巷道冒落区瓦斯积聚的数值模拟及应用

巷道冒落区的瓦斯积聚,既可能会引起瓦斯燃烧或爆炸,又会导致煤自燃,同时瓦斯随风流进入巷道也会引起事故,构成煤矿安全生产的重大隐患。文中采用计算流体动力学软件FLU-ENT对巷道冒落区的瓦斯积聚和扩散情况进行了数值模拟,重点比较了不同风速条件下瓦斯积聚的差异。巷道风速越大,瓦斯积聚越弱,但是风速高于临界风速时,并不能显著地降低积聚瓦斯的最高浓度;同时模拟结果表明冒落区内设置导风板对稀释积聚瓦斯具有良好的效果。模拟结果进一步验证了实际预防冒落区瓦斯积聚措施的合理性和科学性。

冒落区巷道支护及注浆技术研究

以晋煤集团圣华煤业3#煤层复采巷道掘进为研究对象,分析研究过破碎冒落区的巷道围岩支护形式,提出以注浆加固围岩为主的"深(浅)孔管棚注浆+对棚+金属网+背板"方案,即采用管棚法构造人工假顶,配合工字钢对棚进行支护,通过管棚对假顶上部松散煤岩体进行水泥注浆永久加固、巷道两侧用背板和金属网加固的支护方案。

煤矸石井下处理与冒落区流态化充填技术

为解决韩城矿区煤矸石排放引起的制约生产、生态环境恶化的矛盾,在总结煤矸石井下处理与利用方法的基础上,系统阐述了冒落区流态化充填技术原理和优势,采用理论计算和瞬变电磁法探查方法,揭示了试验工作面冒落区残余空间分布规律,确定了基于“高、低位协同共充”和“空洞-空隙-孔隙”多类型残余空间精准高效利用的冒落区流态化充填方式,并在桑树坪二号井实施了工业性试验,结果表明:试验累计充填矸石浆体4949 m~3,处理矸石6414 t,验证了冒落区流态化充填矸石的可行性,发现了矸石浆体在冒落区扩散过程中存在显著的“通道效应”,采用“高、低位协同共充”技术可显著降低或解除“通道效应”和高效利用冒落区残余空间,但该技术增大了钻孔工程量,增加了充填成本,因此在工程尺度上合理确定高、低位充填钻孔参数提出要求,进而确保达到较好的充填效果。研究成果为长壁开采冒落区矸石流态化充填技术提供理论支撑。

钱家营煤矿巷道掘进瓦斯突出治理及冒落区超前锚注修复技术

高瓦斯煤层动力灾害是煤炭资源开采过程中常见的自然灾害,主要表现为瓦斯突出,对煤炭安全生产有巨大的威胁。以钱家营煤矿-850 m水平主石门掘进巷道为工程背景,通过现场探查、数值模拟等方法,分析了瓦斯突出诱发巷道冒顶灾害的机理。结果表明,巷道上方邻近煤层中高瓦斯压力及变异煤厚影响了冒落区周围的垂向应力分布,使应力突变并出现应力集中现象,进而诱发巷道顶板冒落。针对现场工程条件,试验了一种巷道超前锚注修复技术,此技术包括煤层瓦斯抽采、顶板冒落区注浆固化及锚杆支护三部分。现场采用此项技术后,瓦斯压力从4.60 MPa降到0.10 MPa,巷道安全通过了冒落危险区,两帮、顶底板最大变形量实测值分别为48 mm、4 mm,无明显变形破坏,满足生产要求。

采空冒落区瓦斯扩散-通风对流模型建立、及计算方法初探

根据高强度快速推进条件下大空间采空冒落区瓦斯运移的特点,提出基于Fick扩散定律和Brinkman方程的瓦斯扩散-通风对流运移模型,综合考虑了流体压力梯度和动能作用,比较适合采空冒落区的风流运动和瓦斯对流扩散规律。通过数值求解,研究采煤工作面采空冒落区内瓦斯运移的作用机理。计算结果表明,该模型兼顾流体压力梯度和风流动能作用的特点,科学合理,符合实际。

胶结充填料浆在冒落区中渗流的模拟

利用模拟实验装置 ,在实验室模拟研究了胶结充填料浆在冒落区空隙中渗流的情形 ,得出了料浆流量与料浆粘度和所流过的砂石层渗透率之间的关系 ,从而证实了胶结充填料浆在冒落区空隙中的渗流符合达西定律。为实施冒落区胶结充填技术提供了依据。

人工造顶成巷技术在冒落区应用与实践

开滦钱家营矿-850主石门巷道在揭煤施工中出现瓦斯压力异常现象,造成施工迎头形成巨大冒高,可探测空间达十多米,工程严重受阻,通过采取人工造顶技术,安全穿过冒落区。

残煤复采过冒落区时相似模拟

以晋煤集团圣华煤业3#煤层旧采区残煤开采工作为工程背景,在对圣华煤业旧采区开采技术资料和3101残采面前期揭露情况充分研究基础上,应用相似模拟对旧采区冒落区围岩变形与应力进行研究,得出了残采工作面采场规律。

