新街矿区深部开采邻空巷道的破坏机理:理论分析和数值模拟

深部煤炭开采时复杂的应力环境和开采条件容易引起巷道大变形和顶板冒落,严重威胁煤矿生产安全。本文研究了内蒙古新街矿区红庆河煤矿首采工作面开采时邻空巷道应力特征、破坏机理及围岩控制方法。建立了首采工作面不同开采阶段顶板长、短臂F型结构模型,基于基础静载荷、采动附加静载荷和扰动动载荷提出了邻空巷道围岩应力计算方法。此外,分析了邻空巷道围岩稳定性,揭示了邻空巷道破坏机理。研究结果表明:基础静载荷、采动附加静载荷和扰动动载荷叠加时形成高应力、能量区,易诱发邻空巷道破坏;煤柱宽度为5~10 m时邻空巷道处在低应力环境,可有效降低邻空巷道破坏风险。同时,提出了邻空巷道围岩控制方法,主要包括选择合理煤柱宽度、切断动载荷来源、降低静载应力集中程度及应用吸能锚杆。本文研究结果可为类似条件巷道围岩控制提供参考。

深部回采工作面围岩控制与瓦斯治理新实践

针对深部开采工作面回采始终面临着高压、高温、高瓦斯的“三高”环境,常规单一加大煤柱留设宽度与加强支护相结合的方式,已无法解决“高压”带来的巷道变形严重问题,采用本煤层、仰角钻、高位钻场联合抽采方式对于高瓦斯的治理收效甚微的问题,黑龙江龙煤鸡西矿业集团下属煤矿开展深部回采工作面围岩控制与瓦斯治理新实践研究,提出了巷道围岩稳定性控制技术体系和瓦斯治理技术实践方案,效果价值分析表明:该实践方案对于深部回采工作面井巷工程建设具有重大价值,为深部回采工作面的灾害防治提供科学依据和技术支持。

煤炭开采灾害防控技术研究与思考

随着煤炭开采深度的增加,将面临高地压、高温、高瓦斯、岩石流变及动压扰动等越来越多的难题。基于诸多工程灾害发生和演化特征,通过分析这些灾害之间的关系和发生机理,构建了深部矿井灾害发生的路线及相互转化条件流程图;提出了提高"小结构"强度、"大、小结构"互补的能量控制和转移措施。针对具体工程技术条件,提出了全过程防控技术设计理念。

煤矿深部巷道围岩变形研究现状

本文通过分析当前煤炭开采现状,从深部巷道围岩的变形形态、变形特征及已有研究三方面,力争为进一步揭秘煤矿深部巷道变形及支护研究提供支持与帮助.

综放工作面煤柱周围应力分布特征研究

对高瓦斯及断层赋存的综放工作面来说,合理宽度的留设煤柱不仅可以起到支撑上覆岩层压力的作用,还能隔绝采空区瓦斯,减少瓦斯扩散。但目前缺乏对不同煤柱合理留设宽度条件下围岩应力分布特征的研究,同时不同矿井影响煤柱宽度的因素各异,造成煤柱留设宽度的计算依据难以准确确定。针对上述问题,以屯宝煤矿综放工作面M9-10煤层为工程背景,采用理论计算方式得到煤柱留设宽度的最小值,采用数值模拟方式对M9-10煤层不同宽度的煤柱周围应力分布特征进行研究。研究结果表明:煤柱的合理留设宽度为30~40m;煤柱内的水平应力随着煤柱宽度加大趋向于采空区侧,说明加大煤柱宽度可以转移水平应力对巷道的影响,从而提高巷道稳定性;煤柱垂直应力具有双波峰特征,巷道侧和采空区侧垂直应力峰值与应力集中系数均随煤柱宽度的加大而降低;巷道侧应力峰值在距巷道2.5m处,之后随着距巷道距离的增加,垂直应力先急速减小,然后缓慢增加,在采空区侧出现应力峰值后缓慢减小。为验证40m煤柱宽度的合理性,在该综放工作面进行钻孔应力及瓦斯浓度现场监测,结果表明,40m煤柱留设宽度能够满足巷道支护强度和瓦斯扩散实际要求。

中国平煤神马集团煤与瓦斯共采及关键技术研究

国家973计划"深部煤炭开发中煤与瓦斯共采理论",针对深部煤炭资源开采中煤与瓦斯共采的共性基础问题,以河南平顶山矿区为研究试验基地,在深刻认识深部煤岩地质环境(深部煤岩体结构与复杂地质条件、裂隙场演化机制)、高应力环境(高地应力特征及高强度开采工程扰动规律)、共性问题(高应力强卸荷下深部多组裂隙煤岩体的力学行为、裂隙场演化规律、瓦斯场的富集及导向流动规律)的基础上,建立适合我国高瓦斯煤层赋存特点的深部煤炭开发中煤与瓦斯共采理论体系。初步形成了具有平顶山矿区特色的煤与瓦斯共采基础理论体系。研究成果为深部高突低透难采煤层的煤与瓦斯共采提供了必要的技术保障。

Experimental study on stability control technology of surrounding rock of deep roadways in coal mine

In order to solve effectively the problems of deep mining with safety and high efficiency, the multi- pie factors influencing the stability of deep rock roadway and technical problems are analyzed in the light of the severe situation of effective mining for deep coal resource, and the stability control methods for deep rock road- way are provided, which are based on the idea of combined support with separated steps and integral control of surrounding rock of deep rock roadway. The suggested methods were applied to a deep rock roadway with -648 m depth in Gubei coal mine of Huainan area. The field test was carried out and the in-situ monitoring was imple- mented, and the support scheme was optimized and adjusted to improve the stability of the surrounding rock of the roadway based on the feedback analysis. The results showed that the stability can be improved greatly by the provided control methods tbr deep roadway. The present methods lbr stability control of deep rock roadway can be used to other deep rock roadways with the similar conditions.