深孔爆破切顶卸压沿空留巷支护技术研究

沿空留巷技术是无煤柱开采的重要途径之一,在提高煤炭回收率的同时还取消遗留煤柱引起的应力集中或动力灾害等问题。为缓解采掘接替紧张、提高煤炭资源回收率,以山西沂庆矿Ⅱ13102沿空留巷工作面为工程背景,采用理论分析确定了深孔爆破切顶卸压沿空留巷切顶角度、高度和钻孔间距等主要参数,并提出了沿空巷道围岩控制方案,同时开展现场工业试验,有效控制了巷道围岩变形破坏。

深孔爆破在深井坚硬复合顶板沿空留巷强制放顶中的应用

为防止深井坚硬顶板沿空留巷的充填墙体在顶板垮落时被压坏,特采取深孔爆破强制放顶来释放顶板压力以提高沿空留巷的护巷效果。通过数值模拟和理论分析的方法,阐述深孔爆破强制放顶的卸压机制。炸药在坚硬岩体中爆破,爆破孔周边的岩体受爆轰应力波作用产生大量裂隙并发生大幅度位移,使爆破孔周围的应力重新分布,厚层顶板垮落,降低了巷旁充填墙体的附加载荷,从而起到护巷作用。最后,在潘一矿东区1252(1)工作面进行超前深孔爆破强制放顶的现场应用,在经历工作面回采和充填留巷稳定阶段后,墙体整体维护效果良好,对类似条件下沿空留巷强制放顶具有很好的借鉴意义。

深孔爆破切顶条件下巷旁支护墙宽度研究

为消除悬臂梁顶板对留巷的旋转挤压影响和确定合理宽度的巷旁支护墙,通过深孔爆破预裂切落巷旁采空区侧断裂带以下顶板,根除悬臂梁形成的条件,人为致使巷旁支护墙只承载其上覆静止平衡的岩体质量。在此静力学模型计算中,由巷旁支护墙支护阻力和巷旁断裂带以下悬露顶板长度的关系研究,分析了侧向悬露顶板对巷旁支护墙的破坏影响;由采用深孔爆破切顶后巷旁支护墙支护阻力和断裂带高度的关系研究,得出切顶后顶板对巷旁支护墙的挤压破坏明显减少,进而维护了留巷的稳定。推导出巷旁支护墙宽度的力学计算方程,计算得出C30混凝土材料巷旁支护墙的合理宽度范围,采用动压系数1.2,得到切顶条件下巷旁支护墙的1.5m宽度值解析解,将这一参数成功在工程实践中应用。南阳煤矿3207工作面运输巷矿压观测结果表明,切落断裂带高度以下的巷旁采空侧顶板有助于留巷的稳定,在此条件下确认的巷旁支护墙宽度是合理和可行的。

深孔爆破切顶对沿空留巷围岩稳定性影响的研究

为了在山西省南阳煤矿3207工作面顺利实施沿空留巷无煤柱开采,在靠近巷旁支护墙的采空区侧进行超前深孔爆破预裂顶板,通过数值模拟计算和现场工业试验,进行了深孔爆破切顶对沿空留巷围岩稳定性影响的研究。以南阳煤矿3207工作面运输巷沿空留巷为背景,构建了数值模拟计算模型,计算了留巷的顶、底板位移和墙体、煤帮的位移,分析了留巷围岩的应力分布与变化。数值计算表明,切顶后沿空留巷围岩应力和位移的减小幅度较大,围岩稳定性显著提高。现场工业试验研究表明,深孔爆破切顶能有效地消除悬臂梁顶板对留巷围岩的旋转挤压破坏,有助于沿空留巷结构保持稳定和完整。

预裂深孔爆破切顶卸压沿空留巷技术研究

沁新煤矿为缓解采掘接替失衡局面,减少巷道掘进工程量,结合矿井煤层顶底板地质条件,设计“预裂深孔爆破切顶卸压沿空留巷技术”方案,以1025工作面作为试验地点开展了沿空留巷技术试验。通过对1025下顺槽进行补强支护后,在顺槽采空侧顶板施工深孔预裂爆破,实现对工作面顶板的预裂卸压,使工作面在回采过后采空区顶板岩层沿预裂爆破设计位置垮落,垮落后的矸石在靠近采空侧充填巷帮支护后方空间,形成下一工作面的回风顺槽。留巷后经过3个月的维护管理及矿压观测,1025下顺槽留设巷道围岩基本稳定,巷道顶帮变形量在可控范围内,满足回风顺槽使用需求。

