基于回转下沉量的导水裂隙带发育高度预测

导水裂隙带发育高度是煤矿顶板防治水的重要参数。通过分析采动覆岩破坏过程,将裂隙带内岩层失稳破坏划分为产生垂向裂隙、形成砌体结构和回转失稳3个阶段;建立了岩层产生垂向裂隙及回转下沉的力学模型,在此基础上,提出了分析岩石产生垂向裂隙与回转失稳的最大下沉量来判断岩层破坏情况,回转下沉量值处于这2个阶段之间的岩层形成稳定的砌体结构,得出了计算导水裂隙带高度的新方法。以营盘壕2201工作面为例,采用理论方法和数值模拟对导水裂隙带高度进行预测,通过与现场实测数据的对比,理论计算(123.3 m)和数值模拟结果 (132 m)与实测数据(115.5 m)接近,验证了所提方法的合理性。

中厚煤层切顶卸压小煤柱沿空掘巷关键参数研究

为解决青龙煤矿因围岩压力大带来的巷道帮鼓、顶板下沉、围岩变形大的问题,采用切顶卸压双向聚能爆破技术,结合理论分析、数值模拟、现场实测等方法对中厚煤层切顶卸压小煤柱沿空掘巷关键参数进行研究。提出了“切顶卸压预裂爆破技术”+“锚网索联合支护”的小煤柱沿空掘巷技术来应对传统小煤柱沿空掘巷在深部矿井所面临的问题。研究表明,当切断基本顶关键岩块,改变其断裂位置,能够减弱后期基本顶回转下沉对沿空巷道的破坏。切顶角度10°、切顶高度10 m、炮孔间距500 mm、煤柱尺寸5 m时卸压效果最佳。沿空巷道切顶段在掘巷期间顶底板移近量比非切顶段减小了32%;煤柱帮变形量比非切顶段减小39%;实体煤侧变形量比非切顶段减小42%。回采期间切顶段顶底板移近量比非切顶段减小24%;煤柱帮变形量比非切顶段减小30%;实体煤侧变形量比非切顶段减小27%。切顶卸压效果明显,对在深部围岩应力大、巷道变形严重难以控制的沿空掘巷矿井实施切顶卸压小煤柱沿空掘巷有一定借鉴作用。