大柳塔煤矿沿空留巷柔模砼墙合理宽度研究及应用

针对浅埋煤层沿空留巷柔模砼墙留设宽度问题,以大柳塔煤矿52605工作面为工程背景,运用相似模拟试验、数值模拟和理论分析方法,研究大采高沿空留巷柔模砼墙合理宽度,构建柔模砼墙沿空留巷力学模型。研究结果表明:随着砼墙尺寸增加,在采场顶板回转下沉过程中柔模砼墙非对称变形现象更加明显;工作面回采阶段实体煤帮侧出现的应力集中与柔模砼墙尺寸无明显相关性;砼墙宽度为1.2m时,能够满足巷道支护强度,围岩变形较小,且巷肩处不会出现应力集中;在现场实测中,采用1.2 m宽的砼墙,顶底板最大变形量不超过287mm,砼墙最大变形量不超过120mm,回采巷道围岩位移量呈先增加后稳定的趋势。研究结论为较大采高工作面沿空留巷巷旁支护体宽度的确定提供理论参考。

大倾角中厚煤层柔模砼墙沿空留巷围岩控制技术研究

为解决坚硬顶板条件下大倾角中厚煤层综采工作面沿空留巷顶板不易垮落、矿压显现剧烈的难题,以绿水洞煤矿3121工作面沿空留巷为工程背景,提出了“预裂爆破切顶卸压+挡矸网防冲+柔模砼墙护巷+加强支护”围岩控制技术,确定了沿空留巷围岩支护参数。现场工业性实验表明,顶板采用预裂爆破切顶卸压方式,有效形成短臂梁结构,降低巷道采动压力;采用柔性挡矸网与柔模砼墙,能有效缓解矸石冲击力,与碎胀矸石共同提供较大支撑阻力;通过巷内加强支护和滞后区临时支护减少围岩破坏、提高巷道稳定。通过该围岩控制技术,获得较好的围岩控制效果,为类似工程地质条件下沿空留巷提供科学技术指导。

柔模砼墙沿空留巷围岩变形规律及控制技术研究

为解决柔模砼墙沿空留巷围岩变形破坏严重的难题,以大柳塔煤矿52605工作面为工程地质背景,对沿空巷道围岩结构演化特性作了研究分析,提出采用无机注浆加固、加强顶帮结构及提高巷内高阻支护等综合方式确保沿空留巷稳定性,并进行了现场试验。结果表明:引起留巷围岩破坏的关键是上覆顶板下位关键岩层形成“悬臂梁结构”而将压力传递至巷道上;采用无机注浆加固材料能够改善巷道四周煤岩体的应力环境,形成再造承载层结构,提高留巷整体承载能力;滞后工作面180 m后留巷变形趋于稳定,顶板下沉最大246 mm、两帮收缩量最大315 mm、底鼓最大275 mm,能够控制住留巷破坏。为类似工程地质条件下的柔模墙沿空留巷的实施提供科学的技术指导。

沿空留巷柔模砼墙不同参数承载特性研究

以国能神东煤炭集团有限责任公司大柳塔煤矿52606综采工作面为工程背景,建立顶板巷道的悬臂梁力学断裂模型,利用数值模拟分析了柔模砼墙不同参数下的承载特征。通过悬臂梁力学模型确定了顶板的挠度变化;通过数值分析软件分析了砼墙不同弹性模量、抗拉强度和粘聚力下的承载强度,并确定砼墙的粘聚力是影响承载能力的主要因素;现场对锚杆、锚索的应力进行监测,确定数值变化不大,巷道整体的稳定性较好。

柔模砼墙合理宽度设计及巷道围岩控制技术研究

以大柳塔煤矿52606工作面为工程背景,通过FLAC3D软件对不同宽度柔模砼墙的稳定性进行模拟,结果表明:柔模砼墙宽度的增加对巷道的维护起到很好的支撑作用,可以很好改善巷道内作业的环境,宽度越小,巷道围岩破坏越明显,围岩力学性能越弱,承载能力越低。砼墙宽度为1.2 m时,承载能力和范围扩大,巷道上方形成拱形应力圈,综合人员安全、施工时间、作业空间、经济支出等,1.2 m厚的砼墙更为实用和安全。

沿空留巷柔模砼墙快速成巷工艺在榆家梁煤矿的应用研究

针对沿空留巷现场施工过程中存在的柔模砼墙凝固时间不够、强度不足等问题,以榆家梁煤矿沿空留巷综采工作面为案例,采用矿压分析手段,横向对比了柔模砼墙成型和矿压显现的关系,分析认为沿空留巷柔模支护滞后工作面临时加强支护范围应不小于柔模成型期间工作面推进最大距离乘以相对安全系数。根据分析结果提出了“改性剂加快柔模成型+设备配套加快柔模浇筑”的方式,同时结合漏风问题的喷浆堵漏整改措施,于榆家梁煤矿52306工作面进行了试验研究,并对改进后的巷道进行了定期矿压观测,试验结果表明,“改性剂加快柔模成型+设备配套加快柔模浇筑”能够保证柔模墙体的强度达标,达到沿空留巷巷道所需墙体强度,实现沿空留巷快速成巷。

柔模砼墙合理宽度设计及巷道围岩控制技术研究

以大柳塔煤矿52606工作面为工程背景,通过FLAC3D模拟软件对不同宽度柔模砼墙的稳定性进行了模拟,结果表明,柔模砼墙宽度的增加对巷道的维护起到很好的支撑作用,可以很好地改善巷道内作业的环境,宽度越小,巷道围岩破坏越明显,围岩力学性能越弱,承载能力越低。砼墙宽度为1.2m时,承载能力和范围扩大,巷道上方形成拱形应力圈,综合考虑人员安全、施工时间、作业空间、经济支出等,认为大柳塔煤矿52606工作面采用1.2m厚的砼墙宽度,同时具备经济性和安全性。