巷采区下巷道围岩控制技术研究及应用

当前,国内外的大量学者已经在针对巷采区下煤层开采做了大量工作,取得了丰富的研究成果。但是由于在不同的复杂地质力学和采动环境下进行煤层开采,巷采区下巷道的变形破坏机理是极其复杂的,稳定性控制方面缺乏系统全面的研究,特别是对于上部煤层开采后底板岩层应力分布规律认识不深入,巷采区下沿空巷道的变形破坏机理和稳定性控制技术研究尚不成熟。应根据采空区下巷道围岩的应力状态以及采掘扰动的复杂性,系统研究煤柱下底板岩层的应力分布规律、采空区下巷道围岩的应力位移演化规律及变形破坏的关键部位,揭示采空区下巷道围岩破坏和支护体失效的力学机制,为近距离煤层群开采采空区下巷道围岩稳定性控制提供理论依据和实用对策。

建筑物下矸石充填巷采沉陷控制研究

针对我国建筑物下压煤量大以及地面矸石堆积污染环境的现状,在分析现有建筑物下开采技术途径的基础上提出了采用矸石充填巷采进行建筑物下压煤开采。通过对矸石充填巷采地表沉陷控制原理的分析研究,确定了建筑物下矸石充填巷采地表沉陷控制方案设计的基本原则;为结合某矿地质采矿条件,做出了实例分析,并就地表沉陷进行了预计,结果表明:矸石充填巷采应用于建筑物下压煤开采是可行和可靠的。

浅部开采尾砂膏体巷采设计与地表沉陷控制

针对我国充填开采材料来源不足的问题,通过理论分析、室内实验及现场实测等方法,系统研究了尾砂膏体充填材料特性、充填工艺,进行了尾砂膏体巷采设计及地表沉陷效果分析。研究确定了尾砂膏体优化配比为水砂比1∶5,质量浓度为70%;提出了尾砂膏体巷采方案,建立了巷采充填地表沉陷模型,解决了采煤、充填、工作面通风和安全出口问题;相似材料模拟试验表明,在巷采连采连充过程中覆岩没有冒落过程,直接顶是以微裂隙和层间离层往上发育,基本顶以弯曲下沉为主;充填体密实性、变形监测及地表移动观测表明,尾砂膏体巷采对地表沉陷控制较好。研究成果在淄博市张店区沣水镇张赵煤矿102采区进行了成功应用。

薄基岩巷采矸石充填围岩变形特征的数值模拟

巷采矸石充填开采是"三下"开采中控制覆岩移动变形和地表沉陷的有效方法之一。矸石充填开采既可以避免造成污染,又能够置换"三下"压煤、提高煤炭资源回收率,还可缓解部分副井提升压力,具有重要的理论意义和应用价值。为了确定厚表土层薄基岩下巷采矸石充填开采方案,采用数值模拟方法研究厚表土层薄基岩下充填开采地表沉陷特征及围岩变形机理。结果表明:在煤柱中布置宽5.0m,高5.8m的矸石充填巷,巷间煤柱宽10m的方案是可行的。通过数值模拟验证了在煤柱中掘进巷道并利用矸石回填以置换开采出部分条带煤柱技术的可行性,巷式充填采煤方式能有效控制上覆岩层移动,此种采煤方法为"三下"难采煤层提供了一种有效途径。

矸石充填巷采等价采高模型探讨

巷采矸石充填是"三下"压煤和边角煤开采的一项新兴技术,也是绿色开采技术中的内容之一。为了创建巷采矸石充填开采围岩变形预计模型,利用F lac软件对矸石充填开采采场覆岩和巷道围岩的应力、变形分布规律进行了研究,对等价采高模型应用于巷采矸石充填开采围岩变形预计效果进行初步对比分析。研究表明:巷采全充填模型与等价采高模型具有规律上的相似性;二者之间的顶板竖向沉降趋势基本一致,模型顶部最大位移处位移相差2.125%,且都为盆地式沉降;最大垂直应力相差1.7 MPa;等价采高模型计算的底鼓最大值为335.9 mm,两者相差35.9 mm。计算分析结果与现场观测规律基本一致。

