极近距离煤层群下煤层开采巷道支护技术研究

极近距离煤层群开采导致下煤层顶板破坏严重,支护难度增大。为了研究下煤层巷道顶板支护最佳方案,以甘庄煤矿11和14号煤层开采为背景,通过岩石力学实验、现场窥视和理论计算得到了巷道的理论支护方案,采用数值模拟的方法对理论支护参数进行模拟分析,并在现场展开监测。研究表明,14号煤层理论计算支护参数为锚杆φ18 mm×2 000 mm的螺纹钢,间排距1 200 mm×1 100 mm;锚索φ15.24 mm×4 000 mm的钢绞线,间排距为2 400mm×1 100 mm,根据巷道垂直应力和垂直位移云图得到最优支护方案,并进行现场监测验证。该研究为后续巷道的支护提供了理论依据,并为类似地质条件提供了一种解决方案。

极近距离煤层群下行开采采空区瓦斯治理技术

针对极近距离煤层群下行开采中采空区瓦斯治理难题,提出了1套创新性的技术方案。分析了极近距离煤层群瓦斯涌出的规律,并基于钻孔施工、采空区瓦斯抽采施工、采空区密封工程3个方面提出了1种适用于极近距离煤层群下行开采的采空区瓦斯治理技术,旨在提高极近距离煤层群下行开采的安全性,减少瓦斯事故的发生,为中国煤炭行业的高质量发展提供技术支持。

极近距离煤层群开采区段煤柱合理宽度的研究

极近距离煤层群开采,上下两层煤区段煤柱留设宽度问题,一直是百良旭升煤矿安全生产所关注的焦点之一。基于理论计算得出,上煤层区段煤柱的最小宽度为11.88m,下煤层回采巷道的内错最小距离为2.33m。同时借助于UDEC数值模拟软件,分析上煤层在不同区段煤柱宽度条件下的区段煤柱的应力分布、塑性区分布规律,得出上煤层区段煤柱的最小宽度为12m;上煤层采空区残留的区段煤柱宽度为12m时,下煤层回采巷道在采用内错式布置时,下煤层回采巷道内错距离为3m。综合分析以上结果表明:上煤层合理区段煤柱留设为12m,下煤层区段煤柱宽度为18m比较合理。研究结果为缓解该矿的采掘关系紧张、提高煤炭资源回采率、回采巷道围岩的稳定性提供了理论支持。

极近距离煤层群下行开采下部煤层巷道支护方式研究

极近距离煤层群下行开采过程中下部煤层巷道围岩应力复杂,顶板破碎程度严重。分析了下部煤层巷道围岩应力情况及顶板破碎程度,针对巷道围岩应力情况,运用结构力学方法计算拱形支护和矩形支护方式的弯矩、剪力等力学性能,得出采用拱形支护体系时,巷道围岩应力状况将会得到明显改善。拱形锚网索支护方法应用于下峪口煤矿,监测结果表明,巷道采用拱形支护体系效果良好。

极近距离煤层群回采巷道分区支护

针对六家矿WIIN36-6工作面运输平巷单一支护效果差的问题,采用现场调研和理论分析相结合的方法,对极近距离煤层群下部巷道稳定性进行研究。研究结果表明:根据煤层层间距不同,选用锚网、架棚分区支护是一种行之有效的极近距离巷道支护技术措施。工程实践表明:分区支护效果良好,各测点总位移量最大为58.1 mm;位移量前期变化平缓,后期发生突增,但各测点总位移量均较小。

极近距离煤层群回采巷道合理位置的柱宽效应研究

针对极近距离煤层群开采地质条件,在弹性理论的基础上,推导出底板岩层中任意一点附加垂直应力解析解,绘制了不同宽度大煤柱下底板岩层垂直应力等值线图,揭示了5～#煤层垂直应力分布规律,结合大煤柱下应力非均匀分布特征的影响,最终确定沙曲矿45 m宽大煤柱支承压力下5～#煤层25301工作面胶运巷采用内错4 m布置。现场实践表明其支护效果良好,无明显变形,矿压显现较为缓和。

极近距离煤层群回采巷道矿压监测与分析

针对六家煤矿极近距离煤层群回采巷道变形严重、支护困难等问题,采用理论分析、现场监测等研究手段,对SIIS16-7工作面运输巷道矿压进行监测与分析。研究表明:巷道两帮及顶底板围岩松软,受到采动影响围岩破碎严重,支承压力升高,巷道支护困难;现场实测巷道两帮最大移近量0.56m,顶底板最大移近量0.42m,故现有支护存在不足,需对原有的梯形架棚进行二次补强支护。

极近距离煤层群巷道瓦斯综合治理技术

为了解决极近距离煤层群存在的巷道底板巷穿层钻孔消突困难、巷道联合消突困难、瓦斯治理钻孔工程量大、薄煤层普通钻机钻孔施工困难、巷道石门揭煤多、巷道掘进受邻近层瓦斯涌出影响大、单一煤层治理难以控制瓦斯浓度等问题,对高家庄煤矿采用定向钻进和普通钻进相结合的方法,实现钻孔控制范围全覆盖,消除瓦斯治理空白带;利用定向钻机的造斜功能和轨迹测量功能,实现定向长钻孔"一孔多用"和"层位控制"等;设计了全密封防喷系统,同时采用分源抽采和分单元计量,提高了通风设施和通风装备可靠性,确保了瓦斯不超限,不突出。

极近距离煤层群下部9号煤层巷道支护参数的模拟研究

本文以大桥沟煤业极近距离煤层群下部9号煤层为研究背景,采用数值模拟方式,对9号煤层巷道及切眼的支护参数进行模拟。研究结果表明,9号煤层巷道及切眼的支护参数能够保障巷道的稳定性。

