高地应力条件下沿空留巷切顶卸压关键技术参数研究

沿空留巷经历了多次采动应力影响,巷道围岩变形破坏严重。切顶卸压技术可以切断巷道直接顶与上覆岩层间的联系,改善巷道围岩条件,增强巷道的稳定性。为了探究切顶卸压关键技术参数,采用数值模拟方法研究不同切顶高度和不同切顶角度条件下巷道围岩的应力分布和位移变化情况,确定柴里煤矿263_(上)31工作面切顶高度为6 m,切顶角度为5°。经现场实践验证,263_(上)31工作面巷道围岩控制方案达到了预期的效果,研究内容可为相似条件下巷道围岩的控制提供一定的参考。

赵官矿切顶卸压沿空留巷爆破参数研究

以赵官矿2707W工作面为工程背景,对切顶卸压沿空留巷爆破参数进行研究。结合现场工程地质条件,选用双向聚能拉伸爆破技术对试验段顶板进行预裂。综合运用理论分析计算、现场爆破试验等手段,得到了合理的爆破参数:爆破钻孔深度8.0 m,切顶角度10°,炮孔间距600 mm,装药结构为5+4+3。通过现场钻孔窥视和矿压监测等手段验证了切顶爆破效果良好,在丰富切顶卸压沿空留巷爆破技术理论的同时,也为类似工况提供一定的工程借鉴意义。

切顶沿空留巷卸压机理及支护技术研究

云驾岭矿9号煤上覆厚硬岩层,采场矿压显现强烈,采用传统的沿空留巷方法围岩控制难度大。以云驾岭矿19103工作面运巷为背景,分析了切顶沿空留巷厚硬直接顶力学平衡条件,得出巷旁需提供不小于1046 kN的支护阻力。采用数值模拟的方法对比了沿空留巷在厚硬直接顶条件下切顶与不切顶时围岩变形及应力、塑性区的分布规律,结果表明:切顶后采空区顶板更容易垮落,留巷顶板稳定时下沉量仅为同期不切顶时的28.2%,切顶后留巷侧顶板垂直应力变小、水平应力增大且围岩塑性区向顶底板深部转移,揭示了预裂切顶卸压的机理为阻断工作面动压的传递以及诱导采空区顶板提前冒落接顶承压,水平应力增大的原因为切缝两侧形成的长、短“悬臂梁”变形的结果。提出了针对厚硬直接顶切顶留巷的顶板控制理念为集中支护切缝端、适当让压和形成“组合悬臂梁”,采用了“长、短锚索+单体液压支柱+可缩性U钢梁”的综合支护技术及挂网喷浆的密闭措施。现场工业性试验效果良好,切顶后留巷顶板锚索受力峰值在350 kN左右,围岩稳定后巷道规格满足二次复用的条件。

东欢坨矿切顶卸压沿空留巷聚能爆破关键参数研究

为确定切顶卸压沿空留巷合理的聚能爆破参数,实现成功留巷的目的,以东欢坨矿20221工作面倾斜中厚煤层为工程背景,采用理论分析、工程经验和现场试验研究相结合的方法,对双向聚能张拉爆破参数进行了研究,对不同爆破参数下单位长度爆破孔成缝率进行了分析。结果表明,在爆破孔深7.5 m、炮孔间距500 mm的情况下,“4-4-1”的装药结构爆破成缝效果明显,成缝率达到90%以上,在工作面回采过后顶板垮落及时,现场应用效果良好。

深埋矿井沿空留巷切顶卸压底板变形控制

目前有关巷道底鼓的研究与实践主要探讨巷道底板的变形机理及控制技术,对沿空留巷切顶卸压前后底板力学分析不全面。针对该问题,基于煤体分区破坏特征构建了切顶前后巷道围岩和底板力学模型,分析实体煤、巷旁支护及采空区对底板的作用,获得切顶前后巷道底鼓解析解,得出巷旁煤帮弹塑性区、巷道支护体及顶板下沉区底板所受载荷共同影响巷道底鼓量大小。采用数值模拟验证切顶卸压前后沿空留巷围岩破坏特征、应力分布及底鼓量变化,结果表明:切顶卸压技术可有效缩小巷道实体煤侧面及顶部的破坏区域,维持巷道围岩结构稳定;巷道底板最大应力、巷旁支护阻力、巷道底鼓量均下降,平均降幅分别为25.78%,56.14%,54.07%。现场应用结果表明,厚硬顶板沿空留巷底鼓量由709.3451 mm降至320.9658 mm,切顶卸压技术可以优化巷道围岩应力结构,抑制巷道底鼓,有效改善底板破坏情况。

大采高工作面切顶卸压沿空留巷技术应用

为实现厚煤层大采高工作面沿空留巷开采,以山西端氏煤矿3114工作面条件为背景,采取切顶卸压+恒阻大变形锚索支护方案,设计了切顶爆破参数及恒阻锚索支护参数,并在现场进行了应用。对留巷巷道回采期间围岩变形情况进行了监测,监测结果表明,巷道内顶板最大变形量为211 mm,巷帮变形量最大为197 mm,变形量均在可控范围内。

