切顶沿空留巷U+L型通风采场煤自燃风险判定研究

为探究切顶沿空留巷首采面U+L型通风采空区煤自燃危险性,以蒙西棋盘井煤矿东区9-1#层11101工作面为工程背景开展研究。通过封闭耗氧实验,测定得出煤样的耗氧能力弱、不同氧体积分数下煤样的耗氧速度慢、窒熄氧气体积分数(煤耗氧临界值)为15%。通过现场实测确定切顶沿空留巷和工作面的两端压差和漏风分布,现场埋管实测得到回风侧的氧分布数据,搭建了切顶沿空留巷采场相似模拟实验台,得到采场的漏风移动规律。运用CFD仿真探究了切顶沿空留巷采空区的漏风与自燃氧化分布特征,得到采空区可能具有自燃危险的3个区域分别位于开切眼附近、靠近沿空留巷的5~10 m内和工作面后方。提出在尾巷注氮和沿空留巷边界注浆堵漏防灭火措施条件下,可将U+L型通风采空区自燃模式转化为U型通风采空区自燃模式的危险性判定,得到棋盘井矿采空区自燃氧化带的最大宽度为80 m,最低安全推进速度1.2 m/d,无自燃风险,为工程防灭火做出指导。

坚硬基本顶切顶沿空留巷关键技术:典型案例研究

坚硬基本顶切顶沿空留巷产生的采空区悬顶、遗煤自燃发火和巷道围岩破坏是影响无煤柱开采安全高效的难题。为解决上述难题,本文提出了三向聚能预裂爆破装置、阻燃水泥毯采空区封堵技术和巷道围岩随态控制策略。建立了三向聚能预裂爆破的力学模型,三向聚能预裂爆破装置可促使岩体沿三个方向产生裂纹,减少悬顶产生。为防止采空区遗煤自燃,发明了阻燃水泥毯采空区封堵技术。该技术不仅考虑了切顶预裂爆破过程中矸石垮落的时空特征,而且实现了采空区快速密闭。监测结果表明采空区内一氧化碳、氧气和瓦斯浓度分别显著下降至0、3.0257%和0.0899%。根据切顶巷道围岩破坏时空特征,提出了考虑分阶段和分区域的随态控制策略,靠近切顶帮和实体煤帮的顶底移近量分别为115 mm和104 mm,两帮移近量为88.7 mm,巷道破坏得到有效控制。三项关键技术为坚硬基本顶切顶沿空留巷实践提供了有益借鉴。

复合顶板切顶沿空留巷围岩变形分区及耦合支护技术

为解决复合顶板切顶沿空留巷围岩存在顶板易破碎、下沉量大等问题,以龙滩煤矿3124S工作面风巷为工程背景,基于复合顶板切顶沿空留巷顶板变形监测结果,研究了复合顶板切顶沿空留巷围岩变形特征,揭示了留巷巷道复合顶板变形破坏机理,同时,根据围岩变形特征提出了分区域多介质耦合支护技术。结果表明,分区域多介质耦合支护技术可有效控制顶板变形,顶板最大下沉量约为62mm,降低了60%~75%,留巷效率提升了15%~40%,保障了工作面的快速推进。

自燃煤层切顶沿空留巷工作面自燃发火综合防治技术

本文介绍了平煤股份二矿庚20-21100综采工作面采用切顶沿空留巷技术将进风巷保留下来后,造成了采空区漏风增大、工作面推进速度降低等自燃发火环境,为防止沿空留巷工作面采空区自燃发火,现场采取了堵漏、均压、注氮等综合防灭火措施,有效杜绝了自燃发火事故的发生,保障了庚20-21100工作面的顺利安全回采。

无煤柱切顶沿空留巷矿压显现规律

为了掌握无煤柱切顶留巷的矿压显现规律并检验巷道支护效果,以澄合矿区董东煤矿50107工作面为研究对象,采用现场监测的手段对无煤柱切顶沿空留巷受采动影响条件下的顶板下沉规律、帮部变形规律及单体支柱受力变化规律进行了实测,并同时对切顶效果、挡矸效果及巷道稳定性进行了分析与评价。结果表明,巷道矿压随工作面的临近而逐渐增大,采动过程中靠近采空区侧的巷道矿压显现程度更为剧烈,表现出明显的非对称性特征,巷道顶板的回转运动是造成巷道非对称矿压显现的主要原因。此外,无煤柱切顶沿空留巷阶段性变化特征明显,初始变化阶段位于工作面后方0~35 m;快速变形阶段位于工作面后方35~75 m;缓慢变形阶段位于工作面后75 m以外,巷道变形及支柱受力均达到稳定状态。巷道矿压显现的主要过程集中在快速变形阶段,需加强对巷道围岩的控制。实践表明,无煤柱切顶沿空留巷采用锚网配合单体支柱的支护方式可行。

