孤岛工作面非等宽区段煤柱锚注加固技术应用

针对下沟煤矿ZF303孤岛工作面推采期间运输平巷围岩破碎严重且变形速度快,致使现场支护困难的工程难题,采用现场试验方法对初期支护条件下围岩破坏规律进行了松动圈探测,采用理论分析方法对工作面推采至初次来压和“见方”期间的“非等宽煤柱”承载能力进行了理论分析,并根据分析结果设计了“锚注加固”的围岩控制方案。研究结果表明:围岩内部0~2m段为一般破碎区,2~4m段为裂隙发育区,4~10m段为完整区;工作面推采至不同区域,“非等宽煤柱”应力承载值不同,且煤柱尺寸在逐渐减小,承载能力降低。“锚注加固”围岩控制方案现场应用结果表明,平巷围岩变形量显著降低,有效地维持了巷道的稳定性。

深部复杂立体边界采场冲击地压防控技术研究

深部复杂立体边界采场在采掘期间很容易发生冲击地压,若采场再留有宽度较大的不规则阶段煤柱,则采场的冲击地压危险性更高。以侧向留设不等宽煤柱、回风顺槽上侧为立体不规则开采边界的赵各庄煤矿4137工作面为研究背景,建立了采场顶板结构力学模型,进行了冲击地压成因分析;在基于耗散结构体的耗散机制研究基础上,针对4137工作面煤层赋存条件,提出了以“L”、“I”型耗散结构体为主导的冲击地压防控技术;通过在不等宽煤柱区域实施“L”型耗散结构体,调整回采巷道煤岩体侧向集中高应力分布、改变了煤层能量耗散模式;通过在工作面实施“I”型弱结构体,在采场超前区域制造出一个动态移动的耗散结构释能体,该耗散结构体扩大了应力场范围、降低了应力集中程度、改变了煤体冲击能量聚集模式;煤层注水使采场煤体得到充分弱化,强化了耗散结构体的防冲功能。该防控技术在4137工作面进行了现场试验,试验显示冲击地压得到有效控制。

提高综采回采率的切眼设计与实践

在综采工作面切眼设计过程中,长期以来一直沿用着切眼与工作面下顺槽夹角95°~105°的巷道布置方法,造成大量煤炭资源的损失.为了提高综采工作面的回采率减少煤柱损失,论述综采工作面切眼创新设计方法及实践效果.

非等宽复合柱采区中部遗煤开采可行性分析

选取非等宽复合柱采区中部遗煤的开采为研究对象,采用数值模拟、相似模拟和理论分析相结合的方法,从遗留煤柱稳定性、围岩应力分布环境及岩体结构稳定性3个角度出发,系统分析了非等宽复合柱采区中部遗煤开采的可行性。结果表明:复合采动影响下残采区遗留宽煤柱的稳定性强于窄煤柱,中部遗煤开采过程中超前支承压力会与遗留煤柱内集中应力相互叠加,导致窄煤柱发生超前失稳,并强化宽煤柱的应力集中程度。复合柱式开采后采场会形成"遗留煤柱-上位控制层"倒置连续梁岩体结构和"下位承载层-遗留煤柱"连续梁岩体结构。中部遗煤开采过程中,上位层间岩层中的"控制层"结构会逐步发生破断失稳,尤其在通过宽煤柱时会发生切落式失稳,引发"遗留煤柱-上位控制层"倒置连续梁耦合承载结构的破坏,并导致强矿压显现;"下位承载层-遗留煤柱"连续梁耦合承载结构在中部遗煤开采过程中能够保持整体稳定。晋华宫煤矿非等宽复合柱采区中部遗煤开采可行性良好,当工作面通过复合柱采区重叠式遗留煤柱对应的高应力区域时,需要采取柱旁充填、煤柱预裂或切顶卸压等超前防控技术来削减采场强矿压。本研究可以为非等宽复合柱采区中部遗煤的安全高效开采提供良好的理论支持。