顺序开采工作面小煤柱巷道布置方法研究

为减小顺序开采条件下小煤柱巷道布置面临的相邻工作面回采扰动及采空区覆岩运动影响,以巴彦高勒煤矿为例,提出1种“窄煤柱反掘+宽煤柱正掘”的小煤柱巷道布置方式,并分3个阶段分析了巷道布置的过程及相关影响因素;通过地表岩移观测分析,得出了采空区覆岩运动特征及稳沉距离。结果表明:盘区内工作面开采顺序的不同导致采空区覆岩运动特征存在差异性;采空区稳沉距离约为900~1000 m;23104工作面回风巷布置过程中严格遵循反掘巷道滞后采空区的稳沉距离和正掘巷道长度的设置要求,完成了巷道的合理布置,保证了工作面平稳接续。

鲍店煤矿小煤柱巷道超前支护应力监测分析与支护优化研究

本文对鲍店煤矿7304工作面的小煤柱巷道支护难题,进行了系统的超前支护应力监测与详细分析,并在此基础上,提出了针对性的支护优化策略。实地监测数据揭示,巷道围岩的应力分布并不均匀,特定区域存在显著的应力集中现象。同时,由于工作面在回采过程中不可避免地受到断层等地质构造的干扰,导致巷道出现了严重的形变。为了改善支护效果,对锚杆、锚索等支护材料进行了深入的优化研究,设计了锚网支护与超前支架相结合的加强支护综合方案。该方案在实地应用后,有效控制了巷道的形变程度,增强了围岩的稳定性。

多重应力下小煤柱巷道矿压分析及治理探讨

为解决多重应力下小煤柱巷道矿压组成复杂、回采安全性较低的问题,规避由此引发的顶板坍塌伤人事故,保证小煤柱巷道掘进回采工作的顺利推进,文章进行了深入系统的探究。先简要介绍案例煤矿运行概况,然后借助UDEC模拟技术,对巷道矿压进行了仿真分析。结合岩体应力、采空区应力、采空区煤柱应力等多重应力下小煤柱巷道矿压监控实测值,提出加强煤炮预警分析、加强钻孔卸压及特殊区域管理、优化巷道支护结构等建议,希望能为类似煤矿的开采生产工作提供借鉴。

孤岛煤柱巷道围岩大变形破坏机理研究

针对刘庄矿120502孤岛煤柱巷道回采期间出现的大变形破坏情况,通过现场监测、理论分析、数值模拟等方法研究巷道围岩塑性区发育特征,从塑性区的形成和演变过程阐释孤岛煤柱巷道大变形破坏机理。结果表明:巷道围岩塑性区发育形态受双向主应力比影响,当主应力比较大时,塑性区形态呈蝶形分布且成蝶前后对主应力比敏感程度不同;塑性区形态成蝶后蝶叶旋转角度与主应力方向相关;相对于普通工作面,孤岛工作面回采期间受采空区侧向及工作面超前应力集中的叠加影响,主应力比增大,在巷道周围形成高偏应力环境,且最大主应力向采空区一侧偏转,使蝶叶旋转至巷道顶底和两帮位置,造成巷道围岩大变形破坏。

小煤柱巷道围岩变形的力学机理及演化过程研究

为研究小煤柱巷道围岩变形力学机理与演化过程,以石槽村矿某回风巷为研究对象,采用理论分析、FLAC^(3D)数值模拟以及现场实测等方法,分析小煤柱条件下巷道围岩变形的主要影响因素以及表征特点。研究结果表明:侧压系数为巷道围岩变形的主控因素;侧压系数与巷道顶底板位移量呈正比关系,与两帮位移量呈反比关系;回风巷每次受采动影响时,变形可分为巷道稳定阶段、位移分化阶段以及位移加速变化阶段;围岩变形主要发生在一次采动影响时,此时巷道变形呈现明显的不对称,左右两帮的位移量差异明显,巷道的中心位置明显偏移。研究结果可为小煤柱巷道围岩支护提供技术参考。