切顶沿空留巷采空区自然发火规律研究

为研究切顶沿空留巷采空区自然发火规律,以官地煤矿12605工作面为研究对象,通过煤样程序升温氧化实验,分析气体产生规律;采用FLUENT软件模拟分析了12605工作面不同推进距离、不同推进速度下氧气与温度分布规律,并通过12605工作面束管与光纤测温的数据验证了模拟结果有效性及可行性。结果表明:CO、C_(2)H_(4)可作为预报采空区自燃的指标气体;随着工作面向前推进,整个切顶成巷采空区氧气与温度分布趋于稳定;随着推进速度的增大氧化带宽度增大,氧化带范围向采空区深部移动;在留巷侧高温区域氧气浓度较高,需加大留巷侧管理强度。

无煤柱切顶沿空留巷矿压显现规律

对6045无煤柱切顶沿空留巷的矿压显现规律进行了实测分析,并对矿压显现与煤壁片帮之间作用关系进行了研究。结果表明,煤壁片帮受到回采面来压影响较为明显,应在回采面来压期间采取有针对性的措施,降低煤壁发生率及影响程度,降低对回采工作的影响。

昌都煤业15号煤层切顶卸压沿空留巷技术研究与实践

为应对传统区段煤柱护巷技术存在的问题,对比分析沿空留巷技术优势,同时针对昌都煤业15号煤层开采存在的问题,探讨切顶卸压沿空留巷技术在昌都煤业15号煤层中的具体应用。经实践,该技术在提高资源回收率、降低成本及环保压力方面取得了一定效果。

基于高强稳阻吸能支柱的切顶卸压沿空留巷围岩控制技术

切顶卸压沿空留巷中,巷旁支护技术仍然是制约其控制围岩变形的一大难题。本文提出了基于高强稳阻吸能支柱的切顶卸压沿空留巷围岩控制技术。以霍尔辛赫煤矿3502切顶卸压沿空留巷为背景,利用数值计算方法,研究了高强稳阻吸能支柱、木垛下巷旁支护体控制沿空巷道控制机制,分析了变形场、应力场、塑性区的演化特征。模拟结果表明,高强稳阻吸能单体支柱在切顶卸压沿空留巷中,比木垛更适合作为混凝土墙的协同承载结构。

切顶沿空留巷采空区自燃带分布特征及喷涂堵漏防灭火技术

切顶沿空留巷敞开式采空区自然发火严重,目前尚不明晰该条件下的自然发火特征,故难以采取有效的防治措施。为解决上述难题,构建切顶沿空留巷采空区三维流场PFC-FLUENT耦合计算模型,分析切顶沿空留巷工作面不同通风方式下采空区自燃带分布特征,在此基础上提出切顶沿空留巷阶段性喷涂堵漏技术。研究结果表明:切顶后形成的敞开式采空区与沿空留巷直接贯通,采空区内的气体成分与气体分布发生明显变化。“Y”型通风条件下,切顶沿空留巷采空区自燃带宽度和深度明显增大,且在沿空留巷侧出现条带状自燃带。“W”型通风有利于降低工作面向采空区的漏风,但在切顶沿空留巷尾段开切眼附近出现明显的自燃带,且该自燃带不会随着工作面的推进进入窒息带。对沿空留巷成巷稳定区进行喷涂堵漏能够显著降低采空区的漏风量,改变采空区内部的压力场,减小上隅角一侧采空区内部的自燃带深度和宽度,降低采空区自然发火的危险性。

中厚煤层切顶卸压沿空留巷综采面矿压显现规律研究

基于神东矿区哈拉沟煤矿12201综采工作面切顶卸压沿空留巷开采实践,对切顶卸压沿空留巷工作面矿压显现规律进行总结。实践表明:一次采动期间,工作面留巷侧留巷侧来压强度相对减弱,对应地表裂缝向工作面内部发展、裂缝落差相对较小、裂缝数量较少;二次采动期间,工作面机尾段来压强度明显大于中部、机头段,且留巷巷道采空区悬顶严重。通过采取退锚和强制放顶措施,有效解决了悬顶问题。

无巷旁充填切顶卸压沿空留巷矿压显现规律及关键支护技术

为系统研究无巷旁充填切顶卸压沿空留巷矿压规律及关键支护技术,理论分析了无巷旁充填切顶卸压沿空留巷矿压显现规律,基于恒源煤矿Ⅱ632机巷工程实践,在巷道内布设位移观测点和顶板恒阻锚索测力计对巷道变形及恒阻锚索工作阻力进行连续观测,得到巷道在留巷期间巷道变形量、变形速率及恒阻锚索受力的变化规律。结果表明:切顶之后,由于顶板快速下沉所产生的冲击载荷,留巷围岩变形剧烈,尤其是强烈的底鼓现象;留巷段围岩变形受动压影响,变形更加剧烈;无巷旁充填切顶卸压沿空留巷顶部恒阻锚索总体平均受力为259.721 k N,最大受力达到275.76 k N,当工作面推过测点后,恒阻锚索受力趋于稳定;提出了"强化恒阻锚索配合锚杆(索)支护以增加顶板支护强度"、"当底板较软时,适当强化底板支护"和"注意留巷阶段的加强支护"的无巷旁充填切顶卸压沿空留巷关键支护技术。

