王家岭煤矿12309工作面顶煤破碎特征及运移规律研究

为掌握12309工作面顶煤破碎特征及运移规律,采用理论分析+现场观测分析进行顶煤破碎特征的分析,根据顶煤破坏规律分析得出顶煤受力特征,基于现场测试得出顶煤破碎块度及冒落特征;通过数值模拟进行顶煤运移规律的分析,并在工作面回采期间进行顶煤活动规律的监测。结果表明,顶煤冒落块度基本在40 cm×30 cm×30 cm内,顶煤一般在支架顶梁后方及时垮落;顶煤放出7次后即进入稳定周期,顶煤的运移主要出现在超前工作面10~30 m内,工作面走向上顶煤运移可划分为4个区域。

3107面沿空留巷充填体参数优选及效果分析

为保障3107辅助进风巷留巷围岩的稳定,基于3107工作面的具体地质条件和沿空留巷的具体特征,结合高水充填材料的力学性能,采用FLAC3D数值模拟软件进行高水材料巷旁充填体合理水灰比和合理宽度的模拟分析,基于模拟结果确定巷旁充填体材料合理水灰比为1.5:1,合理宽度为2.0 m,设计充填体支护参数并对留巷效果进行监测。结果表明:沿空留巷在设计支护方案下,留巷和二次回采阶段围岩变形量均满足使用要求,锚杆受力状态正常,保障了留巷围岩的稳定。

采空区埋管法治理瓦斯在马家田煤矿11023工作面的应用

为了保障上隅角瓦斯不超限,马家田煤矿11023工作面采用双埋管法治理采空区瓦斯。通过研究采空区内瓦斯分布规律以及瓦斯管纯流量与抽放负压关系,确定了在筛管距工作面25 m时开始抽放,管路抽放负压为16~19 kPa。结果表明:埋管法治理马家田煤矿11023工作面采空区瓦斯是有效的。

聚氨酯材料喷涂在煤矿井下巷道中的应用研究

为了防止王坡煤矿3306运输顺槽巷道风化、金属构件锈蚀,采用了聚氨酯材料快速喷浆工艺对巷道进行喷浆堵漏风防护。结果表明:施工区域表面平整、美观;在巷道发生385 mm变形时喷浆层未开裂;施工区域两端瓦斯监测点长期监测结果基本一致,施工区域密闭效果明显;同等工程量时,聚氨酯材料快速喷浆工艺用工量约是混凝土喷浆用工量的1/20,运输量是混凝土喷浆材料运输量的1/42.5,大大节减了材料和人力。

平山煤业切顶卸压沿空留巷技术应用研究

为解决平山煤业采掘接替紧张、回采率低等问题,提出在31017回风巷采用沿空留巷技术,通过实地勘察、数值计算、理论分析、矿压监测等手段,设计以“切、补、护、支”为核心的沿空留巷技术方案。留巷稳定后,巷道表面变形量在合理可控范围内,围岩整体稳定,并为矿井提高约9 853.2万元的收益,取得了良好的安全、经济效益。该方案可供平山煤业后续工作的生产、设计提供可靠参考。

瓦斯抽采半径及合理布孔间距测定

马家田煤矿21064工作面采用顺层钻孔抽采瓦斯作为区域防突措施。为了给瓦斯抽采钻孔的布置提供理论依据,需要确定瓦斯抽采半径以及合理的布孔间距。布孔间距是由瓦斯抽采钻孔有效半径决定的,采用压降法和示踪气体法测试抽采影响半径,采用压降法和流量法计算有效抽采半径。现场3组抽采观测孔连续采集50 d的钻孔瓦斯抽采参数,绘制了参数随时间变化曲线,分析得出了瓦斯抽采影响半径与预抽时间的关系公式,确定出抽采极限影响半径为5.4 m。M6煤层回采工作面抽采达标时瓦斯预抽率应不小于37.5%,分析瓦斯抽采流量规律得出M6煤层瓦斯抽采有效半径公式。对应不同预抽期,计算出M6煤层顺层预抽钻孔的理论最大孔间距分别为1.06、1.56、1.82、1.94、2.00 m,对应合理布孔间距分别取1.0、1.5、1.8、1.9、2.0 m。

