邻空动压回采巷道围岩稳定性控制技术研究

针对小纪汗煤矿11213工作面剩余段回采中邻空巷道动压显现强烈、围岩难以支护的难题,研究了邻空综采工作面采场矿压分布规律,通过分析相似矿井动压巷道治理案例,提出了支承压力叠加区概念及动压巷道“卸-支”围岩控制体系。该体系的关键技术主要包括提前释放动压区集中应力的钻孔卸压技术、加固巷道顶板的高预紧力桁架锚索支护技术和特殊地段的补强加固措施等。结合小纪汗煤矿已有支护经验和具体采矿地质条件,设计了11213综采面回采巷道动压防控支护方案,为邻空动压巷道围岩稳定及11213工作面剩余煤体的安全回采提供保障。     

露井协调开采边坡稳定性监测

基于露井联采井工开采对露天边坡变形的显著特征及矿压控制原理,分析了边坡的变形机理,建立了边坡稳定性监测的基本方法,通过监测体现露井联采边坡矿压显现指标,包括边坡地表位移,岩体深部变形以及边坡应力,分析了井工开采对边坡稳定性的影响。安家岭二矿的边坡实测表明,井工开采对边坡稳定性影响较大,回采一定距离后,边坡平台出现破断及滑动,具体表现为:边坡地表及深部位移显示+1 379 mm平台处出现裂缝,使裂缝左右岩体分别向不同方向移动,地表位移为91.33 mm,深部位移为88.36 mm,平台出现裂缝前最大积聚应力为828 k N。研究结果为深入研究边坡变形与控制的基础理论提供了依据,为露井联采工程设计提供了明确的理论指导。     

倾斜特厚煤层综放沿空掘巷围岩稳定性研究

为提升矿井采掘接续能力、实现煤炭资源的精采细采,改变以往留设大煤柱导致回采率低的现状,以石槽村煤矿211203工作面回风巷为工程背景,在研究综采工作面采动矿压显现规律基础上,对比分析了巷道3种布置方式的优缺点,提出上覆岩层协同控制系统,分析窄煤柱沿空巷道围岩结构体系各组成元素对上覆岩层的协同控制作用,给出了沿空掘巷围岩控制方法,具体优化方法为：①确定窄煤柱合理留设宽度使新掘巷道处于最佳应力环境以确保煤柱稳定性;②应用钻孔卸压技术、“三高”锚杆(索)支护技术增强巷道围岩自身承载能力。结合现有支护经验和具体地质条件,设计了211203综采工作面回采巷道围岩变形控制具体支护方案,重点控制煤柱三角区域、肩窝、底角等薄弱部位的稳定。应用表明现场支护效果较好,能满足巷道使用要求。

     

近距离煤层充填上行开采临界充实率设计

对比分析传统垮落上行开采和充填上行开采覆岩移动机理,发现传统垮落上行开采一定层间距的煤层群将导致上位煤岩层结构破坏而无法正常回采,但一定充实率保障条件的充填上行开采可降低上位煤层的破坏程度。采用叠合梁极限破断理论与塑性区发育高度分析合理的充实率,提出充填上行开采可行性条件,得到充填上行开采的临界充实率。结果表明:对于木瓜矿地质条件,上位煤层(9~#煤)不发生破断时,下位煤层(10~#煤)充填开采的临界充实率为82.1%;下位煤层(10~#煤)开采时塑性区发育高度达到上位煤层(9~#煤)时,下位煤层(10~#煤)充填开采的临界充实率为70.4%,即木瓜矿实施充填上行开采9#煤层的临界充实率为82.1%。