向切缝,在工作面回采过程中,通过对留巷支护参数及形式的设计,最终所留巷道效果明显,达到了沿空留巷的目的。     

高地应力切顶留巷围岩快速控制技术研究

为解决深部高应力区切顶留巷围岩破碎、初期支护手段无法有效控制围岩的难题,以陈四楼煤矿十七采区21702工作面为实际工程背景开展切顶留巷围岩控制技术研究。根据工作面地质条件,分析切顶留巷的变形机理,设计切顶爆破参数及初期巷道的支护方案。针对工作面推进过程中,巷道变形大,围岩破碎等情况,设计切顶留巷补强支护方案:采用一种新型速凝、早强的无机双液注浆材料对切顶留巷破碎围岩注浆加固,快速有效地控制巷道变形;同时设计柔性挡矸自成墙体的巷帮挡矸措施,实现主、被动结合的切顶留巷补强支护方式。结果表明:在陈四楼煤矿21702工作面切顶留巷采取巷道补强技术,留巷巷道在二次采动应力作用下,顶板下沉量最大为147mm,两帮位移量最大为335mm,底板底鼓量最大为402mm,留巷围岩得到有效控制。     

双回撤通道冲击地压防治技术研究与应用

针对冲击地压矿井的回撤通道易发生失稳破坏,工作面采动过程中对于回撤通道的影响进行了分析,并结合现场数据分析了双回撤通道内支架压力变化情况,制定针对性防治措施并进行了效果分析。研究结果表明：回撤通道的失稳破坏受工作面采动影响,当工作面剩余长度距离主回撤通道越近时,回撤通道的支承压力越大,巷道两帮的压力越集中,巷道越容易发生失稳破坏。基于主回撤通道易失稳破坏的特点对其顶板预裂爆破效果进行了分析,在预裂爆破后,爆破区域的应力变化幅度明显降低,说明顶板预裂爆破可降低回撤通道受工作面采动影响产生的应力集中。同时,也起到了将采空区应力传递路径阻断和本工作面的超前支承压力传递路径的弱化作用。     

冲击地压矿井综采面过平行空巷支护技术

为解决冲击地压矿井综采面过平行大断面空巷期间顶板不易控制的难题,采用方案对比、理论计算及工业试验相结合的方法,对空巷围岩控制问题进行研究,介绍了易于安装及截割的高强度泵送充填立柱的支护参数设计及应用情况,提出了内部补强支护为基、外部加固支护为主、爆破断顶护巷为辅的综合技术方案。现场应用效果表明:爆破断顶护巷技术能够有效减低悬顶长度,防止顶板大面积来压诱发冲击地压;“内部补强+外部加固”支护技术安全可靠、经济合理,确保了大断面空巷围岩稳定,为工作面安全顺利分段通过平行空巷奠定了基础。     

东滩煤矿63上06工作面顶板深孔爆破断顶卸压技术应用

由于63上06工作面轨顺沿空布置,边缘处基本顶形成悬梁,未充分垮落,为减小区段煤柱的应力集中,采用顶板深孔爆破断顶卸压技术,对巷道顶板进行预卸压处理。同时超前对63上06运顺顶板进行爆破断顶卸压,避免63上06工作面回采完毕后,采空区与63上07顺槽边缘基本顶形成悬梁,实现工作面安全回采。