综放工作面过空巷技术研究及应用

针对综放工作面过空巷受到超前采动支承压力影响,造成空巷围岩塑性区和破碎区范围扩大,易引发大面积的冒顶和片帮的问题,采用FLAC3D软件对比分析了工作面回采过程中,在木垛支护、锚杆支护和高水充填材料充填3种支护方式下的空巷围岩稳定性,得到了3种支护方式下,围岩应力、巷道变形以及塑性区分布特征,最终确定高水材料充填为优选支护方式。基于不同水灰比高水充填材料的性质,确定了高水材料充填施工方案,并进行了综放工作面过空巷充填工业性试验。结果表明,过空巷期间工作面液压支架工作阻力仅增加3.5%,工作面过空巷后,压力恢复到正常值,未出现异常的矿压显现,充填过空巷效果良好。     

综放工作面过空巷时支架－围岩稳定性控制

通过分析综放工作面过空巷时支架－围岩稳定性控制的技术难点,提出在过空巷合理的时空节点上实施停采等压、强力锚杆索支护、注浆固结修复和支架支撑力保障的综合控制技术,并阐述了相应的控制机理。建立了综放工作面过空巷时基本顶破断的结构模型,分析得出过空巷时长关键块条件下的支架临界工作阻力;采用数值模拟方法分析综放工作面过空巷时采动影响下围岩应力分布、变形与破坏特征,确定综合控制技术实施的时空节点与相关参数,进而结合现场地质生产条件与矿压规律确定相应技术方案,并进行现场应用。现场实践表明,采用综合控制技术后,未发生大范围冒顶、支架压架等恶性支架－围岩事故,解决了9102综放工作面过空巷的相关技术难题。     

综放工作面充填过空巷顶板失稳机理及控顶研究

为了解决综放工作面过空巷时易造成压架、大面积冒顶等技术难题,以山西某矿4318综放工作面过空巷为背景,建立空巷基本顶力学模型,揭示空巷顶板稳定机理,确定顶板破断产生滑落失稳是造成压架的主要原因,进而确定维持空巷顶板稳定的最小支护阻力;采用FLAC3D软件对不同充填体强度下空巷围岩应力、塑性区宽度和巷道变形进行分析,确定了过空巷时的最佳充填体强度。研究结果表明:工作面空巷顶板所需支护阻力应大于4.5 MPa,合理的充填体强度为7.1 MPa。工业试验对比分析了木垛支护、锚杆(索)支护和高水材料充填3种方式,证明高水速凝材料充填支护效果最好,顶板未曾出现冒落现象,帮部也保持了稳定,能够保证综放工作面正常推进。     

综放沿空留巷技术在东峰煤矿应用研究

本文对综放沿空留巷岩层控制理论、围岩稳定性、巷道支护技术及其矿压显现规律进行系统研究,为沿空留巷在综放工作面的应用奠定基础,为综放工作面实现集约化高效生产开拓了新路。     

综放沿空留巷围岩控制技术分析

针对常村矿S2-6综放工作面的具体地质采矿条件和现有支护状况，分析了S2-6综放工作面沿空留巷的技术措施。在实测资料基础上，分析了综放沿空留巷围岩控制效果，得出的结论对综放沿空留巷推广应用具有指导意义。     

缓倾斜厚煤层综放工作面跨空巷开采技术与实践

为了防止红会四矿4701综放工作面跨空巷回采过程中出现空巷冒落、架前冒顶等事故,确保工作面回采过程支护及时到位。通过建立工作面正常推进及工作面渐近空巷时的支架力学模型,研究了支架在正常推进过程和渐近空巷时的受力状态。结果表明:工作面过空巷时支架工作阻力将增大,一般为正常周期来压的1.5~2.0倍;通过采用架设木垛和充填矿渣相结合的超前支护空巷方案,采取板梁垫底、工作面伪斜开采、加快推进速度、控制工作面过空巷段时的放煤量、带压擦顶移架等综合技术措施,能较好地控制空巷段围岩的变形,确保了综放工作面跨空巷的安全回采。     

复杂地质条件下综放工作面过空巷顶板控制研究与应用

在分析综放工作面过空巷时沿煤层底板与沿空巷底板推进技术难题的基础上,提出了采用强力锚索支护空巷、工作面周期来压控制、工作面调整的综合控制技术沿煤层底板推进方法,有效解决了211302综放工作面过空巷难题,为类似复杂地质条件下工作面过空巷开采提供技术借鉴。     