充填巷采技术研究及地表变形预测

针对建筑物下压煤开采问题,对充填巷采技术进行了研究,通过材料力学计算得出了巷道开采宽度和留设煤柱宽度,通过概率积分法,对各巷采方案的地表变形预计进行对比分析,从而确定了巷采最优方案。

矸石充填间隔巷采及对地表移动变形影响研究

为解决建筑物下压煤开采和矸石无法处理的难题,研究了矸石充填间隔巷采技术。对顶板岩梁极限跨距及留设煤柱极限承载力进行了分析,设计了巷采煤柱和留设煤柱尺寸;同时,为了控制煤层开采后对地表移动变形的影响,运用概率积分法对各设计巷采方案引起的地表移动变形值进行综合对比分析,确定采5 m宽条带,留5 m宽煤柱的方案,并进行了现场工业性试验。沿煤层走向及沿煤层倾向地表下沉监测结果表明:设计的矸石充填间隔巷采方案对地表变形的影响较小,有效控制建筑物所处地表移动变形值均在建筑物损坏等级I级范围内。

巷采采空区综合机械化复采技术实践

为了提高煤炭资源回收率,缓解采掘接替,实现综采工作面的安全高效复采,文章介绍了综采工作面过老巷安全掘进技术以及综采工作面过老巷安全回采工艺,指导综采工作面复采工作顺利完成。荡荡岭煤矿巷采采空区综合机械化复采工程实践表明:对巷采采空区不进行复采,工作面采出率仅有55.50%;若进行复采,则工作面采出率可高达96.67%。通过不断地完善和发展巷采采空区复采技术,为巷采采空区安全高效复采提供科学可靠的技术途径。

大区段煤柱的巷采回收实践

为了尽量提高煤炭资源的回收率,延长矿井服务年限,研究永久煤柱的合理回收方法十分重要。结合山西某矿开采条件,以数值模拟为手段,研究3#煤层12307工作面大区段保护煤柱的巷采回收技术,确定了合理的巷道间距和支护方式等相关参数。通过现场实践探索了大区段煤柱的回收技术。

综采工作面两巷采空区顶板垮落不及时控制技术

综采工作面两巷采空区顶板管理一直是煤矿井下管理的难题,经常有顶板垮落不及时现象,造成空顶距大、瓦斯积聚、矿压集中,给工作面安全生产带来隐患。结合各矿地质条件及历年综采工作面两巷采空区顶板管理措施,提出综采工作面两巷采空区顶板垮落不及时的控制技术及措施,保证两巷采空区顶板随工作面推进及时垮落,减少悬顶面积,防止顶板及瓦斯事故的发生。

金山煤业13103工作面老巷充填改善开采环境技术研究

以金山煤业13103综采工作面过巷采老空区为工程背景,在综合分析现有过空巷常用充填方法的基础上,设计采用粉煤灰基胶结材料液相预充填技术对老空巷道进行充填,通过配比实验研究确定粉煤灰和水泥的合理掺量比为80∶15,辅料掺量为0.5%,合理水料比为0.7∶1,设计充填系统及13103工作面空巷充填钻孔。该技术解决过空巷回采安全问题,取得较好的经济、社会效益。

破碎岩体流变特性及其应用研究

受采动应力和水-岩耦合作用,松散含水层下薄基岩煤层采场易发生出水压架致灾事故,而巷采充填方法是解决此类问题的有效途径之一。为了研究巷道充填后上覆岩层的运移规律,首先采用流变仪对充填岩体进行了流变力学试验,其次采用FLAC模拟软件建立了巷采充填的数值计算模型,分析了充填开采时煤柱与充填体的应力、位移变化规律及基岩面的运移规律。研究表明:破碎岩体的压实过程由三部分组成:颗粒的重排、颗粒的破碎和孔隙的填充、颗粒的压缩变形;蠕变状态下,当时间t≥1天,轴向位移基本趋于稳定,破碎岩体达到了一定的强度;随着充填体变形模量的增加,充填体能够有效抑制高位承载岩层的下沉量,从而减小工作面发生压架突水灾害的几率。