窄煤柱巷道非均匀变形因素及稳定性控制

为探究煤柱宽度、顶板体积模量、煤层体积模量、巷道高度与巷道宽度5因素对窄煤柱巷道非均匀变形影响的显著程度,以丰汇煤矿15104综放工作面窄煤柱巷道为工程背景,设计正交试验进行FLAC3D数值模拟。由正交试验可知,煤柱宽度对巷道的非均匀变形影响最显著,得出窄煤柱巷道非均匀变形的多元线性回归模型。通过数值模拟分析不同煤柱宽度的巷道围岩应力及位移的非均匀演变规律,最终确定煤柱宽度为8 m。将高精度数字图像相关方法(DIC)应用于相似模拟试验,综合现场调研、正交试验、数值模拟、相似模型试验得出窄煤柱巷道的非均匀变形破坏机制,基本顶破断回转对窄煤柱巷道的偏转挤压是致使巷道非均匀变形的直接原因。针对窄煤柱巷道的非均匀变形提出差异化支护方案并应用于现场,巷道非均匀变形得到了有效控制。

梅花井矿窄煤柱巷道爆破切顶卸压技术及应用

为解决梅花井矿窄煤柱巷道的安全回采问题,以梅花井矿1118106工作面回采巷道为工程背景,提出了巷道深孔爆破切顶卸压技术,设计了现场施工工艺并进行了应用。结果表明,爆破切顶卸压技术的应用能够有效降低巷道围岩应力集中程度,顶板下沉量最大值为76.75 mm,锚索受力最大值为156.64 kN,巷道围岩稳定性明显提高,控制效果显著。

综放工作面煤柱巷道软岩底板非对称底臌机理与控制

针对综放工作面煤柱巷道非对称底臌剧烈、支护维护困难、起底工程量大等难题,以大南湖一矿综放工作面煤柱巷道为工程背景,采用理论分析、数值模拟、现场试验等综合研究方法,分析了煤柱巷道围岩周边应力环境特征及其作用下的变形破坏形态。结果表明:煤柱巷道底板强度低下以及在采动影响下围岩应力环境出现非均匀现象,进而导致巷道底板塑性区出现非均匀分布,是造成非对称底臌的内在原因;底臌变形规律监测结果显示,非对称底臌程度与放煤厚度有内在联系,放煤厚度在5.9 m范围内,放煤厚度越大,基本顶岩层破断偏转角度亦越大,巷道围岩周边主应力比值、主应力旋转角度等参数越大,底板塑性破坏引起的非对称底臌变形越剧烈;底板最大塑性破坏深度位置随着主应力方向旋转角度的增加,逐渐向巷道中部位置移动,导致底臌变形最大位置分布不同,同时,煤柱巷道的这种底臌变形可控性较差,现有技术条件下企图采用高强支护是不可行的,控制上应以适应底臌变形为主;然而,当放煤厚度超过5. 9 m,基本顶岩层有沿煤柱边缘失稳切落的可能,巷道围岩应力环境趋于原岩应力状态,巷道围岩塑性区分布范围大幅降低,底臌变形较小。据此,以巷道非对称底臌规律为依据,提出了以调整采掘关系、优化巷道底臌硬化方案为主的底臌控制对策,现场应用效果良好,底臌变形量有效减少的同时,巷道底臌处理工作量亦大幅降低。

迎采窄煤柱巷道围岩控制技术研究

通过数值分析,研究了迎采窄煤柱宽度内应力场和位移场的分布规律,探讨了邻近工作面回采对巷道围岩稳定性、围岩变形的影响,并最终确定了合理的窄煤柱宽度,同时研究得到了高强锚杆锚索加固巷道围岩,重点加固窄煤柱帮的围岩控制技术。现场应用表明,合理留设迎采窄煤柱并采用高强锚杆锚索联合支护迎采窄煤柱巷道,经历两次采动影响后,巷道围岩顶底板和两帮变形量均<300 mm,有效控制了围岩的大变形,技术经济效果显著。

