托煤顶开采“三软”煤层的关键技术

文章介绍林南仓矿在特有的“三软”煤层实施托煤顶开采 ,所采取的相应措施 ,保证了开采工作的正常进行。

深部煤层托煤顶掘进施工支护方案分析

煤矿生产过程中,巷道的支护安全是关键,合理的支护方式能够确保安全生产。介绍了范各庄矿矿井地质条件,通过将锚杆、锚索配合钢带支护和金属支架支护方式的支护效果进行对比,论证了锚杆、锚索配合钢带联合支护适用于沿空留小煤柱巷道深部煤层托煤顶掘进施工。

综放工作面托煤顶锚网支护技术研究与实践

开滦范各庄矿业分公司2529N工作面区域为12煤层与12下煤层合区,平均煤厚6m,设计采用综采放顶煤开采工艺。为保证工作面的安全高效回采,工作面通风巷、运输巷及切眼掘进时采用托煤顶锚网支护。根据巷道围岩条件,采取有针对性的支护对策,取得了较好支护效果,为综放工作面托煤顶锚网支护提供了强有力技术支撑。

托顶煤切顶留巷围岩控制技术研究

为了解决托顶煤巷道围岩变形难以控制的问题,运用理论分析、离散元数值模拟及现场工业试验相结合的方法对义棠煤业100602工作面切顶成巷围岩控制技术进行研究,分析了不同切顶高度、采高对留巷围岩变形影响规律。研究发现,适当增加切顶高度并降低采高有利于巷道围岩稳定,并确定开采技术参数为切顶高度24 m、采高6 m。现场监测结果显示,在合理的支护策略及开采工艺参数下,托顶煤切顶留巷围岩变形控制效果良好。

三软煤层托顶煤巷道支护技术

针对一矿井井下巷道施工中遇到的工程技术难题,采用钻孔触探法在巷道施工现场对煤层及顶板岩体进行了强度测试,并以工程现场调查为基础,定义了技术难题,分析了三软煤层托顶煤巷道的变形特征。针对三软煤层巷道在截割过程中顶煤冒落的难题提出超前管棚加固的控制方法,并配套采用双层加固、强护表预紧力扩散和平顶U型棚加固的方法形成成套的围岩控制技术开展工业试验。实践结果表明,该技术在三软煤层托顶煤巷道中能够有效控制围岩变形破坏。

松软破碎厚顶煤大跨度切眼变形破坏特征与控制技术

安阳主焦煤矿大断面切眼常采用被动支架沿顶布置,围岩变形量大、易漏冒,工人劳动强度大。针对上述问题,采用数值模拟方法研究了裂隙发育、位移和应力分布与切眼跨度之间的关系,提出了围岩控制策略和支护方案。结果表明,随着切眼跨度的增大,围岩塑性区范围逐渐增加,顶板以剪切滑移或拉剪破坏为主,两帮以泊松效应膨胀拉伸—剪切破坏为主;顶板下沉量、巷帮内挤和底鼓量均逐渐增大;顶煤、直接顶和基本顶部分岩层逐层渐次移动,顶板部分区域出现较大的裂隙,冒落拱以上深部顶板发生整体移动;巷道顶底板中有害拉伸应力区域范围呈现拱形分布,且逐渐增大。根据切眼围岩变形破坏特征,提出了高强度、高刚度、高预紧力的强力支护和被动单体液压支柱补强的主被动联合支护方法。现场工业性试验表明,切眼围岩得到了有效控制,可为类似裂隙发育托顶煤大断面切眼围岩控制提供参考。

突出煤层托顶煤石门揭煤支护技术

突出煤层石门揭煤过程中,由于顶煤煤体松软、瓦斯含量大、压力高且容易受地质构造等影响,易出现漏垮型冒顶、片帮、瓦斯超限、煤与瓦斯突出、瓦斯窒息伤人等事故。羊东矿8206运料石门揭煤期间采用煤体注化学浆加固、迎头打设超前锚杆,可有效改善煤体结构,提高煤体完整性和承载能力。留煤假顶巷道掘进期间,通过打钻掌握煤层赋存位置及形态,灵活选用长5~11 m锚索支护,为锚索提供可靠着力基础。结果表明,该措施保证了石门揭煤期间顶板支护强度和刚度,实现了8206运料石门快速安全高效揭煤。

