极近垂距骑跨采工作面边界位置优化及底板巷道围岩稳定性研究

山西某矿骑跨采工作面与底板630轨道运输大巷垂距最小为6 m,为了提高煤炭采出率、保证底板大巷的长期稳定,应用弹塑性理论和数值模拟软件,建立工作面超前和侧向支承压力作用下的平面力学模型和数值模型,得到了底板大巷在超前高应力区和采后低应力区的应力分布特征和变形规律。研究结果表明:跨采工作面开采边界位置距离底板巷道最佳水平距离为15 m。根据动压影响下底板大巷应力分布特征和变形规律,针对性地提出了"局部注浆+高强锚杆索"联合支护技术。现场监测结果表明:加固效果明显,保证了底板大巷的正常使用。

合理布置和巷道支护技术在极近距离跨采工作面的运用

在进行巷道支护技术的全面应用中,需要采用多种不同的方式对其跨采工作体系进行相应的优化。论文主要对巷道支护技术在极近距离跨采工作面的运用进行分析,并提出了相应的优化措施。

跨工作面采空区瓦斯抽采技术研究

Y型通风连续回采工作面采用沿空留巷技术提高煤炭采出率,随着工作面回采,采空区会扩大、连通,回风隅角和挡矸架内风流不畅,瓦斯不仅容易积聚,还很难稀释吹散,导致超限报警频繁。目前针对回风隅角和挡矸架内瓦斯积聚问题的解决方案,无法实现对采空区的持续抽采,且抽采能力较为分散,难以保证治理效果。针对Y型通风连续回采工作面采空区瓦斯治理难题,以东峰煤矿3202工作面为工程背景,提出一种跨工作面采空区瓦斯抽采技术。在相邻工作面的回风巷内施工定向长钻孔至采空区顶板断裂带,定向长钻孔抽采管路在工作面回采后无需撤管,可持续抽采采空区瓦斯,最大限度降低采空区及其顶板断裂带瓦斯存量,形成跨工作面,对采空区瓦斯进行抽采,减少了相邻采空区积聚瓦斯,有效防止顶板大面积垮落时采空区瓦斯突然扇出带来的瓦斯灾害。试验结果表明:跨工作面钻孔距离巷道顶板30~40 m,跨工作面定向长钻孔终孔位置在水平方向上距轨道巷20~40 m时抽采效果理想;施工定向长钻孔至采空区顶板断裂带,持续抽采采空区瓦斯,挡矸架内的瓦斯体积分数由0.67%降至0.22%,回风流瓦斯体积分数由0.47%降至0.18%,回采期间3202工作面瓦斯体积分数保持在0.6%以下。跨工作面采空区瓦斯抽采技术为采空区的瓦斯抽采方式提供了新思路。

跨采暗斜井工作面相关参数优化研究与实践

为了减少资源损失,需要在保护穿层暗斜井安全稳定的前提下,合理规划跨采工作面煤柱及终采线位置等相关参数。以山西神州煤业4102工作面为工程背景,通过理论分析上部煤层开采过程中的围岩应力分布情况和底板损伤状态,当穿层暗斜井位于上部正在回采工作面下方时,根据分析计算结果进行优化决策,确定了4102工作面跨采行人进风斜井延深段的布置方式。与原工作面布置方式相比,优化后该工作面可多回采出约2.2万t优质主焦煤,对于进入资源枯竭阶段的矿井具有可观的经济效益。

丁_6-32030工作面跨采下山变形破坏机理研究

以平顶山一矿丁6-32030工作面跨采的回风下山为对象,对其变形破坏机理进行研究。首先通过数值模拟的方法从采动应力的角度对其变形影响因素进行分析,得出工作面跨采时水平应力集中程度远高于垂直应力集中程度。现场布置多个变形观测点,在工作面回采过程中进行持续观测,从实测结果可以得到巷道底鼓量最大值为670 mm以及左右帮最大值为200 mm。综合以上分析得出水平应力是导致工作面跨采回风下山出现变形破坏的主要因素。

跨采影响下巷道围岩变形力学机制及其控制技术

以鹤煤公司九矿东总回风巷为工程背景,采用理论分析和数值模拟方法研究了跨采期间巷道围岩应力、位移和塑性区的变化特征。结果表明,跨巷采动导致巷道围岩垂直水平应力比值发生变化,应力比值最大为1.34,是巷道发生变形破坏的主因;巷道最大破坏部位位于顶板与底板部位,顶板破坏深度已超过锚杆锚固范围,底板破坏深度为3 m左右,并因缺乏支护导致底鼓。因此,必须在跨采工作面回采前,对顶底板进行加固,使塑性破坏区域位于锚固范围以内。

跨采巷道补强加固技术

通过对跨采工作面巷道的提前加固,保证了运输大巷满足安全使用的要求。

邢台矿瓦斯涌出异常区综采面跨巷回采瓦斯治理技术

通过对邢台矿204工作面瓦斯涌出异常的分析,提出了瓦斯涌出异常综采工作面跨二采区回风巷回采的瓦斯治理技术和经验,对工作面跨巷回采瓦斯治理具有一定的借鉴。