切顶预裂卸压技术的研究与应用

本研究对生产技术条件分析后,对矿压显现内在机理、支架工作阻力情况加以研究,对切顶预裂卸压技术、其他顶板预裂技术作以对比,对工作面倾向两巷沿走向深孔爆破设计要点进行刍议,旨在合理应用切顶预裂压技术处理,充分发挥出该项技术的应用价值。

切顶预裂爆破技术在大倾角俯采工作面初放期间的研究与应用

该矿7130工作面直接顶为2.5m的砂质泥岩,老顶为3.6m的细砂岩,因切眼顶板采用锚梁网索支护,支护效果较好,使顶板不易垮落,在工作面试生产及初次放顶期间,造成大面积悬顶,支架拉移困难,严重影响工作面的推进速度。加上老顶初次来压期间,大面积悬顶突然垮落,顶板活动剧烈,对现场施工安全带来较大危协。为保证正常的安全生产,在工作面初放期间,采取对顶板进行切顶预裂爆破技术,控制顶板垮落步距,大幅度降低了冲击危害程度。

预裂切顶在潞宁煤矿坚硬顶板初次破断的应用

厚层坚硬顶板控制是潞宁煤矿采场围岩控制的重要内容。本文以潞宁煤矿综采工作面厚层坚硬顶板控制为工程背景,运用数值模拟,研究了综采面厚层坚硬顶板破断特征及预裂控制关键技术。

深井厚硬顶板预裂切顶技术研究

为改善深部大采深高地应力开采条件下的留巷围岩应力环境,采用砌体梁理论分析了坚硬顶板开采条件下的沿空巷道矿压特征,提出了深孔预裂爆破放顶技术,即通过超前深孔预爆破和走向小水平转角钻孔群切顶技术预裂采场上方走向及倾向的厚硬顶板,周期来压作用下将顶板沿预裂面切垮,从而形成对上覆岩梁结构的支撑作用,减小了关键块的回转和下沉变形。

基于FLAC3D数值模拟的预裂切顶成巷多参数合理性研究

切顶卸压无煤柱自成巷开采技术是以“切顶短臂梁[1]”理论为指导。顶板在自重和构造应力的作用下,沿定向预裂切缝卸压切落,自动形成巷道。确定合理的切顶基本参数[2]是顶板按照设计位置准确切落的关键。本文以四川某煤矿2315采煤工作面为研究对象,采用FLAC3D进行了不同的钻孔深度、钻孔角度、钻孔密度数值模拟研究,最终确定并验证切缝钻孔深度5.2m、切缝角度12°、切缝钻孔间距0.5m、钻孔直径为32mm等参数是合理有效的。研究成果对薄煤层的切顶参数设计有一定参考价值。

金谷矿沿空留巷预裂切顶技术及补强支护研究与应用

为了提高煤矿井下回采工作面沿空留巷的成功率,以及对沿空留巷围岩稳定性的控制。本文以金谷矿10901工作面为工程背景,采用沿空留巷技术将10901运输巷保留下来,作为10903工作面的回风巷道,通过理论分析,将基本顶简化为板结构,对其回转下沉力学进行分析,分析认为板在受纵向压应力时更容易破坏,对采空区顶板实施预裂切顶有利提高沿空留巷的成功率和完整性。在此基础上,结合工程地质资料,详细设计了沿空留巷预裂切顶方案和锚索补强支护方案,并运用于工程实践。通过对现场监测发现,采用预裂切顶和锚索补强支护后成巷比较完整,巷道顶底板位移和两帮位移较小,能够满足下区段工作面的生产要求。

神角煤业超前预裂爆破切顶工程实践

在工作面回采后,为减小顶板对保护煤柱的作用力,降低回采扰动应力对该区煤体的结构性损伤,通过采取预裂爆破切顶技术,切断相邻未回采的煤体覆岩与采空区上覆岩层的应力传递,降低回采扰动应力对相邻未回采煤体的结构性损伤,为回收煤柱工作面的安全高效生产创造条件。