近断层煤柱巷道围岩变形机理及控制研究

以红岭煤矿近断层煤柱巷道为研究背景,采用理论分析、数值模拟和现场试验等手段,分析了采动影响下断层破碎带围岩应力分布规律,揭示了近断层煤柱巷道围岩应力分布演化规律及变形机理,开发了相应的巷道围岩控制技术。

沿空窄煤柱巷道中锚网梁支护的应用

通过对云驾岭煤矿地质条件的分析来选择锚网梁支护方式。给出了支护参数设计以及设备和工具管理,介绍了其支护效果。

采动影响下煤柱巷道布置优化研究

为进一步研究厚煤层上区段工作面回采后巷道的布置层位和护巷煤柱的宽度,以山西省某矿6208运输巷为工程背景,采用理论分析和数值模拟相结合的方法。在采动影响下,理论计算煤柱宽度的值为7 m并分析煤柱应力分布的特点。利用UDEC数值软件模拟分析不同煤柱宽度下,巷道分别沿煤层顶板、底板掘进布置时其顶底板、实体煤帮、煤柱帮以及巷道一侧煤柱内部的变形和应力分布规律;得出巷道层位不同,最优的煤柱宽度也不同。相比宽煤柱下,窄煤柱对煤柱巷道具有相当的稳定效果,更有利于煤炭资源的节约和回收。在可允许变形条件下,最终确定试验巷道沿煤层底板掘进,其护巷煤柱宽度为7 m,围岩控制效果良好。

深部双煤柱巷道冲击地压发生机制

针对红庆河煤矿深部双煤柱工作面临空巷道冲击地压显现强烈、破坏范围大、影响因素复杂的特征,采用地表观测、煤体应力监测、微震监测的方法,分析了影响静载荷的埋深、双宽煤柱留设和采动影响,以及影响动载的厚层顶板岩层结构和垮冒不充分的相邻采空区,研究了冲击地压发生的静载荷、动载荷演化过程,揭示了深部双煤柱巷道冲击地压发生机制。研究表明:深部双煤柱引起3-1103新辅运静载荷的组成包括基础载荷、采动应力及煤柱的侧向应力,叠加后的静载荷达到垂直应力的1.4~4.5倍,静载荷达到24.9~80.1 MPa,接近或超过煤体发生冲击地压的临界载荷;煤柱上方岩层结构向煤柱深部破坏失稳,释放弯曲下沉过程积聚的弹性能,引起煤柱的煤体应力升高,煤岩体的应力向深部转移,破坏位置距离3-1103工作面越来越近,从而诱发具有高应力集中的煤岩体失稳。

大倾角煤层小煤柱巷道锚杆支护数值模拟研究

通过对锚杆加固小煤柱护巷机理的分析,并模拟不同支护形式下小煤柱巷道的稳定性和围岩变形量,得出高强锚杆支护可有效控制巷道围岩变形,保证巷道安全和煤柱稳定,是小煤柱巷道最有效的支护形式。

千米瓦斯矿井小煤柱巷道滞后解危技术

针对千米瓦斯矿井回采过程中小煤柱巷道受相邻采空区侧向悬顶影响的问题,以某矿1208工作面小煤柱巷道为研究背景,在进行工程实践基础上,详细介绍了双端封堵水力压裂技术滞后解危的施工工艺和方法,并对工程施工效果进行了分析。结果表明:双端封堵水力压裂技术可以规避裂隙存在,能够实现有效保压,是侧向悬顶滞后解危的较好方法;基于钻孔窥视、应力监测、矿压规律分析,切顶后围岩裂隙发育明显,采动影响前侧向悬顶已经破断,表现为钻孔应力计数据明显下降,二次采动影响下工作面下部来压明显减弱,实现了良好的解危效果。