城郊煤矿井下矸石减排技术研究

在全国深入开展节能减排工作的形势下,针对城郊煤矿井下矸石排放难度大、制约生产的难题,结合实际生产情况,对城郊煤矿井下矸石减排进行了系统研究与技术开发。研究表明:废巷充填、断层边角煤块巷采充填和工作面矸石预存回填技术大量有效减排井下矸石的同时解放了呆滞煤量,提高了煤炭采出率,缓解了水平接替紧张,优化了采场围岩条件。

TEM一维反演技术在老窑水勘查中的应用

近年来,瞬变电磁法已成为煤矿水文地质勘查方面首选的物探手段,但受勘探精度所限,在以巷采方式为主的老窑积水勘查中应用较少。利用瞬变电磁法多年来所取得的探测经验,通过对OCCAM反演技术进行深入研究,应用该反演方法对探测资料进行解释,在宁夏盐池某煤矿成功探测了老窑积水的位置及分布范围,并得到了后期钻探验证,勘查成果为矿井防水系统的设立和综合防治水体系的构建提供有力的依据和基础资料。采用瞬变电磁法探测以巷采方式为主的老窑积水,选取有效的反演方法予以解释,可以在浅、中埋深地区取得较好的勘探效果。

巷式煤层开采煤柱附加应力分布特征

经过实测,得到了部分巷式开采煤柱上附加荷载应力的分布状况及变化特征,对采用巷式开采的地方小煤矿的地质灾害防治具有一定的指导和借鉴意义。

老空区下厚煤层综放复采工作面矿压规律实测及分析

为分析老空区下复采工作面矿压显现规律,对工作面顶板状态进行划分,并通过现场实测,分析了复采工作面支架压力分布及矿压显现规律。虎峰煤业复采工作面顶板可划分为顶煤+老空区和顶煤+老窑残留煤柱两种状态;支架工作阻力在通过采空区时呈现两端大中间小的规律,通过上分层遗留煤柱时,液压支架工作阻力急剧增大,普遍高于通过采空区时的情形;工作面上、中、下段的周期来压时间及步距均不一致,步距在15～25 m。

复采综掘面临时支护系统的应用与研究

介绍ZZJ4000/28/68型复采综掘面临时支护系统,对综掘面巷道以及小窑巷采破坏区的顶板进行临时加强支护,介绍了小窑巷采破坏区的情况,临时支护系统的布置方式、技术参数以及功能。利用FLAC3D数值模拟软件以及井下实测压力相结合的方法,分析了临时支护系统对复采综掘面小窑巷采破坏区顶板的应力与位移的影响。结果表明:临时支护系统在小窑破坏区起到了护顶的作用。

建筑物下厚煤层巷式开采可行性

介绍工业广场煤柱下中厚煤层应用巷式开采法的经验，采出率约３５％，采后２年多地表建筑完好如初。剩余残煤有条件仍可复采。

城下采煤方案探析

某县城下压煤量大,严重制约了矿井的发展。为了充分开采煤炭资源和缓解矿区采掘接替紧张的矛盾以及延长矿井服务年限,同时又能最大限度地减少地下开采对地表建筑物的损害,设计条带开采和浅部巷采两种开采方案。根据岩层与地表移动机理,应用概率积分法对设计的开采方案进行预计计算。对该矿区两种城下开采方案进行了对比分析,最终获得理想的开采方案。

矸石充填开采技术对地表变形的影响研究

基于四通煤业井田建筑物下压煤量较大,开采出的煤矸石对周边环境造成了严重污染的问题,对该煤矿建筑物下采用矸石充填技术进行开采,解决了该煤矿建筑物下煤层的开采问题,具有较好的社会经济效益。