无巷旁充填支护沿空留巷顶板断裂位置研究

针对葛泉矿1528工作面无巷旁充填沿空留巷顶板控制难题,通过建立煤层界面应力力学模型和留巷煤体塑性区演化数值模型对基本顶断裂位置进行了力学解析和数值计算,结合基本顶断裂位置影响因素关键性分析,提出了无巷旁充填沿空留巷强力切顶支架围岩控制技术。研究结果表明:距留巷煤壁2.4 m位置基本顶开始塑性破坏,且剪应力达到最大值,数值模拟结果与基于煤体弹塑性交汇位置计算得到的基本顶断裂位置基本吻合;基本顶断裂位置关键影响因素为煤层厚度、开采深度、煤层界面力学性质及应力集中系数;沿空留巷采空一侧由π型钢梁和单体液压支柱构成的强力切顶支架改变了基本顶的切落位置,卸压作用显著,保障了无巷旁充填沿空留巷的安全稳定,为地质生产条件相似矿井提供给了技术借鉴。

无巷旁充填沿空留巷支护技术研究

沿空留巷巷道需要经受两次采动影响,矿压显现强烈,巷道维护难度大,所以有效的顶板控制是能否留巷成功的关键。项目根据实践提出的无巷旁充填沿空留巷指在巷旁空间不专门构筑人工支护物,任由顶板垮落形成巷旁支撑。采用地下工程岩体力学理论、弹塑性力学理论相结合的方法,与现场实测相结合,对无巷旁充填沿空留巷关键问题展开研究。基于无巷旁充填支护沿空留巷围岩结构力学模型,研究支护与围岩相互作用机制与过程。以葛泉矿1528工作面为例提出切顶支护设计方案及切顶调控机理与技术措施,为无巷旁充填支护沿空留巷实现围岩稳定控制奠定理论基础。

缓倾斜无巷旁充填沿空留巷技术研究

根据艾维尔沟煤矿实际工程地质状况,采用Midas软件建立缓倾斜无巷旁充填沿空留巷模型,针对800 mm厚混凝土墙和锚柱+矸石混凝土墙2种方案进行模拟计算。研究结果表明:在保证留巷稳定性的情况下,2种方案的巷道变形量控制在4~30 mm。综合煤炭回采率、施工进度、人力成本的情况,应采用锚柱+矸石混凝土墙的无巷旁充填方案。

薄煤层无巷旁充填沿空留巷技术研究

为解决无巷旁充填沿空留巷支护难度大的问题,通过理论分析巷道围岩结构及沿空留巷支护原理,采用单体支柱代替木密集支柱,并配合十字铰接顶梁的支护方式,使矸石流入巷道自然形成巷旁矸石垛支撑巷道顶板,并对支护参数进行设计,且简化了施工工艺。实践结果表明:该支护手段效果显著,沿空留巷顶底板和两帮最大变形量分别控制在800和600 mm以内,无巷旁充填沿空留巷效果达到了预期要求。

鹿台山矿无充填切顶卸压沿空留巷采空区侧巷帮形成规律

针对山西煤炭进出口集团鹿台山煤业有限公司矿井(简称"鹿台山矿")采掘接续紧张状况,同时减少相邻工作面区段巷道掘进工程量,降低掘进工程费用,确保2203工作面顺利接替,对2202工作面轨道巷进行无巷旁充填切顶卸压沿空留巷试验。理论分析了沿空留巷采空区侧巷帮形成过程,并在工作面后方沿空留巷巷帮采用"挡矸金属网+可伸缩U型钢+木板背帮"方式进行挡矸防护,连续观测了工作面回采期间巷道的围岩变形数据,总结了切顶卸压沿空留巷采空区侧巷帮形成规律特征。采用沿空留巷可以使回采工作面少掘一条区段巷道,减少煤柱损失,取消"跳采",实现连续开采,有利于生产集中化。

坚硬顶板超前预裂爆破技术在沿空留巷中的应用

针对孙庄采矿公司12465Ⅱ工作面的坚硬顶板条件,通过分析国内外沿空留巷技术和巷内、巷旁支护形式及其理论研究现状,提出了无巷旁充填沿空留巷护巷方法,采用聚能爆破技术对坚硬顶板进行预裂爆破,人为切顶缷压,配合巷内锚网支护技术,收到了良好的巷道维护效果。