松软厚煤层超高巷道围岩失稳因素分析与控制技术

安阳主焦煤矿2301综放工作面回风巷沿煤层顶板布置,但在回采过程中,存在上端头三角煤损失和巷道底板煤层无法回收问题。为此,提出了回风巷超前底煤回收工艺,但面临着超前超高回采巷道围岩控制问题。支承压力高、煤体软弱、巷道超高和超前架反复支撑等因素导致超高巷道变形严重;结合回收底煤工艺和巷道变形破坏特征,提出了主被动联合支护、强化巷帮支护的控制策略和强力锚网索+超前超高液压支架联合支护方法。采用离散元数值模拟方法,分析了不同支承压力下巷道围岩塑性区、位移和应力场分布特征,验证了支护方案的合理性。现场工业性试验表明,补打锚杆、强化超前支架护帮等措施,能够有效控制巷道片帮现象。采用超高巷道围岩控制方法可多回收煤炭资源2.44万t,直接经济效益2.19亿元,具有较强的技术经济前景。

松软煤层工作面片帮分析及防治技术研究

以5102采煤工作面为研究对象,对煤壁片帮的内在及外在因素展开了详细的分析,并制定了一系列防治措施,以增强松软煤壁自身的承载能力和降低顶板下沉对煤壁的影响。通过“超前大范围注水+局部注浆”的方式可以提高松软煤体的强度,采用ZF 2600/17/26型液压支架不仅能够增强顶板管理效果,还能够减少顶板下沉量,给煤壁提供一定的支护作用力。工程应用后,5102采煤工作面后续回采期间片帮发生率明显降低,实现了松软煤层片帮的有效防治。

车古211井抗高温防塌钻井液技术

车古211井是重点评价井,完钻井深5054.3m。车古区块地质结构复杂,地层发育超温,井底温度达180℃,勘探过程中复杂情况不断发生,车古区块一度成为勘探开发的禁区。通过优选复合盐防塌钻井液体系和抗高温无固相钻井液体系,配合现场钻井液维护处理工艺,保证了工程的顺利进行,钻井过程中井壁稳定,完井作业顺利,为该区块的进一步勘探开发提供了宝贵的技术参数和施工经验。

某矿松软煤层工作面片帮分析及防治技术

为了减低回采工作面煤壁片帮发生的可能与频率,运用理论分析、理论推导以及现场实践等方法,分析了松软煤层工作面发生片帮的机理,并提出科学合理的片帮防治技术。推导得出在开采煤层松软条件下,煤壁主要发生剪切片帮。综合多方因素,提出了煤壁注浆加固的片帮治理技术。在现场实践中,证明了该技术能够有效降低片帮发生的频次,为工作面开采过程中的片帮治理提供一定的借鉴作用。

赵庄矿软煤层大采高煤壁片帮主要影响因素研究

针对赵庄矿复杂地质条件下软煤层大采高工作面煤壁片帮严重的问题,通过对比3个盘区不同工作面煤壁片帮情况,对片帮机理和影响煤壁片帮的主要因素进行综合分析。找到工作面煤壁片帮的主要自然因素为3#煤层松软,节理裂隙发育,加之地质构造复杂,受岩层产状影响工作面倾斜仰采区域较多。支架初撑力、采高和工作面推进速度是影响工作面煤壁片帮的主要生产技术因素。对上述原因,提出了相关改进措施,确保了煤矿安全生产。

松软突出煤层钻孔护壁力学作用机理分析

为了解决松软突出煤层钻进问题,提高钻进深度,为了有效阻止松软煤层抽采钻孔塌孔的情况,在讨论了不同钻孔护壁方法的技术原理的基础上,结合弹塑性"围岩-支护"理论,建立钻孔护壁力学模型,采用数值分析的方法,分析钻孔在不同内压条件下,钻孔周围煤体应力、变形量变化规律。研究结果表明,伴随孔壁内压增大,钻孔变形量呈减小趋势,最大主应力σ1峰值位置左移,塑性松动区呈缩小趋势;次主应力σ3对应曲线整体上移,钻孔周边的应力集中现象有增长趋势。通过钻孔护壁力学作用机理分析,应用钻孔护壁技术,可有效减小或阻止钻孔变形,预防塌孔,保证钻孔的最大排渣空间,有利于施工较深的瓦斯抽采钻孔。