切顶卸压与柔模高水充填沿空留巷技术在综采工作面的应用

冀中能源股份公司梧桐庄矿为满足182605工作面正常接续要求,在矿182605下工作面运料巷进行沿空留巷,结合矿实际生产地质条件,实施“切顶卸压+柔模高水充填”的巷旁留巷工艺。经实践应用,留巷效果明显,经济效益及社会效益显著。一、概况,梧桐庄矿182605下工作面位于六采区,北为南翼胶带巷、南翼轨道巷、南翼回风巷,南为24号勘探线,西为设计的182605工作面,东为182603工作面。该工作面沿2号煤层走向布置,工作面沿走向平均可采长度为640m,倾向长度为150m。

深井切顶卸压与巷旁充填沿空留巷围岩稳定性研究

针对三元中能煤业深部沿空巷道围岩控制问题,以该矿2303工作面为工程背景,采用FLAC3D数值模拟方法对深井切顶卸压与巷旁充填沿空留巷围岩稳定性及控制技术进行了系统的研究。针对切顶卸压与巷旁充填沿空留巷围岩结构的非均称特征,提出了该类沿空留巷的非均称支护方案。通过对支护优化后沿空留巷塑性区、位移的变化监测结果分析,证明采取的支护方案在深井沿空留巷稳定性控制上效果显著。

切顶卸压技术在斜沟矿沿空留巷中的应用研究

针对传统的采用煤柱护巷造成大量煤炭资源的浪费、煤柱应力集中、巷道围岩变形严重,支护成本高等问题,以斜沟矿18106工作面为工程背景,提出采用切顶卸压无煤柱开采沿空留巷技术,提高回采效率,控制巷道围岩变形。现场试验效果良好,切顶卸压无煤柱开采工艺,减小沿空留巷巷道内压力,留巷巷道顶板完整,柔模墙体未出现破损、鼓包现象,实现了矿井安全高效生产。

浅部中厚煤层切顶卸压沿空留巷技术研究与应用

为缓解矿井接续紧张局面,减少矿井井巷工程量,以鲁西煤矿3下A07工作面为研究背景,结合生产地质条件、理论分析及现场实测等方法,对浅部中厚煤层切顶卸压沿空留巷技术中关键参数展开研究,确定了预裂切顶高度为6.28~10 m,切顶角度为15°,爆破间距为600 mm,切缝装药结构为2+1+1。通过在巷道内布置测站点对留巷围岩变形量进行监测,并对切顶卸压沿空留巷效果进行评价。结果表明:巷道围岩变形量较小,顶板最大移近量为193 mm,两帮最大移近量为235 mm,采空区顶板岩石在垮落后充满矸石帮,具有良好稳定性,无明显底鼓现象,留巷完整且满足使用条件,研究结果可为类似条件下的切顶卸压沿空留巷工程提供参考。

切顶卸压沿空留巷无煤柱开采技术研究与应用

玉峁新星煤矿为缓解矿井采掘接替紧张,消除区段煤柱应力集中,提高煤炭采出率,维护巷道围岩的稳定,本文以801运输顺槽为工程背景,通过理论分析和数值模拟相结合的方法,对综放工作面沿空巷道的顶板结构特征、顶板切顶参数、围岩控制技术与配套设备、沿空巷道的矿压显现规律等进行深入研究,形成一套适合综放工作面的切顶留巷技术,并通过现场测试,巷道围岩得到有效控制。

切顶卸压及复合支护体系在沿空留巷中的应用

为解决伊田煤业W3305综采工作面厚层坚硬顶板和塑性底板组合造成的沿空留巷矿压显现和巷道变形严重问题,对工作面地质条件进行分析,采用双向聚能定向爆破方法切断留巷临空侧顶板悬臂梁结构,降低顶板关键层回转应力;通过浇筑柔模墙和对其底板进行注浆加固,对沿空侧巷道顶底板施加稳定支撑;通过新型锚索综合支护,解决端头支架破坏锚索以及破碎顶板锚索失效问题。结果表明:采取双向聚能爆破切顶卸压+柔模墙支护+新型锚索支护+底板软岩加固策略能够有效解决巷道变形失稳问题,约节省费用超500万元。

厚煤层切顶卸压沿空留巷围岩控制技术研究

为解决厚煤层工作面沿空留巷过程中巷道变形量较大的难题,通过理论分析建立了切顶卸压巷旁充填力学模型,采用UDEC数值模拟方法优化了关键切顶参数,提出柔模混凝土巷旁充填切顶卸压沿空留巷支护方案。工程实践结果表明:3502工作面回风巷道锚杆受力低于未进行切顶卸压的运输巷道约37%,顶板最大下沉量在40~150 mm,帮部的变形量小于120 mm,切顶卸压沿空留巷效果良好。研究结果可为相似地质条件的工作面切顶留巷参数设计提供一定的工程指导。