深孔预裂爆破沿空留巷技术及顶板应力分布规律

针对沿空巷道侧向坚硬顶板垮落不及时导致巷道围岩应力和位移急剧增高的问题,利用深孔预裂爆破技术,控制沿空留巷条件下的巷道围岩变形。以南阳煤矿3208综放工作面为工程背景,利用弹性力学理论,构建工作面沿空巷道侧向悬臂梁结构模型,分析深孔爆破和巷旁支护体对岩梁应力分布的影响作用,揭示深孔爆破切顶前后巷道岩梁内部应力分布及破断规律,确定爆破切顶关键参数,对深孔爆破预裂顶板及巷道主动支护后沿空巷道的围岩控制效果开展评价。研究结果表明:深孔爆破预裂顶板能充分发挥切落岩体的自承载作用,阻挡高位岩层的下沉破断,有效改善沿空留巷顶板应力分布状态;切顶后岩梁最大主应力和剪应力明显降低,可转移沿空留巷顶板压力和减弱巷旁支护体的承载力;顶板易于在巷道煤壁上方发生压剪破坏,爆破预裂顶板以及巷旁支护体的存在,均使得巷道顶板破坏范围明显减小;3208综放工作面应设计爆破切顶高度16.8 m,爆破钻孔倾角60.3°为宜;结合锚杆锚索补强支护和单体支柱临时加强支护,可有效控制3208工作面沿空巷道变形。

深孔聚能顶板预裂爆破沿空留巷技术研究及实验应用

分析沿空留巷技术特点和难点,有针对性地提出"深孔聚能顶板预裂爆破"技术,并采取预制块砌墙护巷方案,通过高山煤矿1902工作面的现场实验考察,验证了上述顶板预裂爆破技术及预制块砌墙护巷技术在解决沿空留巷技术难题方面的作用,有效减轻巷道的变形,解决巷道维护困难及漏风问题。

深孔爆破预裂厚硬顶板在沿空留巷中的应用

针对厚硬顶板不易垮落造成沿空留巷充填墙体及围岩应力较高,在采动影响下容易导致墙体垮塌及留巷围岩变形严重问题,通过在采空侧顶板中施工深孔进行预裂爆破的方法破坏老顶内部应力场,减小采空侧悬臂结构,可有效减小充填体载荷,利于维护沿空巷道围岩的稳定。通过在1252(1)工作面进行工业性试验,应用效果良好,有力维护了沿空巷道围岩变形及稳定性。

深孔爆破预裂顶板卸压沿空留巷技术应用

为减少资源浪费,保证矿井的采掘接替,在葛泉矿1727工作面运输巷应用了深孔爆破顶板卸压沿空留巷技术。通过在超前工作面进行深孔爆破预裂顶板,使顶板在顺巷道方向形成贯通裂隙,当顶板冒落时隔断应力传导,达到顶板卸压目的,减少巷道采动变形,并配合留巷支护工艺、采空区喷浆封闭工艺,实现沿空留巷。此次沿空留巷共505 m,通过观测及数据分析,留巷滞后工作面100 m范围围岩变化量较大,100 m以后围岩逐渐趋于稳定,留巷整体断面超过原巷道90%,满足作为1729工作面运料巷的使用。该技术可为其他类似矿井提供借鉴。

深孔爆破在坚硬顶板沿空留巷中的设计及应用

针对曙光煤矿1226工作面运输巷沿空留巷时坚硬顶板的悬顶及不易垮落问题,特采取深孔爆破强制放顶的方法来释放顶板压力。首先对巷道地址生产条件及深孔爆破强制放顶卸压机理进行分析,进而设计出详细的深孔爆破方案及具体参数,并在1226工作面运输巷实施了超前深孔爆破。现场矿压观测发现,沿空留巷在经历了巷道掘进、工作面回采、留巷施工、留巷后继续服务等几个阶段后,巷道围岩整体变形处于可控状态,实现了预期的技术及经济效益,保障了矿井安全生产。

浅孔爆破切顶卸压在厚硬顶板沿空留巷中的应用研究

针对厚硬顶板沿空留巷大面积悬顶、巷旁充填体大变形等问题,浅孔爆破切顶卸压是优化沿空留巷围岩结构的有效途径之一。以三河尖煤矿厚硬顶板为工程背景,采用LSDYNA数值模拟和理论计算方法分析了浅孔爆破切顶卸压机理,确定了合理的沿空留巷切顶卸压参数。研究结果表明:相邻炮孔可以起应力导向和叠加效应,裂隙产生以拉伸断裂破坏为主,破碎区和裂隙区为厚硬顶板断裂提供了弱面,厚硬顶板及时垮落,消除大面积顶板突然垮落产生急增压和冲击破坏的危险。采用浅孔爆破切顶卸压+巷旁充填体相结合的留巷围岩控制技术,建立了浅孔爆破切顶卸压沿空留巷力学模型,确定了炮孔深度为5000 mm、孔径为42 mm、装药不耦合系数为1.3、炮孔间距为900 mm、炮孔向采空区侧倾角为80°、充填体支护阻力为7.73 MN/m的切顶参数。研究成果成功应用于三河尖煤矿72207工作面沿空留巷切顶卸压工程实践,留巷围岩保持完整,维护效果较好。

