三软煤层沿空留巷顶板结构模型及合理支护研究

为了揭示三软煤层沿空留巷围岩变形机理,探索适用于三软煤层巷道围岩控制的新技术,通过切顶沿空留巷物理相似模拟实验,研究了不切顶普通支护、切顶高强支护和切顶普通支护3种条件下顶板岩层断裂演化过程,构建了三软煤层切顶留巷顶板结构力学模型,给出了支护阻力计算方法,在韩城矿区象山煤矿进行了现场工业性试验验证。研究表明:切顶技术切断了顶板的应力传递,巷内采用高强支护,使顶板形成稳定的“短悬臂-砌体梁”结构。现场监测结果显示,不切顶普通支护的留巷顶底板平均移近量1000~1200 mm,两帮平均移近量600~700 mm;切顶高强单体支护的留巷顶底板平均移近量200~300 mm,两帮平均移近量200~300 mm;切顶组合式支架支护的留巷顶底板平均移近量50~100 mm,两帮平均移近量100~200 mm。组合式支架高强支护能够较好地控制三软煤层沿空切顶留巷围岩变形,可实现留巷二次复用无返修。

大倾角三软煤层回采巷道围岩变形破坏特性研究

采用相似模拟方法进行不同应力条件下大倾角煤层回采巷道的围岩破坏特性研究,结果表明,随着顶压系数k的增加,顶底板逐渐出现离层、剪切、滑移直至冒落,0≤k≤2时,锚网索支护起到了良好的锚固作用。k>2.5时,锚网索支护逐渐失效,巷道两帮中部及顶板中部破坏明显;随着顶压系数的增加,顶底范围的巷道分维数增速较快,增量显著,两帮范围的分维数D在增量和增速方面比顶底较低,说明顶底受顶压的影响大于两帮。顶板锚杆锚索轴力大于两帮,左侧顶部、帮部应力大于右侧;顶压系数0≤k≤2时,测点位移量较小,断面收缩率较低,锚网索支护效果较好,顶底板的变形量大于两帮,左侧(留三角煤处)变形量大于右侧,顶板及两帮中部变形量最大。

保安煤矿褶曲构造影响区三软煤层巷道变形特征及支护优化

保安煤矿运输巷在褶曲构造影响区掘进时,随着围岩破碎程度增加,受构造应力发育等影响,出现原有架棚支护无法有效控制围岩变形的问题。在综合地应力测定、认识围岩破碎分布范围及原支护围岩变形特征基础上,提出采用留断面+锚杆(索)+围岩注浆+钢架棚方式进行支护。通过适当增大巷道断面,允许围岩出现一定变形,以便释放部分围岩应力;通过注浆改善围岩承载能力及稳定性,提升锚杆(索)与围岩耦合效果;采用架棚+单体支柱+金属网,给巷道表面围岩施加较大作用力,并与锚杆(索)、围岩共同配合,控制围岩变形。经工程应用,运输巷围岩变形问题得以较好解决,为构造影响区三软煤层巷道围岩支护提供借鉴。

三软煤层巷道过构造影响区围岩支护技术

文章以某矿21105运输巷过F31断层为工程背景,针对断层影响区因巷道围岩破碎、构造应力复杂等原因导致巷道围岩变形控制难度更大的问题,结合现场条件,构建以U型钢架棚支护为核心的围岩控制方案,并通过采用锚网索方式提高围岩稳定性、发挥围岩自稳能力。现场应用结果表明,21105运输巷支护完成围岩变形量在短时间内即趋于稳定,顶底板最大收敛量为66 mm,围岩变形不会影响采面后续生产。

三软煤层巷道过构造影响区围岩支护技术

围岩变形量大、支护难度高等问题是三软煤层巷道在地质构造影响区内面临的重大问题,也是矿井需要解决的现实问题。本文以21105运输巷过F31断层为例,对原支护方案(锚网索)运输巷围岩变形特征及存在问题进行分析,提出对断层影响区三软煤层的巷道支护技术方案。

三软煤层大采长、大采宽综采工作面贯通测量设计及贯通施测精度对矿山工程进度的影响研究

本文针对三软煤层大采长、大采宽综采工作面的贯通测量设计及其施测精度对矿山工程进度的影响进行了研究。首先介绍了研究背景和意义,指出了贯通测量对矿山工程进度控制的重要性。然后,详细描述了三软煤层大采长、大采宽综采工作面的概况,以及贯通测量设计的原理、方法和关键技术与流程。接着,对贯通施测精度进行了评价指标的提出,并分析了影响贯通施测精度的因素。同时,研究了贯通施测精度与矿山工程进度之间的关系,并提出了提高贯通施测精度的措施和误差计算的方法。最后,总结了研究结果并给出了未来的展望。