清城煤矿15107厚煤层工作面巷道围岩破坏规律及支护优化研究

为保障15107工作面运输巷围岩的稳定,通过分析巷道原有支护下围岩变形及离层情况,结合巷道原有支护参数及巷道围岩特征,确定优化锚杆、锚索长度,增大锚索布置密度。结合矿井工程实践经验及相关理论,优化后顶板锚杆长度为2.8 m,锚索长度为7.0 m,锚索采用“三·四”布置,结合巷道特征对支护优化方案进行具体设计,并对支护优化方案实施后的围岩变形情况进行分析。结果表明:支护优化方案实施后,巷道掘进期间顶板下沉量和两帮移近量的最大值分别为19 mm和17 mm,保障了围岩的稳定。

采煤工作面过陷落柱深孔预裂爆破技术的应用研究

新元煤矿3405工作面推采过程中遇到坚硬陷落柱,设计研发了新型PVC组合式扩裂弹体和铝合金管装药器,利用LS-DYNA显示动力分析程序对不同药包半径的爆破效果进行了模拟研究,并结合现场条件设计了深孔爆破具体参数。现场试验结果表明,3405工作面通过坚硬陷落柱时,截齿的平均消耗量降低了76.3%,工作面的推进速度提升了24.1%,应用效果良好,为今后的类似工程提供了参考。

瓦斯抽采半径测定与工程应用

为了治理工作面瓦斯,需要对煤层进行钻孔抽放或抽采利用,从而降低瓦斯煤层瓦斯含量,消除突出危险。工作面顺层钻孔作为常用的本煤层瓦斯治理手段被广泛应用,确定合理的布孔间距可以降低瓦斯治理成本。本次测试采用压力指标法及流量法对试验钻孔的瓦斯数据进行分析,得到了瓦斯影响半径、瓦斯有效半径随时间变化的函数关系,确定了该工作面合理的布孔间距和经济的抽采时间,并用于指导现场实施。通过对工作面一段时间抽采,预抽煤层瓦斯效果检验达标,现场应用结果与试验结果相符,证明钻孔有效半径的测定对本矿瓦斯治理工作有指导意义。

高瓦斯矿采煤工作面通风方式优化设计

在煤矿井开采生产作业中,保证通风系统的正常高效运转是非常重要的一项工作,同时实现回采面瓦斯的综合治理,保证矿井开采作业的顺利和安全。本文对高瓦斯矿井采煤工作面通风方式优化设计进行了详细论述。根据工程实际情况,通过对不同通风系统作业原理和不同通风条件下的上隅角瓦斯聚集情况进行了分析,进而制定出适用于王坡矿3215工作面的通风地方,进一步提高矿井开采作业的安全程度。

王坡煤矿紧急避险系统的构建

针对王坡煤矿可能发生的突发灾害,积极建设紧急避险系统,包括为入井人员提供自救器、建设井下紧急避险设施、科学制定应急预案、合理设置避灾路线等,保障了井下工作人员生命安全。

三软煤层顺层长钻孔成孔规律考察

马家田煤矿M6煤层为三软煤层,坚固性系数仅有0.2。针对在松软煤层内施工顺层抽采钻孔因塌孔导致抽采量下降的问题,在二采区M6煤层21064工作面回风巷安装3台钻机施工,在各施工点各选择2~3个下向顺层长钻孔进行考察,在钻进过程中通过钻屑法测定20164回风巷巷道"三带"分布规律,打钻完成后观察钻孔孔口成孔良好;在钻孔封孔前利用筛管封孔作为探杆进行通孔试验,推测易塌孔范围主要发生在孔深5~20 m范围;封孔后接管抽采采集数据并分析,确定全程下套管比仅下套管30 m钻孔的瓦斯抽采参数更优。由考察结果分析可知,采用全程下套管施工的工作面顺层长钻孔预抽技术在21064工作面可以实施。

采空区公寓楼建筑地基设计及施工技术

山西天地王坡煤业有限公司在采空区地面上建一栋公寓楼,需对该采空区先行治理。计算需治理的采空区范围、采空区空洞体积与注浆量,合理安排注浆孔,采用全充填胶结压力注浆法施工治理采空区。使用注浆系统将水泥粉煤灰浆注入采空区及其上覆岩体裂隙中,使岩层裂隙带被浆液固化胶结,形成人造结石体使上覆岩层得到支撑,确保公寓楼地基能有效地承受其建成使用后产生的动荷载及静荷载,不产生影响公寓楼正常使用的变形和破坏。