综放工作面过斜交空巷超前支护方案

针对9102综放面过空巷支架—围岩稳定性控制难题,运用现场实测、数值模拟及分析等研究方法,探析了空巷距采场不同距离条件下的围岩松动破坏状况,制定了空巷超前支护方案、端面煤岩体控制等措施。实践表明,实施空巷超前支护后,空巷顶帮位移量、端面冒顶片帮程度等均得到了有效控制,较好地保障了工作面过空巷时的支架—围岩稳定性,实现了安全高效生产。     

特厚煤层孤岛综放工作面沿空护巷煤柱宽度及控制技术研究

为了提高特厚煤层孤岛综放工作面沿空护巷煤柱及巷道围岩稳定性,以唐家会煤矿61102特厚煤层孤岛综放工作面为研究对象,采用理论分析、数值模拟与现场实测相结合的研究方法,对特厚煤层孤岛综放工作面沿空护巷煤柱合理尺寸及巷道支护方式进行了研究,结果表明：采用应力极限平衡理论和内应力场分布规律,以及有限元法对比不同煤柱宽度的塑性区及应力分布特征,确定出孤岛综放工作面沿空护巷煤柱宽度为21 m;采用锚网索+钢筋梯子梁+钢带的联合支护方式,可以有效减小沿空巷道围岩移近量,显著提高沿空巷道围岩的整体稳定性。研究结果可为类似地质生产条件下的矿井提供参考依据。     

浅埋综放工作面过空巷围岩变形规律数值模拟及方法研究

煤矿工作面开采普遍面临过空巷的技术难题，为研究浅埋综放工作面过空巷围岩变形规律，采用FLAC3D数值模拟的研究方法，研究了传统工作面调斜过空巷过程中围岩变形特征，同时提出一种综放面充填过大断面空巷方法，该方法以大断面空巷充填体为底板，通过仰采-平采-俯采三个过程完成工作面过空巷，避免了传统开采调斜、加强支护等难题，实现了工作面连续高效、安全开采。研究结果表明：调斜时在工作面距离空巷16 m时，空巷围岩逐渐受到影响，塑性区贯穿工作面与空巷之间煤柱，并发生破坏，而充填过空巷推进过程中仅在采场中部充填体及仰俯斜段煤体发生小规模破坏，塑性区发育面积较小，采场两端均未发生破坏，工作面调斜过空巷时超前应力最大达25 MPa，侧向应力最大达12 MPa；而充填过大断面空巷时受采动影响小，相比于工作面调斜过空巷超前应力峰值降低10 MPa，侧向应力峰值降低2.5 MPa，从围岩塑性区破坏及采场应力弱化角度证实了该方法的可行性。     

综放工作面过大断面空巷群的顶板控制技术

云岗矿12#层8633综放工作面推进过程中需通过7条影响正常生产的大断面空巷,为了防止工作面过空巷群期间出现空巷冒顶和压架等事故,云岗矿12#层8633综放工作面过空巷时采取工作面调斜、合理控制支架初撑力、不放顶煤、快速推进等综合技术措施,成功地控制了空巷围岩变形,保证工作面安全快速通过空巷。     

长综放工作面沿空留巷变形规律及控制技术研究

为研究长综放工作面回采时的巷道围岩变形规律,针对长综放工作面沿空留巷超前压力大、变形破坏明显等问题,采用理论分析、数值模拟及工业性实验的方法,对长综放工作面沿空留巷破坏特征与围岩应力分布进行分析,得出巷道应力分布以及变形规律,并对现有的支护方案进行优化.通过分析古城煤矿综放工作面沿空留巷围岩变形以及应力转移情况,提出顶板超前"一梁三柱"支护并补打顶锚索、煤帮补打短锚索的补强方案.应用结果表明,采用该方案后,巷道底鼓变形最大值为200 mm,煤帮鼓出量约为80mm,整体支护效果良好.     

残采综放工作面过空巷围岩变形规律及关键技术研究

残采工作面会面临多层位多角度空巷进行回采,给工作面安全回采带来技术难题。以山西某矿6212残采综放工作面为背景,利用数值模拟分析了残采工作面过顶煤斜交空巷、底煤斜交空巷和交叉点围岩变形规律。模拟结果表明:至少应距离空巷25 m进行空巷加固措施,沿顶掘进的空巷底板塑性区发育明显,交叉点围岩应力集中程度高,应加强支护和管理。针对现场空巷的空间位置,提出了密集支柱或木垛、锚网索、超高水材料注浆预充填等过空巷关键支护技术,保证了残采工作面的安全回采。     