浅部三软煤层巷道锚杆支护参数对比及优化

针对五举煤矿三软煤层工作面回采巷道围岩变形量大、底鼓严重问题,根据矿井实际地质条件,通过工程类比分析对巷道支护参数进行初步设计,并应用数值模拟对锚杆(索)具体参数进一步确定,进而对深埋软岩巷道支护方案进行优化。优化参数为顶板锚杆与帮部锚杆预紧扭矩不小于300N·m,顶板锚索与帮部锚索张拉力不小于200 k N。现场应用结果表明,高强度锚杆(索)及其合理配套与布置对改善应力分布,巷道围岩变形控制效果显著。

三软煤层条件下工作面浅孔注水钻孔设置方式探索

针对告成煤矿三软煤层生产过程中,煤尘比较突出、劳动作业环境恶劣和容易诱发煤尘事故等问题,在23041综采工作面进行了工作面浅孔注水伪斜钻孔设置方法的试验和探索,并将该方法与现用的注水垂直钻孔设置方法进行了对比试验。实践证明,工作面浅孔注水伪斜钻孔设置方法可减少综采工作面生产过程中粉尘的产生量,对促进安全生产具有重要意义。

大倾角三软煤层条件下一次性采全高工作面支架选型研究

本研究专门针对大倾角三软煤层的开采问题,对这类煤层的地质属性进行了详尽的分析,并与工程地质勘查数据相结合,针对这类复杂情况,提出一种一次性开采全高度工作面的支架选择策略。首先,研究总结三软煤层基本性质及对支架设计影响;然后,以地质力学模型为基础,结合数值模拟技术对不同型号支架在此环境中的适用性进行讨论,通过力学性能测试证明所选支架安全可靠。最后确定支架设计方案,既保证了安全生产,也提高了开采效率。该研究对同类条件煤矿开采具有重要理论依据与技术支持。

三软煤层回采巷道锚网索联合支护技术研究

煤炭是我国主要的能源与原料,在国民经济发展中更为突出。但是,随着煤炭资源开采深度的增加,三软煤层巷道支护问题日益凸显,其为矿山安全生产的关键技术之一。针对此,本文基于梁北煤矿的具体地质条件,提出锚网索联合支护技术方案,并通过实际工程案例,探讨该技术在三软煤层巷道支护中的应用效果,为后续施工提供依据。

三软煤层综采工作面“三机”选型及支护设计应用

为了提高2112工作面煤炭回采率,针对工作面的工程地质条件,揭示了2112综采工作面煤层具有“三软”煤层特征,并提出适合“三软”及“鸡窝煤”的煤层回采工作面设计方案。进行工作面“三机”设备配套选型,以满足工作面生产需求,采取经验公式计算工作面支护参数,保障工作面高效回采。

三软煤层托顶煤巷道支护技术

针对一矿井井下巷道施工中遇到的工程技术难题,采用钻孔触探法在巷道施工现场对煤层及顶板岩体进行了强度测试,并以工程现场调查为基础,定义了技术难题,分析了三软煤层托顶煤巷道的变形特征。针对三软煤层巷道在截割过程中顶煤冒落的难题提出超前管棚加固的控制方法,并配套采用双层加固、强护表预紧力扩散和平顶U型棚加固的方法形成成套的围岩控制技术开展工业试验。实践结果表明,该技术在三软煤层托顶煤巷道中能够有效控制围岩变形破坏。

赵家寨煤矿三软煤层巷道智能化掘进系统研究

智能化掘进对煤矿企业安全、高效、稳定发展具有重要意义。根据赵家寨煤矿三软厚煤层实际生产条件,对三软煤层巷道掘进工艺进行简要介绍,并分析得到原有工艺下存在人工定位安全性低和以点代面(采用巷道某位置的围岩条件及应力环境)进行支护方案设计的工程现状。基于智能掘进技术的理论思想,设计了三软煤层巷道智能化掘进系统,包括控制系统、截割系统和支护系统。根据巷道设计参数及实际实时监测前方巷道围岩性质,并将监测数据上传智能巷道围岩智能控制系统(采用理论计算、数值分析等传统手段,实时确定掘进位置处围岩变形速度及最终变形量),确定合理巷道支护方式,实现三软煤层巷道掘进过程的安全、高效、合理、经济。

三软煤层综采工作面超前异型上架钢棚支护技术

针对嵩山矿2200工作面运输巷后期受采动影响剧烈,断面收缩非常明显,需多次翻修等问题,以嵩山矿2200工作面运输巷沿空留巷工程条件为背景,使用36U型钢棚替代Π型钢梁支护,再以打设锁梁锚索,在顶梁两侧各施工1根锚索(?21.6 mm×5.5 m),配合卡缆前盖进行加固顶梁,36U型钢棚支护配合锚索+锁梁锚索为主要研究点,通过现场典型工业性试验印证支护技术是否先进,支护参数是否合理,并可运用工业性试验的反馈信息进一步优化巷道支护参数,找到嵩山煤矿工作面超前段最优支护参数,以便全矿推广应用。研究减少了维修巷道工程量,减少了围岩松动圈的扩大,维修费用具体减少了385万元,减少了一个替棚茬口,为采煤工作面上、下三角区顶板的控制创造了条件。

