浅埋综采工作面运输巷主动式超前支护研究

针对浅埋综采工作面运输巷采用单体支柱超前加强支护工作面推采速度与支护速度不协调、工人劳动强度和安全隐患大、难以实现超前区域少人化等问题,以榆家梁煤矿52305工作面为工程背景,采用现场实测、数值模拟和理论分析相结合的方法,实测了单体超前加强支护条件下的运输巷矿压显现规律,对比分析了单体加强支护和锚杆(索)主动式加强支护两种情况下的巷道围岩安全稳定性,并通过理论分析计算了运输巷支护参数,校验了现场支护的适应性及安全性。研究结果表明:52305工作面运输巷围岩属于较稳定型,现场单体超前加强支护条件下,锚杆(索)承载均在额定载荷的85%以内,两帮应力分布基本对称,围岩移近量和松动圈很小,围岩稳定性较好,现场超前支护段支护强度偏富余。采动支承压力影响段,单体支柱主要对顶板0.6 m范围内的局部岩层具有加强支撑作用,远小于锚杆和锚索支护作用范围和强度。取消单体支护后,运输巷围岩依然能够保持安全稳定。在榆家梁煤矿52305工作面运输巷超前加强支护段进行了取消单体支护工程试验,验证了研究结论的可靠性。

祁东煤矿厚硬顶板回采巷道锚杆(索)式主动超前支护技术及应用

针对我国当前被动式超前支护为主的超前支护形式难以匹配回采工作面自动化、少人化与智能化发展趋势这一问题,以8237工作面机巷为研究对象,提出了回采巷道主动式超前支护技术:在两巷超前区域采用主动式支护工艺,通过顶板损伤特征原位测试进行现场评估,采用FLAC^(3D)软件对比分析了无支护,无超前支护和主动式超前支护不同方案支护时的围岩应力演化与变形过程。矿压监测结果表明:巷道顶板最大下沉量32 mm,锚索受力最大变化量7 kN;主动式超前支护可显著提高围岩结构稳定性,确保工作面回采期间安全。

综采工作面回采巷道主动式超前支护关键技术研究

为了解决回坡底煤矿综采工作面回采巷道超前段支护稳定性的问题,提出了主动式超前支护关键技术,注浆配合锚索支护方案实现了浆液和锚索的有机结合,有效控制了顶板和两帮的变形量,锚索提供轴向力确保了围岩整体的稳定性,为综采工作面的回采提供了安全保障。

煤矿长壁采煤主动式超前支护关键技术及应用

目前,中国矿井主要采用关节顶梁、液压支撑等单一立柱的被动式超前支护方式,很难在矿区实现无人值守。故而以回采巷道为研究对象,研究其在掘进过程关键环节中的影响规律,揭示掘进过程对掘进速度的影响,探索二者之间的内在联系,以期能够降低掘进成本,提高巷道的掘进效率。

恒昇煤业9304工作面风巷主动式超前支护技术研究

为改善9304工作面回采超前支护现状,淘汰超前液压支架支护等被动式超前支护形式,采用矿用钻孔成像仪对工作面超前段巷道顶板进行了钻孔窥视,据此分析了巷道围岩结构发育特征和煤层赋存特征,并结合矿井超前支护技术应用水平,提出了采用高强度锚索作为主动式超前支护的“分阶段”实施方案。该技术克服了被动式超前支护的缺点,有效减轻了工人的劳动强度,保障了工作面的安全生产。

综采放顶煤工作面主动式超前支护技术应用分析

主动式超前支护技术提高支护强度,增强支护系统可靠性,控制顶板和两帮移近量,减少维护工作量,为井下职工创造安全舒适作业环境。减少设备材料占用空间,取消单体或巷道支架等传统工艺设备,提供安全畅通出口,降低安全风险。本文分析综采放顶煤工作面支护技术,探讨主动式超前支护技术应用与。研究主动式超前支护技术系统设计,对其在综采放顶煤工作面应用效果展开综合评估。该技术可提升工作面支护稳定,对开采效率与安全性产生积极影响。提出优化设计建议,为后续相关研究提供新方向。

大断面回采巷道超前支护技术研究与应用

为探究大断面回采巷道超前支护技术,以寸草塔二矿31205工作面主运输巷道为工程背景,采用现场调研、理论力学分析、FLAC3D数值模拟相结合的手段,分析了主动超前支护替换单体液压支柱的可行性,基于主动超前控制机理,提出了在顶板中央进行补强支护的超前支护技术方案。通过现场监测表明,主动超前支护下顶底板及两帮最大位移量分别为21 mm和23 mm;根据锚索轴力监测,主动超前支护锚索可以实现及时承载;且窥视结果表明巷道围岩完整性较好,验证了该方案的可行性,可以满足工作面安全高效的生产要求,推动工作面的智能化发展。