榆树坡矿托顶煤巷道高效快速掘进支护技术研究

为有效缓解榆树坡矿采掘接替紧张的问题,以2203工作面进风巷为工程背景,采用理论分析、数值模拟、矿压监测等手段,进行托顶煤大断面煤巷支护方案优化研究,结果表明:采用柔性长锚杆可形成连续的厚层连续梁结构,掘巷阶段巷道表面变形量较原支护明显减小,掘进速率提高至原方案的1.64倍,采用柔性长锚杆支护在保障围岩稳定的前提下大大提高了掘进速率,可在该矿推广应用。

红岭煤矿托顶煤1703上巷锚网索联合支护技术实践

针对红岭煤矿托顶煤1703上巷易出现冒顶、后期变形大、支护困难问题,给出了托顶煤巷道锚网索联合支护参数校验方法,提出了“T型钢带+顶板锚杆锚索+帮部锚索护表金属网+护表金属网”的联合支护技术及方案。该方案在红岭煤矿托顶煤1703上巷进行应用,托顶煤1703上巷两帮移近量为68 mm,顶底板移近量为57 mm,巷道围岩控制效果良好。

庞庞塔煤矿托顶煤巷道锚喷注联合补强支护技术

庞庞塔煤矿9-8032巷受采动影响、托顶煤掘进,巷道局部矿压显现明显。通过顶板钻孔窥视法,确定巷道需要补强支护的范围为1800~1955 m之间,提出了“扩刷帮注浆+注浆锚索+顶板喷浆+架棚”联合补强支护方案。结果表明:巷道顶板离层量控制在22 mm以下,顶板最大下沉量为24 mm,整体稳定性较好,说明提出的补强支护方案能够及时有效控制围岩变形,满足矿井安全高效生产需求。

大断面托顶煤巷道支护参数优化研究

针对大断面托顶煤巷道,通过采用数值模拟及现场监测对王庄煤矿7105运输巷道进行了支护参数的优化研究,得到了合适的支护参数,并对其支护效果进行了监测。观测结果表明,该支护方案有效地控制了运输巷道围岩变形,很好地保证了大断面托顶煤巷道的安全,为今后的类似巷道提供了参考。

锚网索联合支护在大断面托顶煤切眼中的应用

在介绍锚网索联合支护机理的基础上,综合分析综放大断面切眼围岩破坏的机理及其主要特征,并阐述了其支护重点。同时结合锚网索联合支护在龙固矿井首采1301N工作面切眼支护中的成功实践,论证了锚网索联合支护在综放大断面切眼支护中应用的可靠性,为同等条件下的应用推广提供借鉴。

大断面托顶煤巷道支护技术研究

随着煤矿开采深度的不断加深,为了满足大型设备的正常使用,巷道断面的日益扩大,给巷道支护及围岩稳定性带来巨大挑战。基于义马常村矿21170工作面巷道工程地质条件,采用现场测试、数值模拟、理论分析及现场试验等方法,对大断面托顶煤巷道的破坏特征进行分析,研究了大断面托顶煤巷道的变形破环特征和支护理论,大断面托顶煤巷道变形破坏的诱发因素,提出了大断面托顶煤巷道"全断面控型易损部位强化控制技术",并确定21170工作面巷道的扩掘方案,现场应用效果显著。对大断面托顶煤同类巷道支护具有借鉴作用。

托顶煤、软岩复合顶板大断面综放切眼的支护研究与应用

托顶煤、复合顶板大断面切眼的支护是煤巷支护的难点,该文介绍了长城煤矿利用锚杆、锚索联合支护加单体在大断面综放切眼中的设计及应用,以及针对实际条件采取的施工保障措施,确保了软岩复合顶板大断面综放切眼支护的可靠性。

