断层防水煤柱侧工作面“采帮钻孔+断顶卸压”防冲研究

大直径钻孔卸压是冲击地压煤层常用的卸压手段,但在断层附近施工大直径钻孔可能会出现断层导水或无法施工至设计孔深等问题,而断顶爆破卸压可以作为一种补充卸压措施。以某矿采煤工作面为工程背景,分析了煤柱应力特征,模拟研究了不同方案卸压效果,针对具体工况设计了卸压方案,并进行了现场应用。研究结果表明,受回采影响,靠近工作面采空区一侧的煤柱应力集中程度较高;对比分析了“采帮钻孔+断顶卸压”与“两帮钻孔卸压”效果,发现采用“采帮钻孔+断顶卸压”方案后煤柱应力降低较明显;将该方案进行了现场应用,工作面回采期间煤柱侧未发生应力预警,保证了工作面的安全回采。

采煤工作面破碎顶板控制技术应用分析

针对采煤工作面破碎顶板的控制问题,对相关技术的应用进行了深入分析,探讨了当前煤矿工作面破碎顶板的现状,然后介绍了破碎顶板控制技术的研究背景。通过综合考虑煤矿安全、效率和成本等方面的需求后,制定了一系列改进措施,旨在改善破碎顶板控制的现状,并通过系统的综述,总结了不同技术和措施的优缺点,为煤矿的安全生产提供了一些建议。

巷道掘进横穿小断层构造带顶板支护优化研究

本文以曹家滩煤矿20322工作面掘巷工序为工程研究背景,通过现场调研监测了巷道横穿小断层地质构造带时发生冒顶来压事故前后的顶板变形破坏规律,并在此基础上通过数值仿真的方法研究了顶板强度值和刚度值对于顶板垮冒的影响特征。通过采取3根锚索和钢筋组合圈梁支护系统来对顶板进行控制,并对顶板内两侧锚索角度进行调整,通过桁架连接器构成锚索桁架系统来提升顶板内煤岩体的强度值和刚度值。结合现场实际地质条件,通过理论计算确定了顶板优化后的支护方案,现场应用后巷道掘进过小断层构造带期间顶板整体性较好且下沉变形控制效果显著。该技术为后续工作面安全高效回采奠定了基础。

采煤工作面破碎顶板控制技术

旨在研究采煤工作面破碎顶板的控制技术,以提高矿山安全和生产效率。分析了破碎顶板的成因以及工作面顶板控制的影响因素,探讨了如何有效地应对顶板破碎这一问题。研究结果表明,科学合理的破碎顶板控制技术能够显著降低事故风险,提高采煤工作面的稳定性和效率,对矿山生产具有重要意义。

近距离煤层采空区下巷道支护技术研究

3号煤层32501综采工作面位于2号煤层采空区下方4.3~7.9 m位置,采面回采巷道受上覆采空区影响,导致围岩变形控制难度较大.采用理论方法计算2号煤层回采后底板最大破坏深度,分析2号煤层回采会破碎3号煤层顶板完整性,导致顶板破碎,给采面回采巷道围岩控制带来制约.结合3号煤层埋深较浅、地应力显现不明显且回采区地质构造简单特点,提出采用锚网索方式支护围岩,顶板通过高强锚杆+短锚索支护,巷帮帮肩采用高强长锚杆补强、避免巷帮片帮,辅助采用金属网、W钢带提高护表强度.现场应用后,32501综采工作面围岩变形量在较小范围内,实现了近距离煤层采空区下破碎顶板回采巷道围岩变形有效控制.

近距离下部煤层采面回撤通道支护技术应用

正中煤业021005综采工作面采用预掘回撤通道方式提高采面设备回撤效率,受上覆煤层采动及采空区煤柱等影响,回撤通道顶板裂隙发育、控制难度大;同时在采面末来采动压力作用下回撤通道变形量及控制难度进一步增大。结合021005工作面现场情况,提出采用锚网索+顶板注浆+垛式支架补强方式控制回撤通道围岩,并具体给出回撤通道围岩支护参数。现场应用后,回撤通道内垛式支架工作阻力增加幅度较小,始终在额定工作阻力范围内;回撤通道顶板、巷帮变形量最大分别为26.9 mm、34.2 mm,支护完成后的回撤通道可满足采面设备高效回撤需要。