不规则工作面注浆锚索代替单体及液压支架主动式超前支护技术

矿山作业的少人化/无人化是我国各类矿山持续高质量发展的核心目标之一。某矿206工作面为变面宽的不规则工作面,工作面辅运顺槽原先采用液压支架及单体支柱进行超前支护,需要作业人员2~4人,且巷道有效断面小,给工作面宽度变化处增、减液压支架作业带来了很大困难。针对206不规则工作面提出了采用注浆锚索代替单体及液压支架进行主动式超前支护的技术思路,利用COMSOL有限元程序对注浆锚索支护施工的关键技术参数进行优选,设计了注浆锚索主动式超前支护技术方案,并在现场进行了工业性应用。结果表明:注浆锚索超前支护条件下工作面辅运顺槽围岩变形量小,围岩裂隙得到了有效充填与胶结,锚索承载稳定;最终实现了注浆锚索完全代替单体支柱及液压支架,为不规则工作面增、减液压支架作业提供了极大便利,同时实现了超前支护段的无人化,保障了工作面安全高效生产。该主动式超前支护技术对于金属矿山破碎顶板、矿压异常区以及对断面尺寸有较高要求的金属矿山巷道支护均具有很好的借鉴意义。

长平煤矿回采巷道主动式超前支护强度校核及可行性评价

长平煤矿采用锚索工字钢提前补强替代单体柱架棚支护,在工作面回采巷道超前支护段实现主动支护,来解决单体柱架棚影响行人空间、单体柱回柱困难生产效率低的问题。为了验证“加强锚索工字钢超前支护”替代单体支柱及(液压)支架的支护形式方式否达到支护要求,对其支护强度校核和可行性进行了研究,建立了单侧采空区及实体煤2种巷道条件下围岩稳定性控制力学模型,计算并校核了采用锚索加工字钢进行主动超前支护的支护强度,得出,53021巷超前支护控制所需支护力应为4.33 MN,采用锚索工字钢对超前支护区域进行补强支护后,支护力可达到6.65 MN,满足顶板控制的强度要求。根据长平煤矿现场实际情况,在掌握超前段围岩赋存特征基础上,分析了工作面过围岩破碎区的安全隐患,提出了安全保障技术措施,得到了合理可靠的隐患控制思路,工作面过围岩破碎区从技术和安全方面是有保障的。研究为长平煤矿回采巷道主动式超前支护控制提供了理论依据。

综采工作面主动式超前支护技术研究与应用

煤矿综采工作面上下两巷超前支护段受工作面采动及多种支承压力影响,巷道维护困难,支护工作量大,直接制约综采工作面生产。本文以云驾岭矿19101工作面应用主动式超前支护为例,论证了综采工作面超前支护方式由被动支护向主动支护转变的可行性。

充填开采超前段主动支护替代被动支护技术与应用

超前主动支护在围岩稳定性控制和生产管理等诸多方面有明显优势。以岱庄煤矿31322充填工作面为研究背景,借助矿压监测手段确定超前段围岩运移和应力演化特征,基于工作面应力场的分布规律,提出“充填面主动支护替代被动支护”理念,采用Fillzone模块模拟不同跨度充填对工作面超前段的影响,确定超前锚杆索主动支护方案在完全充填开采条件下的可行性;通过构建充填面人工支护体与围岩结构的力学模型,校验了回采巷道原支护强度,并针对不同回采巷道超前段进行差异性优化。试验结果表明,超前主动支护技术可节约成本60.6%,可为类似充填开采超前段主动支护优化提供借鉴。

厚煤层沿空巷道主动式超前支护技术与实践

我国煤矿回采工作面综合机械化水平显著提高并向自动化、少人化与智能化发展,在保障煤炭回采安全性与生产效率的同时,对两巷超前段支护模式提出了新的要求。以枣庄矿区高庄煤矿3_(上)705不规则工作面辅助运输巷为研究对象,提出了厚煤层沿空巷道主动式超前支护技术思路:巷道掘进期间,基于围岩结构松动圈发育规律对巷道围岩质量进行评估,并结合巷道地质条件设计锚杆(索)主动式超前支护技术参数;工作面回采期间,对试验巷道的矿压显现规律进行动态监测,对围岩松动圈发育程度进行量化分析,验证支护思路的技术可行性。工程应用结果表明:巷道顶板最大移近量为137 mm,两帮最大移近量为452 mm,锚索受力变化量最大为56 kN;主动式超前支护可显著提高围岩结构完整性。该主动式超前支护技术一方面确保了高庄煤矿3上705工作面回采期间安全,降低了工人劳动强度,并对类似条件下回采巷道超前段支护模式选择具有参考价值;另一方面进一步完善与丰富了煤矿智能化开采技术内涵,利于实现煤炭资源的安全高效可持续开发。