极近距离煤层群下层煤回采巷道复合支护技术研究

为解决极近距离煤层群下层煤回采巷道支护难题,以山西省中阳荣欣焦化有限公司高家庄煤矿3号煤层为研究对象,对极近距离煤层群下层煤巷道支护技术进行了研究。通过现场观测和理论分析,在下层煤回采巷道采用复合支护方式,使围岩压力显现得到控制,有效减低支护成本,为安全生产工作提供有力保障,为类似矿井条件下极近距离煤层群开采支护提供参考。

极近距离下位煤层回采巷道优化布置研究

采用数值模拟及现场试验相结合的方法,确定了极近距离下部煤层回采巷道的合理位置,即通过数值模拟得出了巷道围岩变形量、两帮垂直应力、塑性区分布情况及对煤层群开采巷道布置合理位置的理论计算。

极近距离下位煤层开切眼合理位置探讨

木瓜煤矿为极近距离煤层群开采;本文以10-102工作面切眼巷道位置选择为实例,对下层煤10-102工作面切眼巷道应选择在上层煤9-104工作面遗留煤柱影响范围的低应力区内进行探讨;通过理论计算与Flac3D模拟软件建立模型进行分析,当10-102工作面切眼与上煤层9-104工作面遗留煤柱错距为0 m、4 m、8 m、12 m时,探讨切眼受遗留煤柱影响的围岩变形及塑性区分布情况,其中煤柱错距为4 m时,切眼受上层煤影响的程度降到最低;通过煤矿现场验证,10-102工作面切眼掘进后,围岩变形控制在有效范围内,围岩状况良好,能满足综采设备安装要求;实践表明,遗留煤柱错距选择4 m较为合理。

极近距离煤层采空区下递进开采矿压显现规律研究

基于天安煤业股份有限公司四矿己15、己16-17极近距离煤层群的地质条件和己16-23090工作面与上覆己15-23110采空区、相邻己16-23070采空区、己15-23130生产工作面的空间关系,采用理论分析和数值模拟的方法,系统研究了已开采工作面和正在开采工作面的对下伏近距离煤层的采动应力分布及传递规律,从而明确了矿压显现规律,得出了将己16-23090运输巷的位置布置在距己15-23130回风巷35 m较为合理,为实现“一巷多用”提供了依据。

极近距离煤层开采下煤层采场顶板破断规律

以叙永一矿极近距离薄煤层开采为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场实测的研究方法,提出了煤层群开采层间距的划分方法;并利用顶板岩梁理论推导了C20煤层直接顶断裂步距表达式;研究揭示了极近距离煤层工作面采场顶板破断规律;利用现场实测矿压数据较好地验证了理论分析和数值模拟结果。研究结果可以为极近距离煤层开采安全高效开采提供参考。

平朔二号井特厚煤层采空区下极近距离煤层开采相似模拟研究

试验针对平朔公司井工二矿21103工作面,且之前无近距离煤层采空区下大采高工作面的生产经验而做。通过相似模拟和工业试验结果,得出:1)9号煤与11号煤之间的岩层因厚度小,在21103工作面开采过程中直接顶不能保持有效维持采场的悬顶长度,随采随冒;2)21103工作面在采空区下也存在顶板的周期性跨落特性,周期步距比903采面和904采面略小,一般为20cm～28cm;3)工作面进入采空区下方前发生了顶板切落失稳。研究结果为11号煤首采工作面顶板管理和安全高效开采提供很好的理论指导,为煤炭资源开发和经济效益最大化提供了科学依据和技术保障。

极近距离煤层边界煤柱下回采巷道合理位置的确定

以六家煤矿极近距离煤层群为工程背景,应用弹塑性力学理论分析6-6煤层、6-7煤层开采后,遗留的边界煤柱下底板应力偏量不变量的分布规律,因应力偏量第二不变量可用来表示底板岩体剪应力及畸变能密度的大小、而应力偏量第三不变量可用来判断底板岩体应变的类型的物理意义,以此对6-9煤层S1工作面回风巷的合理位置进行了研究。研究结果表明:应力偏量第二不变量在底板浅部呈马鞍状分布,深部呈钟形分布;应力偏量第三不变量在底板浅部呈正负双峰状分布,深部呈正单峰状分布;根据6-9煤层的应力偏量不变量的变化情况,确定该回风巷采用与内错6.5 m的合理布置方式,并将这种布置方式用于实际,巷道支护效果较好。

极近距离易自燃煤层群工作面回撤期间防灭火技术

针对川南地区极近距离易自燃煤层群自然发火期短、采空区漏风严重等问题,分析了在工作面回撤期间不利于防灭火工作的诸多隐患。以白皎煤矿2274工作面为例,分析了该工作面回撤期间所面临的自然发火隐患,基于工作面的实际地质条件、巷道布置、进度条件等因素,提出了以采空区自然发火预报机制为基石,以"采空区高位插管注浆、控漏风、采空区注氮、工作面喷洒阻化剂"为核心的防灭火综合治理体系。

高瓦斯极近距离煤层群复合采空区自然发火动态闭环防控技术

以高瓦斯极近距离煤层群易发生自然发火为背景,对高瓦斯矿井复合采空区自燃危险因素进行分析研究,提出了复合采空区动态闭环防控技术体系:首先对采空区进行实时监测,在监测的基础上,动态调控瓦斯抽采量,对重点区域遗煤实施高低位联合注浆,对大范围复合采空区实施全断面帷幕注氮,形成监测、调控、治理相结合的闭环防控体系。