预裂切顶卸压沿空留巷围岩力学特性分析及巷道支护技术

近年来,随着支护技术、矿压理论的发展,沿空留巷技术的应用日渐增多,工艺技术逐渐成熟。该技术在邢台矿已成功开采5个工作面,并逐渐形成一套系统完整、适应性强且较为成熟的沿空留巷工艺技术。但由于之前一直未进行预裂切顶卸压,造成留巷的巷道顶、帮、底变形量大,需反复卧巷、刷帮、改支跑马梁等不少于2-3遍,后期还需套支工字钢棚,巷道需反复整修等,每年单体损坏约300-500根,工序复杂繁琐,作业空间狭小、环境差,职工劳动强度大,综合留巷成本高,给安全生产均带来较大隐患。综采工作面采用切顶留巷技术,切顶卸压后,围岩应力分析可以为顶板支护参数选择提供理论基础。工作面回采的过程中,采空区顶板垮落后,沿空留巷上方形成悬壁梁,容易产生较大变形。本论文通过研究巷道围岩应力变化,采用预裂爆破切顶技术,配合巷道加强支护,减小留巷变形,保证留巷效果。

中厚煤层切顶卸压沿空留巷技术及应用

切顶卸压沿空留巷技术是煤矿开采过程中所应用的一种新型留巷技术,经诸多研究与实践证实有着良好的应用效果。文章主要对切顶卸压沿空留巷技术进行了分析,并以某煤矿为例,对切顶卸压沿空留巷技术在中厚煤层中的应用思路、应用效果进行了探讨。

综放工作面切顶卸压沿空留巷矿压规律研究

鸟山煤矿在11031工作面回采过程中引进综采放顶煤切顶卸压沿空留巷技术,利用与该技术匹配的巷道围岩变形矿压监控系统实现对留巷施工中工作面矿压和巷道变形的实时监测跟踪。理论分析计算结合矿压监测研究表明,预裂切缝最佳深度14.0 m,切缝角度为20°。监测数据显示,留巷后顶底板移近量最大值79 mm,两帮移近量稳定在87 mm,巷道变形较小,110工法区(切缝侧)平均压力相对121工法区(远离切缝侧)降低25.1%,切顶卸压沿空留巷技术在鸟山煤矿工作面回采过程中有着较好的应用成效。

沿空切顶留巷技术在新维煤矿大采高、发火煤层的应用

新维煤矿8#煤层平均厚3.72 m,距7#煤层平均间距6.31 m,属于自燃发火煤层,近距离煤层群赋存条件下区域漏风复杂,工作面层间漏风严重,对防火工作极为不利。本文以8102工作面为例,使用沿空切顶留巷技术,通过强化支护质量,保证切顶留巷质量,满足后续工作面正常使用,同时完善支护及切顶参数,为新维煤矿工作面沿空切顶留巷留下一套成熟的技术体系。

典型沿空切巷回采工艺下近距离煤层群防火技术

针对川南矿区煤层自然发火期短,典型沿空切巷回采工艺下的极近距离煤层群开采漏风控制难度大、发火危险性高的实际状况,结合矿井实际生产技术条件,通过建立"先探,后治,再采"防火机制,集成创新顶板再造、多源漏风测试以及区域通风防火控制等多种工艺并进行了现场技术示范。结果表明,上述防火关键技术满足了火与瓦斯灾害耦合的近距离煤层群赋存下沿空切巷回采工作面防火需要,保障了重点防火工作面的回采安全,回采期间CO气体浓度、温度等指标控制在合理范围内。

“110”工法在中厚煤层复合顶板条件的应用规律及研究

以店坪煤矿9-207工作面沿空留巷段为背景,通过对该工作面留巷期间的矿压进行监测,分析锚索应力变化、门式支架载荷变化及巷道顶、帮变化情况,将留巷分为超前应力变化区、压力剧增区、压力峰值区、逐渐稳定区及基本稳定区,提出不同区域的管理措施;并根据“110工法”二次用巷期间矿压变化规律及超前顶、帮变化情况提出二次复用期间的管理措施,为复合顶板试用切顶缷压自动成巷无煤柱开采提供了借鉴。

无煤柱自成巷110工法在新维煤矿近距离煤层群开采中的应用

新维煤业可采煤层分别是2、3、8#煤层,其中首采保护层是2#煤层,平均煤厚1.06m,3#煤层平均厚1.5m,距2#煤层底板距离3~5m,8#煤层平均厚3.0m,距3#煤层底板距离25~30m。本文以2108、3106、8102综采工作面为例,利用无煤柱自成巷110工法技术,通过强化巷道支护质量,确保切顶护巷质量,满足后续采煤工作面正常使用,同时通过实践不断完善支护及切顶参数,为新维煤矿近距离煤层群开采沿空切顶留巷留下一套成熟的技术体系。