厚煤层破碎煤体水力压裂切顶卸压护巷关键技术研究

针对厚煤层破碎煤体生产过程中顺槽动压显现和大变形、支护困难等问题,采用理论分析、数值模拟、现场工程实践相结合的方法,对开滦矿区某矿5.9 m厚煤层破碎煤体巷道大变形大结构顶板弱化卸压转移围岩应力研究,提出厚煤层破碎煤体水力压裂切顶卸压护巷关键技术,研究表明:厚煤层最大垂直应力及塑性区分布与切顶措施有着直接的联系,切顶后并未形成明显的应力集中区,最大垂直应力由最大时32 MPa降为最低时17.5 MPa,平均切顶后相对未切顶卸压了20%,切顶后巷道两帮位移量变化不显著,但顶底板位移量降幅达到60%。

破碎顶板条件下煤矸的智能识别研究

基于煤矸智能分选的关键——煤矸图像的在线准确快速识别,以实际生产状态下采集的煤矸图像为训练与测试样本,围绕着老石旦煤矿展开研究,并通过对破碎顶板下的煤矸进行视频和音频方面的智能化识别,阐述其具体操作并分析其意义,对该煤矿在开采环节当中所运用的技术加以优化和改进。

破碎顶板注浆锚索支护及应用效果

基于长春兴煤矿602回风顺槽掘进期间受集中应力影响,导致巷道顶板破碎严重,顶板锚杆(索)支护质量差、支护难度大等技术难题,根据原巷道支护现状分析了原支护主要存在的技术难题,提出了“注浆锚索”支护技术,通过实际应用效果来看,破碎顶板采取注浆锚索支护后,减少了支护数量,降低了支护期间顶板蠕动变形现象,顶板下沉量控制在0.20m以下,取得了显著应用成效。

多煤层开采破断顶板群结构发育扩展规律研究

针对高家梁煤矿多煤层开采时下煤层工作面矿压显现剧烈、易出现压架等问题,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,对多煤层开采顶板破断演化规律及强矿压形成机理展开研究,以修正的Hoek-Brown准则作为采动岩体强度准则,模拟多煤层开采覆岩破断扩展演化过程。研究结果表明:由于回采煤层数量增多致使覆岩弯曲下沉带岩层逐渐演变为断裂带,最终导致破断顶板向上发育扩展,形成破断顶板群结构,破断顶板群结构高度分别为23、49、78、112 m;煤层采高和层间距对顶板群破断结构高度的影响明显,但层间距超过35 m时覆岩破断高度保持稳定;当开采多煤层时,破断顶板群结构压力传递至下煤层,使下煤层工作面部分区域出现强矿压显现现象。研究结果揭示了坚硬岩层条件下多煤层开采破断顶板群结构扩展规律及下煤层强矿压形成原理,对工作面布置和强矿压防治具有一定的指导意义。

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。

综采工作面端面破碎顶板联合支护技术应用

以阜生煤矿1208工作面为工程实例,从地质构造、煤层赋存、回采工艺等几方面着重分析了工作面端面顶板破碎、冒漏机理,根据实际回采现状,拟定采用“注浆+超前管棚+梯形梁棚”联合支护技术。采用该支护技术后,有效控制了工作面顶板破碎、垮落现象,应用取得了显著成效。

深部软弱破碎复合顶板煤巷稳定控制技术

针对深部软弱破碎复合顶板矩形断面煤巷易冒顶、大变形、难支护等特点,基于锚杆和锚索支护理论,提出了兼具组合梁和组合拱承载效应的梁-拱锚固承载结构,分析了梁-拱锚固结构的几何特征,揭示了不同锚固参数条件下梁-拱锚固结构的形成过程及演化规律,反映了不同支护形式下煤巷顶板的锚固结构效应。采用FLAC^(3D)模拟研究了4种支护技术方案条件下深部软弱破碎复合顶板煤巷围岩位移与塑性区损伤扩展演化规律,揭示了不同支护技术方案对矩形断面煤巷围岩的控制效果,验证了采用基于梁-拱锚固结构的深部软弱破碎复合顶板矩形断面煤巷支护技术方案的合理性,并进行了井下工业性试验。监测结果表明,采用"梁-拱锚固结构"支护技术方案有效地控制了深部软弱破碎复合顶板煤巷离层与大变形,维持了深部软弱破碎复合顶板煤巷围岩与支护结构的稳定及安全。

上提综采面破碎顶板片帮冒顶分析与控制技术研究

片帮冒顶是制约综采工作面安全高效开采的主要因素之一。为了控制上提综采面片帮冒顶,研究了工作面片帮冒顶的机理,分析了煤壁片帮、冒顶的主要因素,包括地质构造影响、顶板破碎、邻近工作面采动影响、矿压因素等;运用FLAC3D软件,通过数值方法,分析了邻近工作面开采对上提面的影响,结果表明,由于受邻近面采动影响,工作面发生片帮冒顶的几率较大。在以上研究的基础上,提出了采用注射马丽散加固煤帮控制片帮冒顶方案。方案实施后,有效地控制了端面冒顶和大面积片帮,使该工作面转向正规循环作业。