显德汪矿软煤巷道托顶煤锚网支护研究

通过理论分析和数值计算,确定了在软煤层综放面巷道中托顶煤锚网索支护的施工工艺及支护参数。巷道掘进时,采用分次掘进方式增加顶部软煤的自稳时间,保证了锚杆施工的顺利进行。选择长度合理的顶板锚杆支护,防止了锚固区外顶板离层的发生。利用数值计算的支护强度与顶板下沉量关系曲线拐点确定了锚网支护强度,有效地减少了顶板下沉量。方案实施后,巷道总体维护效果良好,顶煤处于稳定状态。

不稳定松软煤层托顶煤回采巷道围岩控制研究

新安矿松软煤层托顶煤巷道顶煤抗压强度7.64 MPa,顶煤厚度不稳定,在0～9.5m之间,极易发生离层、冒落,从而影响巷道的整体稳定性。通过研究不同顶煤厚度对围岩稳定性的影响,揭示不稳定松软煤层托顶煤巷道围岩稳定机理,提出3种支护方案进行模拟比较,选择最优方案进行现场实施,矿压监测结果表明支护效果显著,为新安矿回采巷道托顶煤支护提供理论依据,同时创造了显著的经济效益。

深部托顶煤巷道支护技术研究

针对新矿集团新巨龙煤矿-800 m水平托顶煤巷道围岩变形破坏严重的问题,通过现场调研,得出了该类巷道变形破坏特征,顶板变形破坏明显高于两帮。基于数值模拟,探讨了托顶煤巷道围岩的塑性破坏范围,提出了高强度锚网索联合支护,确定了支护参数,并将锚网索联合支护应用于现场,取得了较好支护效果,为此类托顶煤巷道的支护设计提供了借鉴。

较薄中厚煤层托顶煤的研究应用

通过对陶二矿几个综放工作面的研究,详细介绍了较薄中厚煤层如何实现支架钻底及托顶煤,以及较软煤层对支架型式的要求,指出综放做为一门新工艺的发展方向和以后应解决的问题。

煤矿大断面托顶煤巷道变形机理及控制技术研究

为了解决煤矿大断面托顶煤回采巷道支护问题,以王庄煤矿7105工作面运输巷为工程背景,通过数值模拟分析了大断面托顶煤巷道裸巷平衡时围岩塑性区形态、位移及应力演化规律;基于普氏自然平衡拱理论,建立了两帮稳定时大断面托顶煤巷道顶板冒落拱力学模型,通过数学计算得到了分层冒落拱高度,运用两帮塑性区力学模型计算托顶煤巷道帮部塑性区宽度,结合数值模拟方法,设计了锚杆锚索联合支护参数和支护方案,并应用于工程实践。研究结果表明:巷道周边出现"蛙形"塑性区,顶板拉伸破坏区呈规则穹隆形,与巷道顶板普氏拱效应相吻合,托顶煤离层严重,冒落拱高度超过托顶煤厚度;两帮在该工况下塑性区发展有限,帮部较为稳定;在厚顶煤存在情况下,大断面托顶煤巷道变形特点是顶板最大,帮部次之,底板最小。现场监测结果证明,借助大断面托顶煤巷道顶板冒落拱力学模型、两帮塑性区力学模型理论计算,结合数值模拟比选的巷道锚杆支护参数和支护方案,能有效控制围岩变形,保持巷道稳定。

煤矿大断面托顶煤巷道围岩变形破坏机理

为了解决煤矿大断面托顶煤巷道支护难题,借助理论分析、数值模拟等方法对王庄煤矿7105工作面运输巷围岩变形破坏机制进行研究,分析了不同巷道断面、顶煤厚度在无支护时的围岩塑性区、位移场、应力场的演化规律。结果表明,顶煤厚度对大断面托顶煤巷道的稳定性影响重大,顶板下沉量随顶煤厚度增加而变大;随着巷道断面的扩大,围岩塑性区相应增加,两帮和顶板变化较大,底板无明显变化;适当减小顶煤厚度,即增大巷道高度,可有效控制巷道顶板变形,但应对巷道两帮加强支护;若巷道宽度,即跨度增大,顶板的位移量增加,应补打锚索加强顶板支护。监测结果显示,基于此结论设计的支护方案能有效地控制围岩变形。