煤层深孔动压注水技术在三软煤层综放面的应用

介绍了煤层深孔动压注水技术注水技术原理以及在防止煤巷片邦冒顶、防治瓦斯及降低煤尘方面的作用,详细介绍了动压注水工艺及其技术参数的确定。

三软煤层综采工作面煤壁加固技术

利用聚氨脂等锚固剂加木锚杆 ,对三软煤层煤壁进行超前加固 ,有效地控制了综采工作面的煤壁片冒问题 ,加快了综采推进度 。

新型中空注浆锚杆在软煤岩巷道支护中的应用

软煤岩巷道的变形控制与巷道维护是世界矿业的难题之一。郭二庄矿成功试验了新型中空注浆锚索,有效地控制了软煤巷道变形,节约了支护材料,大幅度减少巷道返修率,技术经济效益显著,为软煤岩巷道支护技术积累了经验。

三软煤层采场围岩控制原则与实践

为解决三软煤层采场开采的顶板破碎、煤壁片帮、支架扎底等围岩控制难题,在对黑沟煤矿围岩物理力学试验与底板比压测试的基础上,采用理论分析、数值模拟、现场实测等研究方法,对该矿三软煤层采场围岩控制技术进行研究,提出了三软煤层采场围岩控制的三原则,即"顶板、煤壁、底板"综合控制原则,并对工作面支架进行了选型设计与设备配套的生产实践。现场实测结果表明,采场支架工作阻力不大,其中92号支架工作阻力超过3 000 k N比例最大,也仅为0.29%,且煤壁片帮深度范围有明显降低,支架无扎底现象,围岩控制效果较好。

大断面松软煤帮巷道稳定性分析及控制研究

为了研究大断面高帮巷道的破坏机理,并有效保证大断面高帮巷道的整体稳定,以赵庄煤矿53101巷道为工程背景,使用FLAC3D数值模拟软件,对不同埋深和侧压系数情况下巷道顶板、两帮的垂直应力以及巷道围岩塑性区分布情况进行研究。针对53101巷道断面大、煤帮松软的特点,结合数值模拟得出的分析规律,提出巷道顶板全锚索支护、两帮锚网索支护的支护方案。支护后的现场监测数据表明,该支护方案有效地控制了巷道的片帮和冒顶破坏,对巷道的整体稳定起到了良好的控制作用。

松软煤层瓦斯抽采钻孔不提钻下入筛管技术

针对在松软煤层中成孔后孔壁易坍塌,造成瓦斯抽采通道堵塞的问题,通过分析钻孔的护壁方法,提出将不提钻筛管下入技术应用于松软煤层瓦斯抽采钻孔护壁中,并研制出配套的钻头、钻杆、孔底悬挂装置等设备,对PVC筛管的结构进行了设计,最后通过井下工业性试验,证明在松软煤层瓦斯抽采钻孔护壁中应用不提钻筛管下入技术工艺先进和技术可靠,与提钻后裸孔下筛管相比,该技术可以缩短钻孔下筛管时间,提高钻孔筛管下入率和抽采效果.

“三软”中厚煤层沿空留巷巷旁支护技术研究

根据现场3117综采工作面机巷的实际情况,提出了采用现浇混凝土墙作为巷旁充填支护技术,确定了现浇混凝土墙作为巷旁充填支护的技术参数。采用现浇混凝土墙作为巷旁充填支护技术效果较好,沿空留巷顶板变形量较小,从而有利于煤层的安全高效回采。

三软煤层工作面煤壁片帮防治技术研究

三软煤层工作面煤壁片帮问题已成为制约采面安全生产和高产高效的主要因素之一。通过介绍三软煤层工作面和煤壁片帮状况,结合煤壁片帮的原因进行分析,对三软煤层工作面煤壁片帮的常规治理措施进行论述,并对从根本上治理煤壁片帮的技术途径和方法进行了探讨,可为三软煤层工作面煤壁防治工作提供借鉴。

碎软煤层瓦斯抽采钻孔孔壁稳定性分析

针对碎软煤层瓦斯抽采钻孔成孔率低、钻孔深度浅的问题,建立钻孔失稳的力学模型,分析了孔壁失稳的力学机理。从煤体结构、地应力、瓦斯压力和钻进工艺等方面阐述了孔壁失稳的影响因素,指出了孔壁的失稳破坏模式。建立孔壁稳定性数值模拟分析模型,采用HoekBrown准则对碎软煤层的力学参数进行估算,计算分析了钻孔孔壁周围的应力场和位移场,结果表明:碎软煤层钻孔承载力差,孔壁的破坏模式以剪切破坏为主,在孔底形成高应力递增区,容易诱发喷孔;处于破碎区的煤体首先向临空面方向产生位移,其上部位移量最大为4.3 mm,孔底位移量最大为3.1 mm。

