基本顶断裂位置对窄煤柱护巷的影响及应用

针对天煜能源恒昇煤业埋深浅、煤层厚、顶板坚硬地质情况,留设煤柱过宽,则浪费煤炭资源;留设过窄,则采动必定会破坏或损伤煤柱,导致相邻采区采空区和本采区采空区遗煤漏风氧化自燃的问题。在基本顶断裂位置围岩结构力学模型的基础上,分析了基本顶断裂线位置与关键块回转角和煤柱上覆载荷之间的关系,理论计算了煤柱宽度和基本顶断裂位置,研究得到:综放工作面留设窄煤柱时,必须考虑基本顶断裂线的位置,避免巷道于基本顶断裂位置下方掘进;基本顶断裂位置为3~5 m,护巷煤柱宽度最小为4.6~6.3 m,基本顶断裂线位置正处于所留煤柱上方,煤柱此时承受的压力较大,考虑该煤层为易燃煤层,因此需增加煤柱的承载面积,最终确定该矿9205机巷护巷煤柱的合理宽度为8 m,并提出了相应的锚网索支护方案。工业性试验表明,该方法确定的煤柱宽度科学、可靠,采用的支护方案有效减小了巷道变形,增强了窄煤柱稳定性。

沿空巷道基本顶断裂结构影响窄煤柱稳定性分析

为掌握基本顶断裂结构对窄煤柱稳定性的影响规律,通过理论分析和数值模拟分析建立了沿空掘巷围岩结构力学模型,可知沿空巷道基本顶存在3种断裂结构形式,基本顶断裂线位于不同位置时,巷道围岩应力、煤柱应力及变形差异较大;断裂线位于巷道正上方时对巷道维护不利,断裂线位于窄煤柱外侧时对巷道维护有利。结果表明:燕家河煤矿8105运输巷中心线距采空区边界8.5 m,护巷煤柱宽6.5 m时,巷道顶底板、两帮最大移近量分别为420、600 mm,有效保证了沿空巷道稳定性。

深部矿井工作面回撤通道稳定性及控制技术

以古城煤矿N1305工作面为工程背景,通过理论分析和现场试验等方式进行工作面回撤通道稳定性和围岩变形控制研究,即通过分析多种基本顶断裂位置情况,建立基本顶不同断裂情况下的支架受载解析式,并绘制直接顶回转角与支架受载关系图,确定基本顶断裂位置位于采空区上方时,有利于回撤通道围岩控制和机械设备的安全回撤。并以此进行回撤通道支护方案设计,通过现场试验,确定支护方案能够有效控制巷道围岩变形,尤其有利于巷道顶底板围岩控制。

15 m特厚煤层综放高强度开采窄煤柱围岩控制研究

针对塔山煤矿15 m特厚煤层综放开采留宽煤柱(38~45 m)护巷所带来的矿压显现强烈,煤炭损失严重等问题,提出15 m特厚煤层综放窄煤柱沿空掘巷技术。以8204面为工程背景,采用理论计算和钻孔窥视,确定基本顶断裂线位置距采空区煤壁为4 m,并对掘巷前基本顶弧形三角块结构稳定性进行分析,得到巷道应布置在基本顶断裂线以外及悬臂梁平衡结构保护下的应力降低区内,综合确定煤柱宽度为6 m。基于巷道的控制难点,提出高强度高预应力锚杆索、多锚索-钢带桁架、梯级锚固束锚索、钢筋混凝土防护墙、向窄煤柱和相邻面采空区注浆的强力联合支护技术。现场实践表明,巷道围岩控制效果较好,说明采用窄煤柱和强力联合支护技术是可行的。