风氧化带附近软岩顶板特大断面切眼施工技术

针对张集煤矿首个位于风氧化带附近的特大断面切眼(8000 mm×3400 mm)施工,采取高强度锚梁网加大密度挑棚的联合支护技术和导硐法分次掘进技术施工,取得了成功。该技术创新不但为张集煤矿今后6煤大断面掘进支护提供了技术支撑,同时也可为淮南矿区类似条件下特大断面切眼施工提供良好的技术借鉴。

特大断面切眼受载变形特征与支护技术研究

为了解决特大断面切眼巷道支护难题,以曹家滩煤矿122106切眼为工程背景,结合理论分析与离散元数值模拟研究了不同顶板跨度条件下巷道受载变形特征,提出了“二次成巷+单体液压支柱+高强锚网索+W钢护板”的大断面煤巷高强度、高预紧力、低密度减跨支护技术,提高了支护效率,显著加快了巷道掘进速度。研究表明,当顶板跨度超过9m后其稳定性大幅下降,极易出现表层煤体破坏垮冒的现象;随着顶板跨度的增加,两帮破坏范围变化较小,顶板破坏范围显著增加;通过现场实测对研究成果进行了验证,巷道未出现明显变形,支护体受载始终稳定。

特大断面切眼受载变形特征与支护技术研究

为了解决特大断面切眼巷道支护难题,以曹家滩煤矿122106切眼为工程背景,结合理论分析与离散元数值模拟研究了不同顶板跨度条件下巷道受载变形特征,提出了“二次成巷+单体液压支柱+高强锚网索+W钢护板”的大断面煤巷高强度、高预紧力、低密度减跨支护技术,提高了支护效率,显著加快了巷道掘进速度。研究表明,当顶板跨度超过9m后其稳定性大幅下降,极易出现表层煤体破坏垮冒的现象;锚杆的承载性能与预紧力紧密相关,预紧力越大,越有利于锚杆发挥其承载性能;通过现场实测对研究成果进行了验证,巷道未出现明显变形,支护体受载始终稳定。

特大断面开切眼分次掘进支护参数优化

随着越来越多的5～7 m煤层逐步采用一次采全高工艺开采,特大断面开切眼在煤矿中逐步被采用,因此研究特大断面开切眼支护及掘进技术是成功实施该项工艺技术的关键之一。结合潞安集团某矿实际工作面特大断面开切眼的实际生产地质情况,提出了采用锚网索加挑棚和木垛联合支护的方案,并应用三维数值计算方法对特大断面锚杆支护参数进行优化设计,通过现场实际监测验证支护方案的合理性。结果表明,该支护方案是合理可靠的,可以完全满足安全生产的需要,为类似条件下的大断面巷道支护提供了借鉴和参考。

大采高特大断面开切眼一次成巷技术

汾西矿业集团河东矿39(10)08综采工作面开切眼宽9.2m,断面超过37m2,掘进及支护难度显著增大。该矿使用EBZ220(G)型综掘机掘进,应用锚网索、W钢带和槽钢的联合支护技术,采用两次交替掘进、一次成巷的施工工艺,成功地解决了9.2m宽特大断面综采工作面切眼支护困难、掘进效率低的问题。

特大断面开切眼围岩综合控制技术

基于特大断面开切眼掘进、支护和综合利用困难的问题,以神东煤炭集团补连塔煤矿8 m大采高综采工作面开切眼为例,研究了特大断面开切眼掘进技术,结合现场实际地质条件及支架参数研究确定了特大断面开切眼支护所需锚杆和锚索长度、直径以及间排距等参数,研究确定了工作面初采强制放顶采用水力压裂工艺时孔口直径、孔口深度、孔口角度以及水压强度等参数。结果表明,特大断面开切眼掘进技术、断面支护参数以及后续水压预裂放顶的运用是安全可靠的,应用该掘进技术和支护参数可保证开切眼围岩稳定,可以满足8 m高支架安装和初采,水压预裂放顶效果明显,为类似地质条件下的大断面巷道掘进与支护以及后续综合利用提供借鉴。

大采高特大断面开切眼施工技术

阜生煤业1101工作面采用大采高工艺,采高为6 m。工作面切眼断面为:宽×高=9.5 m×4.2 m,沿煤层顶板布置。切眼分两次成形,一切掘进宽4.5 m,高4.2 m,掘进断面18.9 m2,二切掘进宽5.0 m,高4.2 m,掘进断面21 m2。1101工作面切眼采用锚网索组合支护,采用单体柱+大板联合支护及木垛支护两种被动支护形式维护。

试分析特大断面开切眼分次掘进支护参数优化

在煤层开采的过程当中,针对5m～7m厚度的煤层而言,所采取的开采方案多为一次性的全高式开采工艺,这也极大程度上带动着煤矿开采作业对于特大断面开切眼技术的应用。在应用特大断面开切眼施工方案进行煤矿采掘作业的过程当中,有关锚杆支护参数的确定以及优化设计会直接对整个煤矿掘进质量与水平产生影响,此项工作是至关重要的。基于此,本文主要以特大断面开切眼分次掘进支护为研究对象,针对支护参数的优化问题展开了较为详细的分析与阐述,望能够为后续同类工程的顺利开展提供一定的参考与借鉴。

特大断面开切眼二次掘进合理支护参数

对竹林山煤矿1408工作面特大断面开切眼的支护机理进行了分析,提出了采用二次掘进的施工方式以及"锚杆+金属网+钢带+锚索+单体柱"的支护方式。运用工程类比设计了具体的巷道支护参数,并对支护参数进行了理论验算。现场的顶板离层监测结果表明,设计的特大断面开切眼支护方案能够有效控制巷道围岩变形,确保巷道围岩处于稳定状态。

基于预应力衰减的桁架锚索联合支护技术

为了研究大断面煤巷在桁架锚索作用下锚固区的受力情况,建立力学模型分析了预应力衰减对锚固区中性轴位置的影响,得出桁架锚索支护条件下顶板岩梁内中性轴的分布规律;同时,采用FLAC数值模拟软件对新元煤矿西三中间巷三种不同支护效果进行计算,得出桁架锚索支护具有明显优越性。结果表明,水平预应力F随着桁架锚索与锚索水平弯曲点距离x的增大而逐渐衰减。同时,与普通锚杆索支护相比,预应力桁架锚索联合支护的中性轴下移,引起拉应力区的范围减小,煤巷顶板下沉量和两帮移近量也相应的减小8%。