煤矿综采面回采巷道锚索式超前支护技术应用研究

中国煤矿回采巷道当前的超前支护形式多为以单体液压支柱配合铰接顶梁为主的被动式超前支护,该支护形式工人劳动强度大、危险系数高,难以保障煤炭回采安全和生产效率。针对此,提出了采用锚索主动式超前支护替代单体被动式超前支护的技术思路,以回坡底煤矿112工作面皮带巷超前支护为工程背景,探索锚索式超前支护技术的可行性和适用性。通过现场实测,获取了回采期间皮带巷的矿压显现规律、采动围岩裂隙发育程度,利用数值模拟分析了皮带巷超前支护段围岩应力分布与裂隙演化特征。工程应用结果表明:皮带巷超前段两帮最大移近量为8 mm,顶板最大下沉量为5 mm,锚索受力变化量最大为3 kN;取消了112工作面皮带巷超前支护段大部分单体支柱,单体支柱使用量降低了87.5%。采用的主动式超前支护技术既创新了回坡底煤矿工作面超前支护形式,又大幅节约了超前支护成本,降低了工人劳动强度,改善了超前段作业环境与安全形势,取得了明显的技术经济效益。

分区域主动式超前支护技术研究及应用

针对厚硬顶板工作面被动式超前支护劳动强度大、开采效率低等问题,以七五煤矿3217运输巷为研究对象,开展了巷道围岩内部结构现场测试,揭示了3煤层巷道顶板裂隙发育规律,并根据巷道围岩力学模型计算了超前支承压力。基于此,提出了分区域主动式超前支护方案,并通过支护强度校核公式,对各阶段主动式超前支护方案进行了验算,满足超前支护要求。工业试验表明,巷道顶底板相对移近量及两帮相对移近量最大分别为50mm和56mm,顶板无明显破碎或离层出现,仅在浅部出现少量横向裂隙。可见,主动式超前支护完全能够满足超前支承压力区支护质量的需要,围岩稳定性更强,能更好地控制围岩裂隙发育,而且改善了工人劳动环境,降低安全隐患,为类似地质条件下回采巷道主动式超前支护提供了参考。

回采巷道注浆锚索超前支护优化及效果模拟

在注浆锚索主动超前支护形式应用于回采巷道的工程背景下,以寸草塔二矿31204工作面为例,采用理论计算与分析、数值模拟等研究方法,探讨了不同注浆参数对浆液扩散的影响;利用COMSOL Multiphysics有限元分析软件对超前注浆锚索的注浆部分建立数值模型并求解。结果表明,浆液扩散半径与注浆压力、注浆时间呈正相关关系,注浆锚索间排距制约着稳定注浆加固圈范围及厚度。对寸草塔二矿31204工作面回采巷道超前锚索支护的注浆压力、注浆时间及注浆间排距等参数进行了优化设计,实现了该工作面回采巷道的有效超前支护,替代了超前单体及液压支架。此研究对类似条件下回采巷道超前段支护模式选择具有参考价值。

主动式超前支护下巷道围岩关键控制技术与稳定性评价

双龙煤矿采用锚索+钢带对109工作面的回采巷道进行了提前强化支护,以解决原有排距过大影响井下人员安全和生产效率低的问题。为验证补强后的支护方式是否满足要求,对支护强度进行了校核和可行性研究。研究结果表明,在超前主动支护方案下,巷道顶板的支护安全系数达到了强度要求,分别为12.59和11.12,远高于原超前支护的安全系数7.43和6.69。根据双龙煤矿现场实际情况和围岩特征,结合理论分析和数值模型等方法,对109工作面的围岩安全潜在危险进行了分析,并提出了技术性的安全保障方案,分析了所存在的潜在危险,并且进一步给出了安全保障的技术性方法,得到了实用的潜在危险控制思路,在巷道容易破碎的时侯选择采用合理有效的支护方式,从安全层面上选择采用锚索+钢带的补强支护方式是完全可以保证双龙煤矿的安全高效开采。

煤矿长壁采煤主动式超前支护关键技术及应用

国内煤矿当前的超前支护形式多为单体支柱配合铰接顶梁和液压支架为主的被动超前支护,这种支护技术难以实现该区域的无人化。提出了在回采工作面超前支承压力影响区域采用超前主动式支护以替代超前被动支护的技术思路,建立了主动式超前支护围岩稳定性控制力学模型,计算并校核了锚杆(索)及围岩支护强度,实现了回采巷道服务全周期一次性主动支护,为煤矿智能化开采两巷超前支护的无人化提供了理论与技术保障。主动式超前支护关键技术已在新汶矿业集团、枣庄矿业集团、山西焦煤集团等多个矿区不同开采深度的薄煤层、中厚煤层、厚煤层得到了成功应用。