定向预裂爆破技术在小煤柱沿空掘巷中的应用研究

针对小煤柱沿空掘巷期间巷道压力较大、煤柱应力集中而造成小煤柱巷道围岩控制困难的问题,以青洼煤矿为工程地质背景,提出了定向预裂爆破技术,理论研究了定向预裂爆破技术技术原理,并确定了爆破关键工艺参数,最后在现场进行了工程试验。结果表明,采用该技术后,能够有效切断采空区、煤柱上覆基本顶岩层间的应力联系,采空区侧向压力峰值减小且向深部转移;小煤柱巷道掘进期间顶底板收缩量最大为424 mm,两帮收缩量最大为160 mm,巷道围岩变形可控,说明实施切顶卸压后改善了小煤柱巷道的应力环境。通过此次试验,确保了小煤柱工作面安全生产,也为相似条件下的工程实施提供了一定技术参考。

综放工作面沿空留巷定向预裂爆破技术研究

为了解决矿井在留设煤柱开采时出现应力集中而导致巷道围岩控制难及采掘接替紧张等问题,结合古汉山矿1604综放面沿空留巷的实际地质条件,提出采用定向预裂爆破技术,对厚煤层综放面沿空留巷定向预裂爆破关键参数进行研究。通过分析定向预裂爆破原理,确定切顶高度、切顶角度及爆破钻孔布置间距是确保切顶留巷的关键参数。并对现场不同爆破方式的试验效果作了对比分析。结果表明:合理的定向预裂爆破高度为12.3m,切顶角度α、β分别为15°、60°,爆破孔装药结构为"8+6+4+2";现场实施预裂爆破后,留巷段顶底板移近量平均为624mm,两帮移近量平均为338mm,能够满足巷道后期使用的要求。为厚煤层综放面沿空留巷技术的推广应用提供技术参考。

定向预裂爆破在鹿台山矿沿空留巷的应用

为解决采掘接替紧张、巷道围岩控制较难等问题,以鹿台山矿2202工作面为研究背景,在切顶卸压沿空留巷技术中采用定向预裂爆破的方式切断顶板悬臂结构,采用理论分析、现场试验、钻孔窥视等方法,对定向预裂爆破技术进行了研究分析,得到了在沿空留巷技术中合理的爆破、装药等参数,并在现场进行了工业性试验。结果表明:采用定向预裂爆破技术中可以达到定向爆破的目的,切顶预裂成缝效果良好,能够有效切断沿空留巷中的基本顶,巷道自身的承载力得到提高,能够保障动压影响期间留巷围岩稳定,显著提高了沿空留巷支护的可靠性和安全程度,有利于安全生产,对于类似条件的切顶卸压沿空留巷中爆破参数的选择具有借鉴意义。

西铭矿48703工作面坚硬顶板定向预裂爆破技术研究

本文针对西铭矿48703工作面坚硬顶板地质赋存条件,通过应用定向预裂爆破技术并设计预裂爆破具体方案,利用矿压监测手段表明,不仅可以减小工作面顶板来压步距,还可以保证正在使用回采巷道的围岩稳定性,从而达到保证工作面安全高效回采的目的,研究结果可以推广到矿井其他类似条件的8号煤层工作面回采工作当中。

定向爆破预裂和柔模混凝土墙技术在成庄煤矿的协同应用

为了从根本上提升煤炭资源的回收率,成庄煤矿在5309大采高工作面机巷开展并实施了沿空留巷技术。针对6 m厚煤层、顶板含有硬厚岩层等复杂条件,采用理论分析和现场试验等方法,着重讨论了定向爆破预裂和柔模混凝土技术在“厚煤层、硬顶板”开采工作面的运用。研究结果表明,沿空留巷巷道在滞后工作面10~90 m范围变形较快;沿空留巷在工作面后50~100 m范围的墙体压力最大;爆破预裂切顶卸压和柔模混凝土墙的协同运用,在降低沿空留巷顶板周期来压影响的同时,增强了巷帮的承载能力,从而明显地提高了巷道整体的稳定性和可靠性。

松软煤层顶板定向聚能预裂爆破卸压增透技术

松软不稳定煤层煤厚变化大,瓦斯含量高,透气性差,而煤质又松软易碎,难以打钻,造成瓦斯抽采困难。针对上述问题,提出在煤层近距离顶板中施工钻孔进行定向聚能预裂爆破,通过控制装药结构,使爆破裂隙锲入到煤层中,从而实现对煤岩的卸压增透,强化预抽煤岩裂隙中的卸压瓦斯。现场试验表明,该技术增强了煤层透气性,提高了钻孔施工效率和瓦斯抽放效果。

切顶卸压技术在晋煤某矿XV 2301工作面的实践

为解决晋煤集团某矿综采工作面间留小煤柱沿空掘巷而导致的掘进成本高、采掘接替紧张、材料消耗大、作业成本高及系统复杂等问题,采用理论分析和现场实践方法,并结合切顶卸压技术对XV2301运输巷进行了沿空留巷无煤柱开采设计与实践,分析了双向聚能张拉成型爆破切缝机理,给出了切缝高度、切缝角度、切缝孔间距及布置方式等定向预裂爆破切缝关键参数,提出了切顶卸压沿空留巷巷旁支护方式,将巷内支护区分为3个不同区域,分别选用对应的支护模式。现场测试数据表明,滞后工作面190 m后,巷道表面变形、离层和锚索受力情况基本稳定,切顶卸压无煤柱开采技术在XV 2301工作面现场实践中取得了良好的效果。