煤矿爆破切顶卸压沿空留巷开采技术分析

为了探索爆破切顶卸压沿空留巷开采技术在提升煤矿开采效率及安全方面的有效性,对该技术的实际应用情况进行了研究。基于巷旁支护设计、爆破施工与喷浆防护策略,对沿空留巷开采效果进行了全面评估,详细探讨了爆破切顶卸压技术在实际应用中的关键参数,以及其对开采效率和矿山安全方面的影响。研究结果表明,该技术可以有效提升煤炭的采出率,降低了事故发生率,同时显著提高了巷道的稳定性。

复合顶板沿空留巷切顶卸压围岩稳定性研究

沿空留巷期间采空区顶板往往不易自行垮落,造成较大面积悬顶,易诱发巷道发生失稳产生灾变。以潞安集团常村煤矿N3-13工作面定向爆破切顶卸压为研究对象,采用理论分析、数值模拟以及现场监测的方式进行研究。结果表明:对于沿空留巷复合顶板实施定向爆破切顶卸压,可以有效降低柔模混凝土墙、巷道围岩以及近巷实体煤帮应力集中程度,切顶后巷道顶板和两帮的移近量分别减少了29.3%和46.9%,保证了巷道围岩的稳定性。

祥升煤业6号煤层切顶卸压沿空留巷技术研究与应用

为保障6301工作面沿空留巷围岩的稳定性,根据6号煤层的赋存条件及工作面特征,结合静力破岩原理,具体进行静力破岩切顶卸压方案的设计,设计钻孔长度为6 m,倾角偏向采空区一侧70°,钻孔间距为0.9 m,采用隔孔装药胀裂工艺;基于6301胶带顺槽特征,结合矿井生产经验,对巷道基本支护、巷旁充填体及临时支护方案进行设计,并在留巷期间进行围岩变形情况的监测分析。结果表明:6301胶带顺槽沿空留巷顺利实施,围岩变形合理,满足使用要求。

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。

丁集矿切顶卸压沿空留巷无煤柱开采技术研究

淮南矿区矿井存在采掘接替紧张、掘巷成本高等问题,如何快速降低掘巷成本、提高掘巷效率是目前亟待解决的问题。以丁集矿1452(1)工作面为工程背景,利用块体力学平衡法,对切顶卸压沿空留巷围岩结构力学模型进行了分析,得到了相应的巷旁支护阻力计算公式。对于深部高应力厚煤层,除切缝外,还需要对上覆主关键层通过“深孔弱化爆破”方法,主动增加切顶短臂岩梁的厚度,使巷道顶板的悬顶能留得住、悬得稳,同时又使冒落顶能充分垮落、碎胀和压实,对巷道顶板起一定的支撑作用。提出了上断下裂技术,明确了“上断下裂”切顶爆破参数设计方法。上断孔和下裂孔分别采用双囊袋、单囊袋配合封孔剂进行封孔,取代了传统的炮泥封孔。封孔剂具有高强度、快速凝固的优点,缩短了封孔时间,提高了封孔强度。对矿压进行了实测分析,工作面前3.8 m处离层位移值达到最大,为457mm,大量变形集中在锚杆2.8m范围内,随后离层逐渐闭合;巷道帮部变形非采煤帮侧要大于挡矸墙侧,其中非采帮最大变形量达到420mm,挡矸墙最大变形量达到201mm。监测结果表明,“上断下裂”切顶方法在丁集矿达到了较好的留巷无煤柱开采效果。

灰岩顶板切顶卸压与沿空留巷技术优化设计

根据切顶卸压沿空留巷原理,沿回采巷道采空区的一侧顶板进行切缝。当回采后,顶板在矿山压力的作用下沿着切缝自动切落,形成巷道的煤壁。这样不仅可以保持巷道的完整性又将采空区与巷道隔开,进而将自动形成的顺槽作为下一工作面的沿空巷道。但是通过现场实际操作存在不少困难,为进一步优化顺槽沿空留巷方式,研究后决定采用单元支架、锚网索、挡矸工字钢、单体支护联合支护形式替代原沿空留巷支护。

回采工作面沿空留巷爆破切顶卸压实践

煤层掘巷留保护煤柱开采,不仅会造成应力集中,还会损失高达10%~30%的煤炭资源。通过对比德丰源煤矿1334采面运输巷实施切顶卸压沿空留巷的效果总结、分析,得到巷道顶底板最大移近373 mm,非回采侧最大移近63 mm,且巷道顶板8 m范围内没有发生离层现象,该巷道可为下一回采工作面安全回采提供可靠保障。沿空留巷爆破切顶卸压有利于解决煤柱应力集中、提高煤炭回采率、缓解采掘接替紧张、防止煤柱自燃、改善矿井安全生产条件、提高煤炭开采的经济效益,为矿井无煤柱安全高效开采奠定了基础。