和草沟煤矿50104工作面回风巷预裂切顶卸压技术应用

禾草沟煤矿50104工作面回风巷经历了临近50102工作面和50104工作面二次回采动压影响,工作面超前支承压力影响区域内巷道变形严重,影响工作面机尾支架推移和上端头的通风行人。为降低工作面回采影响,在回风巷道顶板实体煤侧实施双向聚能拉张成型爆破,切断与50104工作面顶板的力学联系,降低巷道超前支承压力和底鼓程度。工程实践结果表明:实施超前聚能爆破后,超前工作面10m处巷道围岩顶底板移近量和两帮移近量分别减小35.80%和58.12%。

预裂切顶卸压技术在王庄煤矿6212工作面的应用

王庄煤矿6212工作面与6208工作面相邻,两工作面之间留设5m保护小煤柱,6208工作面回风巷受6212工作面采动影响,顶、底板最大移近量约1502mm,两帮最大移近量约2087mm,巷道变形收缩严重。通过对6212工作面回风巷进行预裂切顶卸压,6208工作面回风巷顶、底板平均移近量减小了53.92%,两帮平均移近量减小了56.97%。实践证明:采用预裂切顶卸压技术可以有效控制6208工作面回风巷围岩的变形,保证巷道稳定,减小工程维修量。

爆破预裂切顶卸压在采煤工作面回撤通道支护中应用

贵州盘南煤炭开发有限责任公司响水矿井120315采煤工作面采用预裂切缝卸压方式回收工作面,利用采场周期来压沿空切顶,形成对上覆老顶岩梁的支撑结构,控制老顶的回转和下沉变形,实现卸压作用。预裂切缝卸压开采技术,能将顶板按设计位置切落,切断顶板的应力传递,使其处于卸压区,解除了高应力环境的威胁。

切顶卸压沿空留巷预裂切缝技术参数在亿欣煤矿的应用

以亿欣煤矿XV1306工作面为工程背景,通过现场工程地质条件分析,参照山西地区以往预裂切顶合理参数,并现场试验分析作用效果,确定亿欣煤矿XV1306工作面合理的预裂切顶参数为预裂切缝角度为15°、孔深10 m、切缝孔间距为500 mm的关键参数,在亿欣煤矿XV1306工作面成功应用。

深孔预裂切顶卸压技术在官地矿22611工作面的应用

首先阐述了深孔预裂切顶卸压技术的原理,主要论述了在官地矿22611工作面的实际应用。结合工程实例,详细介绍了深孔预裂切顶卸压工艺技术的步骤、参数的具体展示及性能特点。

金谷矿预裂切顶沿空留巷巷旁切顶阻力及支护方案确定

为了使煤炭资源得到充分回收,缓解煤炭资源短缺的问题,在山西金谷煤矿10901采煤工作面采用前预裂切顶卸压沿空留巷技术,在介绍预裂切顶沿空留巷技术原理、施工工艺流程的基础上,结合该工作面地质条件,以结构力学理论为基础,分析采煤工作面沿空留巷巷旁切顶阻力计算模型,并通过计算得到巷旁切顶阻力为460 kN,在此基础上,详细设计了沿空留巷旁单支护技术方案。将巷旁支护方案应用到井下工程实践,采用现场检测的手段对巷道围岩移动变形进行监测,发现巷道顶底板位移和两帮位移均在合理范围内,满足下区段的工作面生产要求。

综采面预裂切顶方案应用研究

以东四采区左翼10#煤层综采面为研究背景,在工作面煤壁后方200~300m范围内实施了预裂切顶方案,利用双向聚能爆破,采用6眼连爆的方式引爆。矿压规律显示,液压支架压力范围为10.2~49.6 MPa,工作面推进至33m左右时顶板垮落,证明了预裂切顶方案的可行性。