深井高地应力动压巷道变形特征及切顶护巷技术研究

基于大埋深、高地应力条件下大煤柱巷道变形破坏严重的问题,以15110工作面为工程地质背景,理论分析了动压巷道破坏特征,提出采用切顶卸压的方法进行治理,并应运在现场。研究表明:围岩强度弱、地应力大、强动压回采以及煤柱宽度不合理是造成巷道破坏的关键因素。于是提出以切断基本顶为目标层位的定向预裂爆破技术。现场实施后15112进风顺槽顶板下沉及两帮变形均不明显,底鼓量平均达700 mm。与以往大煤柱巷道相比,巷道变形得以有效控制,巷道返修工程量大幅降低。

高地应力综放沿空留巷围岩失稳机理及控制技术

为解决工作面留设区段煤柱后巷道变形严重、采掘衔接易失调的问题,以古汉山矿1604工作面为研究背景,通过理论分析、数值模拟并结合现场试验,研究分析了综放工作面沿空巷道顶板运动及切顶力学特征,得到留巷关键参数,并进行工程应用。结果表明,沿空留巷围岩失稳具有切落、回转、破断(垮冒)和冒落等形态,提出以切断基本顶为目标的定向聚能预裂爆破技术,并配合高强锚索强化顶帮结构稳定性、巷旁可伸缩工字钢柔性挡矸防护及巷内单体柱抬棚临时支护防止基本顶断裂和垮冒的综合防控技术;留巷后顶底板相对移近量686 mm,帮部收缩量458 mm,底鼓较为明显,待留巷110 m以后基本趋于稳定状态;经简单卧底刷帮后能满足接替工作面风巷的使用要求,同时也为相似条件下实施沿空留巷提供技术借鉴。

肥田煤矿210701运输巷切顶卸压留巷技术应用

为提高煤炭回采率,减少采掘工作量,以肥田煤矿210701运输巷为工程背景,提出“切顶卸压+锚索”协同控制的设计方案。采用定向预裂切缝爆破方式进行切顶卸压,辅以锚索进行补强加固。在巷道超前段、架后段和稳定段进行加强支护,减轻采动对巷道的影响,增强了巷道稳定性。该方案可以有效减少巷道变形,保证了留巷安全。

高应力综放工作面切顶卸压沿空留巷开采技术研究

为了研究大埋深、高应力、坚硬顶板等特殊地质条件下的综放工作面切顶卸压沿空留巷开采技术,以河南焦煤能源有限公司古汉山矿1604综放工作面为工程地质背景,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,对巷道顶板运动规律进行研究,确定沿空留巷关键参数,并在现场进行工程试验。结果表明:采用定向预裂爆破技术能够阻断巷道上方与采空区上方基本岩层中的应力传递,达到卸压和预裂目的;切顶高度为12.3 m时,可切断下位关键岩层;沿空留巷巷道顶板平均下沉256 mm,采空区帮平均移近214 mm,留巷滞后工作面110 m后围岩开始趋于稳定,能够满足安全生产要求。研究结果可为类似地质条件下的沿空留巷开采提供参考。

高强度开采条件下巷道切顶护巷技术研究

针对厚煤层、高强度开采条件下的沿空巷道围岩变形严重、维护困难的问题,以布尔台矿42203工作面为研究背景,采用理论分析和数值模拟的方法研究沿空巷道围岩变形特征,提出采用定向预裂爆破技术进行切顶卸压,以保护临近采空区的巷道。基于不同切顶高度条件下的巷道状况模拟结果发现,切顶后明显改善了巷道围岩应力环境,并确定合理切顶高度为21 m,定向预裂爆破钻孔间距为1.6 m,装药密度1.2 kg/m,钻孔角度向采空区方向偏15°、向回采帮偏5°;最终在现场进行试验。结果表明,切顶后巷道两帮移近量86 mm,顶板下沉量55 mm;采用切顶护巷技术对沿空巷道起到了较好的保护作用,能够满足安全生产需要,同时也为类似矿井切顶卸压工程试验的实施提供借鉴。

坚硬顶板综采面端头悬顶处理技术应用

西铭矿8#煤顶板为石灰岩顶板,平均厚度3.08 m左右。回采过程中,经常会出现机尾采空区悬顶面积大于2×5 m2的情况,顶板及上覆岩层的重量施加到煤柱上,导致煤柱变形严重。采用提前在超前支架段对顶板进行浅孔定向爆破预裂和预打密集切顶卸压孔的方法卸压,避免了悬空顶板大面积垮落所造成的急增压,减小下一工作面相邻巷道围岩变形,有效地防止了工作面端头悬顶突然垮落及瓦斯超限带来的安全隐患。