“三软”煤层工作面煤壁片帮防治试验研究

破碎煤岩加固技术是预防“三软”煤层片帮的有效手段。以“三软”煤层工作面安全开采为背景,通过理论分析,力学试验、三维FLAC计算,现场检测等多元方法,研究了工作面片帮机理、破碎煤岩加固室内力学实验与工作面煤壁加固数值模拟及工作面煤壁加固效果评价,确定了改性煤岩加固力学强度及围岩演化规律,并开展了现场注浆加固及注浆参数试验。综合研究表明:煤壁片帮与支承压力、基本顶运动、采高、煤岩裂隙、煤质等因素密切相关,且越靠近顶板的煤壁更容易片帮,进而得出煤壁的最大挠度ωx和最大转角φ_(max);30%的加固材料加固后的煤岩强度分别比原煤岩分别增加了6.4倍和6.6倍,脆性特征明显;注浆间距等距条件下,最佳注浆压力为10 MPa,注浆后,支承压力应力峰值距煤壁的距离缩短了40%,煤壁前方塑性区降低了33.33%;对注浆加固试验结果在片帮严重区域进行应用实施,将30%的加固材料通过10 MPa(气动注浆)压力下注入煤岩后,浆液在煤壁内形成“注浆材料-煤层”组合体,煤壁由松软、破碎变为整体平整状态,浆液最低扩散半径达到了4 m,煤壁平均片帮量保持在0.3 m以内,支架满足初撑力要求,煤壁变形量得到有效控制,稳定性显著增强。

松软煤层大采高工作面煤壁片帮原因分析及治理

控制煤壁片帮是保证松软煤层大采高工作面高产、高效的关键。以12012松软煤层大采高工作面为研究对象,分析了煤壁片帮发生的机理;通过现场实测掌握了该工作面煤壁片帮规律,总结分析了引起该工作面煤壁片帮的主要因素,提出了相应的控制措施,有效降低了煤壁片帮的发生率,达到了工作面安全生产目的。

破碎顶板松软煤层巷道破坏机理及高预应力支护技术研究

根据易东煤矿采区巷道顶板为破碎顶板,两帮强度低,传统棚式支护难以控制围岩变形量大这一问题,基于实验室力学性能测试及巷道围岩控制理论,采用理论分析及数值模拟计算的方法,对破碎顶板松软煤层巷道的破坏机理及高性能预应力支护体系进行了研究,得出了巷道围岩连锁失稳、破坏机理及其相关解决技术。现场工业性试验表明,采用高性能预应力支护技术后,顶板下沉量为44 mm,两帮移近量为117 mm,离层量控制在32 mm以内,效果良好,得出高性能预应力锚杆支护可以较好控制复合顶板松软煤层巷道的围岩变形,提高巷道的整体稳定性。

煤矿用新型三棱螺旋钻杆研制及应用

为了提高松软煤层钻孔排渣效率,改善孔壁稳定性,增加钻孔深度,对松软煤层钻进特点、异形钻杆结构进行研究,设计了一种应用于松软煤层钻进的新型三棱螺旋钻杆。该钻杆在新疆焦煤集团2130煤矿试验过程中,平均终孔深度186 m,将钻孔深度增加到2.5倍左右,且钻杆无断裂、变形现象发生。结果表明,该钻杆具有优异的排渣、护孔性能,有利于增加松软煤层钻孔深度,且机械性能稳定,加工工艺简单,兼容性较好,能够满足煤矿生产需要。

大断面三软煤层煤巷掘进防片帮与冒顶技术研究

为解决大断面三软煤层煤巷掘进中的片帮冒顶问题,依据岩石力学理论,从改变煤体的力学性能和减缓煤壁压力角度出发,探讨了大断面三软煤层巷道掘进中煤壁片帮冒顶力学原理.实验室测试结果揭示了增加煤体的含水率能够提高其凝聚力和抗剪强度的注水防片帮冒顶机理;通过现场模拟试验,考察了煤体注水后使集中应力区前移和卸压效果;工程实践表明,浅孔注水防治煤壁片帮冒顶技术的可行性,能有效控制大断面三软煤层煤巷掘进中的片帮冒顶.该成果对于解决大断面煤巷掘进防片帮冒顶问题具有参考价值.