多构造三软煤层回采巷道覆岩运动及控制分析

针对近距离多重滑动构造三软煤层回采巷道变形破坏严重支护困难的问题,采用相似模拟实验与现场调研监测相结合的研究方法,研究了多重滑动构造三软煤层回采巷道上覆岩层运动特征与回采过程中巷道围岩应力分布规律,提出了多重滑动构造三软煤层回采巷道基本支护方案。研究结果表明,在滑动构造影响下,上覆岩层随着工作面不断推进产生裂隙至裂隙叠加发展至不同岩体之间开始产生离层,随后呈台阶式下沉垮落;巷道顶板的初次来压步距为20 m,周期来压步距为15 m,顶板的最终破断形式为台阶式;巷道主应力为水平应力,应力集中出现在巷道的上下两帮,受滑动构造的影响,巷道围岩应力集中不均匀表现为上帮应力集中程度大于下帮;滑动构造影响下,巷道顶底板围岩破碎且围岩变形呈现明显的方向性,巷道上帮的变形量大于下帮;采用U型钢棚+锚索联合支护能够有效控制巷道围岩变形。

近距离三软煤层(17#煤层)开采关键技术研究

一直以来,三软煤层开采都是制约煤矿安全生产和高质量发展的重大难题。贵州盘江精煤股份有限公司火烧铺矿结合17#主采煤层这一典型的三软煤层实际,组织技术骨干进行开采关键技术攻关,并将形成的井巷施工工艺及支护技术、“三机”配套及安全高效回采工艺、工作面及两巷围岩控制技术等成果应用于综采工作面,真正实现了17#煤层安全、高效、经济开采,为我国三软煤层开采工艺技术革新提供了“贵州精煤”方案。

大倾角三软煤层智能化采煤工作面防飞矸安全回采技术

目前,采煤工作面防飞矸安全回采支护结构多为单层级,导致回采偏移值增加,因此,对大倾角三软煤层智能化采煤工作面防飞矸安全回采技术进行分析。根据实际需求及标准,简述工程概况,进行交接处理,后移转载机及液压回采支架设置,布设隔离墙,采用多阶的方式,提高实际回采处理效率,完成对多阶超前回采支护处理,采用对回护防飞矸加固方式实现回采目标。测试结果表明:针对选定的5个回采点进行测定,最终得出的回采偏移值均被控制在0.2m以内,说明该回采技术的针对性与稳定性较高,回采处理质量较高,误差可控,具有实际应用价值。

三软煤层巷道围岩“双壳”支护技术研究与应用

针对三软煤层巷道围岩变形破坏严重、传统支护技术难以控制巷道稳定的问题,以霍州煤电集团金能煤业有限公司1201掘进巷为工程背景,基于原支护方案下巷道围岩变形破坏特性,提出了“双壳”支护技术。对未支护、原支护、“双壳”支护技术分别进行数值模拟,得出“双壳”支护的优越性,同时现场应用效果良好,实现了对三软煤层巷道围岩变形破坏的有效控制。

三软煤层巷道掘进防漏的顶预防性注浆技术研究

某矿3130巷沿着13号煤层底板掘进,13号煤层为典型的三软煤层,顶板冒落及变形量大问题较为明显,特别是3130巷掘进至1 560~1 620 m范围内时,受区域褶曲构造影响顶板破碎、裂隙发育,巷道冒顶风险更为突出。因此,提出采用注浆方式对顶板进行超前加固的预防性措施,提高顶板稳定性及承载能力。依据3130巷围岩特点并结合以往注浆经验,提出使用管棚注浆方式加固顶板岩体,并具体设计超前注浆加固技术方案。现场应用后,巷道掘进期间顶板始终保持稳定,未出现冒顶、片帮等问题,同时巷道围岩变形量整体较小,围岩变形控制效果显著。

阳辿煤矿浅埋三软煤层首采面切眼支护实践

以阳辿煤矿三软煤层首采面开切眼为研究对象,运用数值模拟分析了不同锚杆支护参数对3#煤层浅部围岩的压应力场影响规律,并以此作为理论依据制定了有效的开切眼锚杆支护方案。经过理论分析、数值模拟以及工程试验等验证,表明所提锚杆支护方案使阳辿煤业三软煤层大断面切眼巷道围岩变形可控制,围岩变形较小,满足了正常的生产需求。