深井冲击地压巷道无煤柱卸压掘进技术研究

对1410上顺槽巷道布置及支护方式进行了探索研究,既考虑降低冲击地压威胁,避免采掘应力叠加,又考虑了掘进速度满足1410工作面开采需要,使1410上顺槽巷道布置方式有了很大的发展,基本形成了一个适用于四层冲击地压巷道的布置模式。

切顶卸压自动成巷无煤柱开采切缝钻机关键技术

为解决切顶卸压无煤柱开采技术顶板预裂钻孔成孔效率低、钻孔角度调节偏差大、钻孔保直率差等问题,研制了ZDY2-300LM型切缝钻机,研究了切缝钻机的结构布局、车体平台、调角装置、施工钻具、水路系统和液压系统的关键技术和设计要点。进行了空载试验和负载试验,型式试验结果表明钻机各项指标满足设计要求。进行了3个煤矿井下试验,钻孔累计进尺近50000 m,井下试验结果表明:钻机满足切顶卸压无煤柱开采技术顶板预裂钻孔施工要求,并取得了良好的切顶卸压效果,有效解决了顶板预裂钻孔施工缺乏专用、可靠设备难题;且钻机具备施工作业高效、钻孔间距调节范围广、钻孔角度参数调节多,机身窄小及较好的钻孔保直率等显著特点。

近距离煤层上覆煤柱深孔爆破卸压防冲技术

文章对冲击地压的形成进行了分析,以中煤大同塔山煤矿为例,为了防止冲击地压对已知采空区下部煤层的开采产生影响,基于该矿井的地质条件以及开采条件,提出一种特定的近距离开采上覆煤柱深孔预裂卸压爆破和深孔松动卸压爆破防冲技术,并对煤矿井下爆破安全性进行分析,利用数值模拟并结合工作面具体情况确定了炮孔布置方案及爆破参数。

深埋复合煤柱工作面冲击地压防治技术研究

为了探索深埋复合煤柱工作面冲击地压防治技术,以葫芦素煤矿21201回采工作面为工程背景,研究了复合煤柱工作面形成前后的应力状态分布规律,提出了针对深埋复合煤柱工作面的联合卸压防冲技术措施,并进行了效果检验。研究结果表明:2-1煤开采后上覆坚硬顶板易在复合煤柱区域附近产生悬顶,受回采工作面超前支承压力和相邻采空区侧向支承压力的叠加影响,复合煤柱区域不但会造成高应力集中,而且易产生大量能量积聚。根据复合煤柱区域高应力集中的分析结果,设计了复合煤柱区域顶板预裂爆破和高应力煤体(柱)钻孔预卸压相结合的联合卸压技术措施。同时选取联合卸压前后21201工作面稳定回采期间的微震事件进行对比,联合卸压后微震日均频次和日均能量分别下降了71.7%、75.6%,10^(3)~10^(4) J以上微震事件明显减少且空间分布比较分散,说明设计的联合卸压技术措施效果显著,可有效降低复合煤柱工作面回采期间的冲击危险性。

营盘壕煤矿深部多煤层开采地表移动变形规律及最优错距研究

鄂尔多斯东胜煤田为侏罗系含煤地层,诸多深部矿区2-2煤层和3-1煤层全区可采,并且煤层间距较小。以营盘壕煤矿为地质原型,通过FLAC3D和UDEC数值模拟软件构建研究区域数值模型,围绕2-2煤层和3-1煤层开采引起的地表移动变形及应力场演化规律进行研究。结果表明:多煤层重复采动将引起沉陷盆地中心投影向下煤层采空区方向移动,进而逼近煤层初采中心投影,并最终越过之;两煤层连续开采后,地表最大下沉值小于两煤层单独开采最大下沉值之和,煤层复采下沉系数小于初采下沉系数;煤柱错距与地表移动参数关联密切,错距系数与地表下沉系数、水平移动系数和主要影响角正切分别呈对数正态函数、凹抛物线和凸抛物线函数关系,并且与宽深比作为共同因子对煤层初采及复采表征参数的比值产生耦合影响;另外,同时随着错距的增大,地表沉陷盆地范围先减小后增大的趋势发展,水平移动近盆地等值线由椭圆形向梭子形演化;综合卸压错距经验公式、地表损伤程度及煤柱卸压效果确定的研究区域多煤层开采最优错距为30 m。

麦垛山煤矿沿空巷道围岩变形综合治理方法研究

麦垛山煤矿6号煤工作面巷道底鼓量达到巷道高度的50%~70%,两帮移近量达到0.7 m左右,严重影响巷道的正常使用。从现场实际出发,针对煤柱尺寸、围岩岩性以及采空区上覆岩层运动等影响因素,对130608风巷底鼓变形破坏原因进行深入分析。利用数值模拟、现场监测等方法,研究复杂地质条件下采动破坏巷道的围岩变形机理,提出“小煤柱卸压+巷道围岩改性+顶板水压致裂”综合治理方案。结果表明,结合130608工作面实际情况,预留6 m的小煤柱一定程度上缓解了应力集中现象。采用注浆方法尤其是选用高强无机注浆材料可以较好实现改良围岩特性的注浆加固效果;采用顶板水压致裂的方法,达到在一定程度上软化并致裂顶板,降低深部岩体强度的目的。研究成果可为类似矿井复杂地质条件下的巷道围岩变形治理提供借鉴。

双钻臂切缝钻机研制及现场试验研究

研制了ZDY2-300LM型切缝钻机,出厂试验前进行了钻机负载试验,结果表明:钻机扭矩、转速和压力各项指标均满足预裂钻孔施工要求。钻机首次在象山煤矿进行现场试验,累计钻孔26个,最大钻孔深度29 m,最小钻孔深度8 m,有效解决了顶板预裂钻孔缺乏专用、可靠设备的难题。