综放工作面充填过连续空巷数值模拟与工程实践

以霍尔辛赫煤矿3306综放工作面充填过连续空巷为工程背景,采用数值模拟分析不同充填强度下,工作面过连续空巷期间围岩塑性区、应力状态和液压支架受力变化规律,并采用现场观测数据进行验证。研究结果表明,综放工作面过充填空巷期间,最危险时刻为揭露空巷,此时若充填体强度过低,将导致液压支架工作阻力骤增,安全阀频繁开启,片帮和端面冒漏多发,顶板台阶下沉显著;因过第1空巷期间将对第2空巷充填体和围岩造成扰动,综放工作面过连续空巷较过单一空巷更为危险,应提高充填体强度。     

综放工作面过不同层位空巷围岩变形破坏与控制技术研究

文章针对王庄煤矿6212综放工作面过9条不同层位空巷的情况,基于DDA软件,模拟分析了6212工作面过不同层位空巷时围岩变形破坏情况,并获取了不同层位空巷顶板下沉量演化曲线,揭示了综放工作面过不同层位空巷的变形破坏机理。而为了实现对不同层位空巷围岩的有效控制,采取了端头高水充填以及相应的加固措施,取得了良好的控制效果。     

屯兰矿18405综放面沿空留巷过断层支护技术

针对屯兰矿18405综放工作面沿空留巷过SF215正断层时围岩变形大、支护困难、易发生冒顶和片帮等问题,基于该矿地质条件和实际生产情况,提出超前注浆加固沿空留巷顶板围岩并结合"加密锚索+锚杆+铁丝网+工字钢+单体支柱"的联合支护方法.现场实测表明:采用本文所提支护方案进行支护后,断层附近沿空留巷围岩控制效果显著,确保了...     

综放孤岛工作面过应力集中带下部空巷实践

61115综放工作面为孤岛工作面且采面下方存在有废弃空巷，该空巷在采动压力作用下容易出现围岩失稳，采面在空巷上方推进时容易出现综放设备、工作人员陷入空巷内等问题。根据工作面现场情况，拟定采用空巷加固、采面调斜、空巷影响区不放煤等技术，制定采面过空巷安全措施；现场应用后，工作面在过下部空巷期间底板及综放设备始终保持稳定，采面耗时8 d顺利通过下部空巷影响区，应用取得显著成果。     

综放开采沿空留巷围岩变形特征

为研究综放开采沿空留巷围岩变形特征,以山西铺龙湾煤业有限公司4102综放工作面为工程背景,从理论层面分析了沿空留巷围岩大变形机理,发现4102综放工作面沿空留巷围岩发生大变形主要原因是基本顶关键块体断裂回转使留巷位置由低值应力区变为高值应力区,在此基础上采用FLAC3D软件对沿空留巷围岩应力分布规律及变形特征进行分析。结果表明在支护初期巷旁支护体垂直应力为1.5 MPa,巷道围岩水平位移极小,当基本顶发生断裂后,巷旁支护体垂直应力增加,最大达3.22 MPa,此时的变形速率也达到最大,随着上覆岩层触矸,巷道围岩垂直应力及两帮变形速率也逐渐稳定。     

高水材料充填过空巷技术研究

针对综放工作面前方空巷围岩破碎,影响工作面正常推进的问题,在对空巷顶板稳定性分析的基础上,决定采用高水材料对空巷进行充填,现场工程实践表明,采用充填法过空巷可有效维护空巷围岩的稳定性,保证工作面安全、快速通过空巷。     

综放工作面过空巷围岩稳定与控制研究

针对南阳坡矿综放工作面过空巷时面临的支护难题,建立“基本顶断裂在煤柱侧”空巷直接顶的力学模型,研究工作面距空巷距离减小过程中煤柱空间位置关系及载荷作用下空巷直接顶的受力状态,得出煤柱尺寸变化与空巷顶板应力分布规律,结合数值模拟分析工作面至空巷不同距离时空巷围岩状态变化,研究空巷围岩塑性区范围和位移量的变化规律,得出空巷受采动影响严重的距离范围,为南阳坡矿工作面过空巷的围岩控制技术提供理论依据。研究结果表明：工作面推进至40～30 m内煤柱和空巷顶板受采动影响较小,当推进至30～15 m内煤柱塑性破坏加剧,当工作面推进至10～5 m煤柱应力骤降失去承载能力,因此加强支护需超前工作面30 m完成;现场采取超前工作面30 m对空巷进行“锚索+网片+钢带”联合支护方式对空巷进行加强支护,取得良好的效果。