巷旁充填留巷顶板结构分析与围岩控制技术

为研究沿空留巷顶板结构特征及其支护技术,基于弹性力学薄板理论,建立了沿空留巷顶板悬板结构模型,推演了两种边界条件下悬板主应力表达式,构建了应力比例系数作为薄板破坏判据,研发了沿空留巷巷内顶板斜拉锚索加强支护、巷旁超高水材料复合支护技术。研究结果表明:锚网索支护沿空留巷过程中实施超前预裂切顶,顶板可形成悬板结构,该结构随上覆顶板运动可形成一对边简支一对边自由和一对边固支简支一对边自由两种悬板形式;在矿山压力作用下两种悬板破坏部位不同,可以此作为布置顶板斜拉锚索的依据;顶板斜拉锚索对悬板起悬吊和水平挤压作用。现场试验结果证明了理论分析的可靠性。

水力预裂在顶板控制与瓦斯治理方面的融合应用

双柳煤矿煤层开采后上隅角大面积悬顶,且随工作面推进短期内不能及时垮落,造成采空区瓦斯积聚,在23(4)11回采工作面运巷端头顶板处施工水力预裂超前切顶孔,实现顶板及时跨落,并对预裂钻孔进行二次利用,通过封孔接入工作面高负压系统进行上隅角瓦斯抽采,瓦斯浓度平均下降0.16%,治理效果明显,实现了瓦斯与顶板共治。

23111工作面顶板预裂爆破技术参数设计与应用

斜沟矿23111特厚煤层工作面计划采用预裂爆破切顶卸压沿空留巷技术,本文根据工作面具体条件及工程经验,设计了预裂爆破的各项技术参数,现场对顶煤顶板实施预裂爆破后,进行全面系统的矿压监测,分析了现场特厚煤层初采顶煤垮落情况、支架工作阻力变化、端头顶板垮落情况、临近巷道矿压显现状况等,结果表明,应用预裂爆破技术切顶卸压的沿空留巷安全、经济效果良好。

大倾角厚煤层综采工作面顶板“一面三切”技术

大倾角厚煤层综采工作面初采初放期间初压步距长、采空区悬顶面积大,存在来压强度大、瓦斯涌出量大、设备损坏严重等隐患,花山煤矿24152智能化综采工作面采取了切眼顶板深孔爆破、两巷顶板预裂爆破切顶的工作面“一面三切”技术,达到了缩短工作面初压、周压步距的效果,确保了大倾角厚煤层综采工作面顶板和通风安全。

复合顶板中厚煤层切顶卸压留巷无煤柱开采技术

为实现切顶卸压留巷无煤柱开采,合理设计了恒阻大变形锚索支护参数,以城郊煤矿中厚煤层21304工作面复合顶板为工程背景,采用FLAC3D数值模拟分析了预裂爆破切顶高度、切缝角度对留巷围岩应力、位移的影响,通过现场试验确定了切缝施工单孔定向爆破半径及装药结构,并分别对恒阻锚索受力、顶板离层、支柱压力与活柱下缩量、巷道侧向应力等进行了跟踪监测研究。研究结果表明:切顶卸压留巷无煤柱开采需准确确定巷道围岩变形的关键部位,以及恒阻大变形锚索支护工艺,合理切顶高度为8 m、合理切缝角度为15°;试验中采用单孔切缝定向爆破半径及装药结构,实施效果良好;经对恒阻锚索受力、顶板离层、支柱压力与活柱下缩量、巷道侧向应力等进行了跟踪监测,巷道留巷整体效果好。

工作面轨道顺槽切顶卸压沿空留巷支护技术的应用

顺和煤矿2108工作面轨道顺槽设计应用了切顶卸压沿空留巷支护技术,主要采取了8.5m深孔+双向聚能爆破实现对顶板的预裂爆破切顶卸压,辅助以恒阻大变形锚索加强支护、36U型钢棚挡矸措施,有效避免巷道顶板塌落风险,改善顺槽巷道的顶板安全性。