大型冒落区矿石回采工艺研究

利用放矿椭球体理论,指导在冒落区如何形成合理的放矿条件,并通过对冒落区增加措施工程,创造出冒落区矿石回采的必备条件,回收冒落区矿石,控制冒落区的发展,最大限度的回收资源。

采用罗克休泡沫充填和管棚法通过斜井表土段冒落区

汾西矿业集团河东煤矿行人斜井井筒掘进到81m处时,围岩为砂土互层;因地面供水池漏水,以及地表水通过裂隙渗入到了井筒中,导致工作面发生了冒顶事故,不得不停工处理。冒落区处理施工方案是:先充填罗克休泡沫;待冒落区填实后,再采用管棚法通过。方案实施后,取得了预期效果,安全顺利地通过了冒落区,保证了井筒施工正常进行。

注浆技术在斜井过陷落柱冒落区施工中的应用

和善煤矿主斜井掘进到815m处时，开始出现陷落柱；掘进到875m处时，围岩特别破碎，遇水膨胀，造成右帮淋水处出现右肩窝冒落现象，冒落区高度5～6m左右，宽度5m左右，长度4m左右，给井筒施工带来很大困难。根据具体情况，决定砌筑止浆墙，预埋注浆管，对冒落区进行注浆充填加固，并对工作面前方30m内地层进行注浆加固。方案实施后，安全顺利地通过了陷落柱淋水冒落区。

用高分子材料处理高瓦斯煤层顶板冒落区

介绍淮北矿业集团朱仙庄矿掘进一上山时出现高冒,且又是高瓦斯矿井,现场采用了高分子材料及时处理,顺利通过了高冒区。

U型钢支架在大冒落区域的应用

顺利、安全、高效地通过因地质条件造成的大冒落区域,是井巷施工的一项难题。某矿在旧巷恢复过程中,采用了U型钢支架,顺利通过了因地质原因造成的多处冒落区域,为同类工程施工提供了借鉴。

矿井冒落区充填加固注浆探讨

煤矿矿井巷道工作面遇破碎带极可能出现冒顶,注浆是进行巷道局部加固地层比较有效的一种方法。一般而言,冒落区采用的注浆方法是先直接钻孔进行注浆充填加固,再进行管棚注浆充填加固。这两种方法的注浆加固前都必须施工止浆墙。本研究主要探讨了采空区直接钻孔注浆充填加固、采空区管棚注浆充填加固等问题。

断层破碎带及顶板冒落区支护方式的探索

田陈煤矿的北三、北五采区目前均在深部掘进,地压大,造成巷道的顶板压力大,局部顶板受压变形严重,特别是断层附近,岩石更易破碎;且个别巷道,由于顶板压力大,造成顶板岩石随掘随冒,给施工带来极大困难。结合施工现场特殊的地质条件,探索采用具有针对性的支护方式,实现安全施工。

掘进巷道冒落区支护技术应用

针对高河煤矿西回风大巷在掘进期间存在冒落区顶板支护难度大而传统锚杆(索)支护效果差等技术难题,通过技术研究,对高冒区采取了"组合锚索+人工假顶"联合支护技术。从实际应用效果来看,采取联合支护技术后,减少了冒落区围岩破碎现象,防止了冒落区范围的进一步扩大,取得了显著应用成效。

水泥管护壁注浆充填处理反井钻孔冒落区的施工技术

中平能化集团平宝公司首山一矿施工的己二煤仓及矸石仓在反井钻孔施工结束后,煤仓中间的煤层发生片帮冒顶。该矿利用水泥管护壁充填注浆技术处理煤仓和暗立井反井钻孔中冒顶、片帮,提高了施工进度,缩短了施工工期,节约了材料费用,保证了施工安全。

浅谈在冒落区掘进的施工方法

在冒落区无完整顶板的情况下,通过使用长钎子超前在冒落区人工制造一个稳定"顶板",对上方岩层进行控制,确保架设支架的人员在安全的条件下施工,并通过使用工字钢、轨道、卡子等对耙斗装岩机回头滑轮进行固定,确保了掘进的工作效率。

铜坑矿高大冒落区残矿回收浅析

在铜坑矿,通过对高大冒落区周边残矿的详细调查,进行了残矿分类,对残矿回收的可行性进行了分析,并制定了切实可行的残矿回收方案。通过实施残矿回采,最大程度地回收了高大冒落区的残矿,避免矿产资源的损失,大大提高了矿山的经济效益。

高密度电阻率法在抚顺西露天矿勘探旧巷和采空冒落区中的应用

抚顺西露天矿是一个具有百年历史的大型露天煤矿,目前露天开采的煤层是井工开采过的,煤层下面存在众多旧巷道和采空冒落区,严重影响到露天矿生产作业安全。为此,我们采用高密度电阻率法对煤层下旧巷和采空冒落区进行系统探测,确定危险区域,为露天安全开采提供科学依据和安全保障。