禾二矿浅埋破碎顶板切顶成巷试验研究

针对浅埋薄煤层沿空留巷在工作面回采后垮落带内顶板不易垮落、沿空巷道动压显现剧烈的关键问题,通过关键理论分析、数值模拟、现场工程地质条件分析等手段,对浅埋深、薄煤层、破碎顶板条件下的切顶成巷技术开展研究,并在该条件下的禾草沟二号煤矿1105工作面回风顺槽进行现场应用。通过数值模拟,对比分析了切顶不充分和切顶充分时沿空巷道围岩应力分布及巷道围岩位移,结果表明：切顶充分时,采空区顶板对沿空巷道顶板动压影响大大减弱,巷道围岩变形较小,能够保证留巷效果。根据禾草沟二号煤矿浅埋、破碎顶板开采顶板运动模式和矿压显现特征,确定了切缝角度和恒阻锚索支护等关键参数,为浅埋、破碎顶板切顶卸压自动成巷的成功应用奠定基础,提出了切顶卸压自动成巷的预裂爆破参数设计、自动成巷支护技术;通过对禾草沟二号煤矿1105工作面回风顺槽留巷的工程地质条件分析,运用切顶成巷技术原理进行了留巷设计,并应用到现场,取得较好的应用效果。

分岔合并下伏煤层破碎顶板超前注浆加固技术

分岔合并下伏煤层分层开采中,上覆煤层的采动对底板有一定的破坏影响范围,导致下层煤工作面顶板破碎,严重影响下伏煤层的正常回采。针对淮北矿业(集团)有限责任公司许疃矿71煤与72煤分岔合并现象,通过理论分析和数值模拟分析了7118工作面采动影响下底板破坏深度的范围;通过室内力学试验确定了最佳浆液水灰比为1∶1,水泥-水玻璃体积比为1∶0.4～1∶0.6之间;设计了7225工作面顶板注浆参数和注浆孔布置;通过数值模拟、相似模拟综合分析了预注浆加固效果,注浆后煤壁及顶板稳定性明显增强,顶板控制效果明显。

综采工作面大倾角破碎顶板片帮冒顶防治技术

梧桐庄矿311综采工作面煤层顶板破碎、开采煤层倾角达到20~30,°工作面煤壁片帮严重、冒顶事故频繁。通过采取化学注浆加固煤岩体技术,提高了煤岩体稳定性,消除了因工作面煤壁片帮引起的顶板事故,保证了工作面顺利回采。

碎裂厚煤顶桁架锚索主动支护技术及其现场应用

针对庞庞塔煤矿断面达7.8 m的留顶煤切眼的支护难题,采用桁架锚索支护系统对综放切眼进行支护。通过实验室理论分析和相似条件下的工程类比法,确定了桁架锚索主动支护系统的锚索长度、锚索角度、孔口帮距等主要支护参数,最终确定了合理的支护设计方案。该支护方案在庞庞塔10101综放工作面试验取得成功,为相似地质条件下的厚层破碎煤层开采提供了借鉴经验。

薄煤层破碎顶板综采工作面“拖管”式充填试验研究

针对黄河北薄煤层、薄基岩、厚冲积层、顶板破碎、吨煤利润低、地表建筑物密集、全部跨落采煤地表下沉大等问题,在对综采架后自压式矸石充填、(似)膏体充填和(超)高水充填及高位离层注浆充填对比分析的基础上,提出了综采架后垮落带"拖管"充填的概念。结合赵官煤矿1703综采工作面开采技术条件,相似材料模拟试验和原生矸石、淋浆矸石压实度仿真试验,提出了"冒落"矸石压实分区和残余碎胀系数概念和"拖管"式充填时间-空间模型及工艺系统,并在该工作面试验成功。结果表明:薄煤层、破碎顶板、缓仰斜工作面,在不改造支架、不需堵漏的情况下进行垮落带"拖管"式充填是可行的;根据采-充量预计地表下沉系数为0.4,地表最大下沉量为50 cm。

破碎围岩巷道“短锚+轻架”支护技术研究

针对松散煤层、破碎顶板回采巷道易冒落、难支护等特点,提出了一种主动支护与被动支护相结合的联合支护方式,即"短锚+轻架"组合支护结构。该结构最显著的特点是充分挖掘各种支护材料之间、支护材料与破碎煤岩之间的"相互增强"作用。该支护技术在淮北矿业股份有限公司杨庄煤矿4513工作面回采巷道得到了很好应用,取得了显著效果。