爆破切顶与联合支护技术在沿空留巷中的应用研究

针对河南能源化工集团永煤公司陈四楼煤矿综采工作面动压影响造成沿空留巷围岩变形严重的问题,运用理论分析和现场实测相结合的方法,分析了切顶卸压爆破技术的基本原理,介绍了21701综采工作面和巷道的概况,根据21701工作面回风巷现场的实际情况,提出了采用切顶卸压爆破沿空留巷技术,确定了切顶卸压爆破的技术参数,将工作面回采期间留巷段分为超前支护区、滞后支护区、成巷待稳定区及成巷稳定区4个区域进行管理,并制定了相应的巷内及巷旁支护设计。现场试验结果表明,通过采用爆破切顶与联合支护技术效果明显,沿空留巷顶板变形量较小,从而有利于安全高效回采。

薄煤层切顶卸压沿空留巷开采技术研究与应用

为缓解矿井采掘接替紧张、少掘巷道、提高采出率、优化工作面布置等,针对某薄煤层煤矿,运用理论分析和现场实践的方法,根据现场实际情况,对“切顶卸压沿空留巷技术”工艺流程和关键参数进行设计,理论计算确定爆破钻孔参数,设计了围岩控制技术方案。通过现场进行爆破窥视和矿压观测,表明采用切顶留巷无煤柱开采技术预裂深孔爆破成缝效果良好,围岩变形较小,成巷稳定,为实现该矿安全、高效、智能开采奠定了基础。

沿空留巷技术在综采工作面的应用

为提高采面煤炭资源采收率、缓解采掘接替紧张局面并为降低巷道掘进成本,将切顶卸压沿空留巷技术应用到3804综采工作面。依据3804综采工作面现场地质条件、顶板岩性,对3804机巷超前支护、切顶爆破以及临时支护方案等进行设计。现场应用后,3804机巷留巷段顶底板、两帮最大收敛量分别为242、283 mm,留巷段围岩变形量较小,可满足邻近采面使用需要。

切顶卸压沿空留巷技术研究及应用

针对留设区段煤柱护巷引起的资源浪费、煤柱集中应力、采空区发火等问题,结合东荣三矿东八里部-500水平8#煤层地质情况,进行切顶卸压沿空留巷无煤柱护巷技术研究.常规沿空留巷护巷时,护巷体（矸石墙、充填、木剁）常受采空区顶板的悬臂压力影响,导致巷道变形严重甚至顶板破坏.该研究在深孔爆破技术基础上,采用理论研究、切顶参数设计等方法,在工作面超前进行沿空巷道顶板的预先深孔爆破,实现人工切顶,降低了护巷体所承受的顶板压力,形成切顶卸压沿空留巷技术.该技术解决了东荣三矿生产接续紧张、沿空巷道顶板控制难题,提高了矿井资源回收率,对沿空留巷技术应用有着参考借鉴意义.

厚层坚硬顶板工作面沿空留巷技术

针对凤凰山煤矿厚层坚硬顶板条件下工作面沿空留巷难度大,留巷变形严重的情况,结合顶板移动规律,采用顶板预裂爆破技术,利用采场周期来压沿空切顶,形成上覆基本顶岩梁的支撑结构,控制基本顶的回转和下沉变形,实现卸压作用。结合154307工作面沿空留巷工艺特征,分析了坚硬顶板条件下沿空留巷充填系统工艺流程、顶板预处理手段、留巷内辅助加强支护方式,并对留巷期间围岩移近速度等活动规律进行观测分析。留巷后巷道断面8 m2以上,巷道顶板完整稳定。

坚硬厚顶厚煤层条件下沿空留巷工艺研究

详细介绍了厚层坚硬顶板综放采煤条件下混凝土充填沿空留巷的工艺,详细分析了留巷的基本支护、超前补强支护和单体临时加强支护技术,特别强调分析了深孔爆破预裂顶板和混凝土模袋挂设工艺;通过现场应用表明深孔爆破切顶、锚杆索支护、巷旁混凝土支护和单体临时支护四位一体的工艺适合此种条件下的沿空留巷要求。对于坚硬厚顶开采厚煤层实施沿空留巷有一定的借鉴意义。

土城矿爆破切顶沿空留巷技术研究与应用

分析沿空留巷巷内、巷旁支护特点，介绍沿空留巷爆破切顶以及锚喷支护、W钢带支护技术的工程实践应用。

基于切顶卸压的钢管混凝土沿空留巷技术

霍尔辛赫煤矿在450 m埋深、5.9 m厚煤层综放工作面成功实现了"深孔爆破切顶卸压+钢管混凝土立柱巷旁支护"的沿空留巷技术,为深部开采、高地应力、厚煤层采场沿空留巷提供了一种经济、可行的方式。通过数值模拟确定了该条件下深孔爆破切顶卸压合理的切顶高度为20 m,根据煤柱应力实测结果得出,切顶卸压后可使煤柱应力集中程度降低约80%。

象山矿切顶卸压沿空留巷技术研究

以象山矿21308工作面为研究背景,进行切顶卸压沿空留巷技术研究。应用爆破预裂切缝、锚索支护等方法设计施工。经监测,巷道变形较原留巷方式效果好,顶、底板移近量小。