松软煤层小煤柱巷道变形机理及支护技术

为解决天池煤矿小煤柱巷道变形严重问题,分析了邻近工作面采空后本工作面煤体内垂直应力分布情况。发现是侧向支承压力与超前采动应力叠加导致巷道围岩应力水平提高,同时锚杆(索)支护范围小和护表构件刚度低使巷道支护强度不足以抵抗围岩变形力。提出了增加锚杆(索)长度、提高锚杆预紧力、采用钢筋网和T型钢护板护表的新型支护方案。实践表明,新支护方案实施后,巷道两帮移近量相对降低50%以上,控制效果较好。

深孔爆破在小煤柱巷道顶板控制中的应用

为保证深埋坚硬顶板厚煤层开采条件下小煤柱巷道稳定性,采用深孔爆破的方法对巷道顶板进行预卸压。通过小煤柱巷道顶板弧形三角块结构分析,确定顶板预断裂位置,在此基础上,根据现场地质及施工条件,首先分析确定深孔爆破单孔施工参数及装药参数,然后通过理论计算和现场爆破试验的方法,综合确定爆破孔间距为10 m,进而指导现场爆破方案设计。工程实践表明:工作面微震事件大多集中在回风巷一侧,未采取深孔爆破预卸压措施时,能量大于10^(4) J的微震事件释放能量占总能量的69%,采取措施后,工作面回采区域尤其是回风巷一侧顶板能量以小能量微震事件的形式有效释放,大能量微震事件明显减少;微震层析成像分析表明,断顶爆破作用致使煤岩体中高应力区域向深部转移,避免了对巷道及煤柱的直接影响;支架工作阻力监测得出,回风巷侧顶板来压周期较短且较稳定,来压步距平均为19.1 m,约为爆破孔间距的2倍,说明断顶爆破对顶板来压活动起到了一定的控制作用;由现场巷道变形观测得出,采取断顶爆破预卸压措施后,巷道两帮变形量及顶板下沉量较未采取措施时减少了78%和80%,未出现严重帮鼓和支护失效现象,巷道变形控制效果明显。

屯宝矿综放工作面煤柱巷道围岩破坏特征与控制对策

以屯宝矿综放工作面煤柱护巷回采巷道为工程背景,采用以数值模拟为主的综合研究方法,分析了煤柱巷道围岩周边应力环境特征及其作用下的围岩变形破坏形态。结果表明:采动影响下围岩应力环境出现非均匀现象是造成煤柱巷道围岩塑性区的非均匀性扩展的内在原因,煤柱巷道的剧烈变形主要是由于塑性破坏产生。据此,以控制巷道塑性区扩展为主线,对WⅡ02040502上顺槽进行了支护参数设计,巷道围岩深基点位移监测结果表明,整个监测期间,巷道围岩变形均在支护体可承受的范围内,围岩控制效果较好。

特厚煤层综放工作面小煤柱巷道支护技术研究

为解决特厚煤层高强度综放开采工作面小煤柱巷道维护困难的问题,以同忻矿8305特厚煤层综放工作面5305小煤柱巷道为研究背景,运用理论计算及数值模拟分析了不同支护参数对支护效果的影响,结果表明:提高预紧力,“三径”匹配保证锚固力,适当减小锚杆索长度增加支护密度以形成连续的预应力场,再配合相应的组合锚索可提高小煤柱巷道整体的围岩稳定性。基于此提出了特厚煤层高强度综放开采工作面小煤柱巷道锚网索联合支护方案,并通过现场实测验证了方案的合理性。现场应用表明:小煤柱巷道在采用高预紧力锚网索联合支护方案后,掘进期间顶底板最大移近量为63 mm,两帮最大移近量为96 mm;回采期间巷道顶底板最大移近量为420 mm,两帮最大移近量为729 mm,支护效果良好,巷道围岩变形得到了有效控制。

综放开采沿空窄煤柱巷道支护技术探析

从某矿采企业综放开采实际工程情况入手,根据窄煤柱巷道围岩的变形特点确定了综放开采沿空窄煤柱巷道支护的基本思路,对其实际支护方案进行了详细分析与阐述,并据此论证了做好这一工作在兼顾安全生产与矿采经济效益获取的过程中所起到的至关重要的作用与意义。