厚硬顶板隅角悬顶分段多次水力压裂技术研究

针对煤矿综采工作面厚层坚硬顶板隅角悬顶问题,建立了“弧三角形”悬顶结构模型,分析了隅角悬顶的形成机理。通过研究水力压裂弱化顶板岩层的作用机理,创新提出分段多次水力压裂技术并对顶板进行预裂切顶,在采空区采动压力与煤柱支承压力共同作用下,实现隅角顶板及时切落。现场试验结果表明,采用水力压裂后,隅角顶板及时垮落,最大悬顶长度控制在10 m以下。研究可为类似条件矿井提供借鉴和参考。

浅谈综采工作面上隅角悬顶治理的研究与应用

综采工作面上隅角悬顶引发瓦斯聚集等安全隐患,通过退除顶部锚索(杆)、高压水力致裂、码放黄土袋封堵等治理方法,解决了采煤工作面上隅角悬顶带来的一系列隐患问题。

高瓦斯矿井综采工作面隅角悬顶处理技术实践

太岳煤矿为高瓦斯矿井,现开采2#煤层,其直接顶为细砂岩,该层细砂岩具有强度高、厚度大、层理和节理不发育等特点,属不易垮落顶板。随着工作面的推采,原两巷顺槽区域因顶板坚硬及原巷道支护和两侧煤柱的支撑,形成悬臂梁,造成悬顶区域不能及时垮落,导致悬顶区内瓦斯积聚、上隅角瓦斯浓度超限。经研究,制定了超前退锚剪网、施工切顶孔破坏原岩稳定、超前爆破预裂强制放顶和充填封实隅角垮落不完全区域等隅角悬顶综合治理措施。通过治理,隅角悬顶得到充分垮落,有效地减少了隅角瓦斯的积聚,隅角瓦斯浓度保持在0.1%~0.3%,取得了良好的治理效果。

综放工作面隅角悬顶二氧化碳压裂放顶技术

针对高河能源E2308综放工作面生产过程中局部区域两侧隅角顶板不易垮落,悬顶面积超10 m^(2)的问题,采用二氧化碳气相压裂技术,在悬顶面积超标区域施工二氧化碳压裂钻孔,进行气相压裂放顶。压裂结束后对悬顶进行观测,工作面割煤移架后,隅角顶板逐步垮落,移架2~4次后,悬顶面积明显减小,降低隅角瓦斯积聚的风险。

二氧化碳气爆致裂综放工作面上隅角顶煤技术应用

为解决三元煤业综放工作面上隅角悬顶带来的安全隐患,通过理论计算得到了二氧化碳气爆致裂工作面上隅角顶煤的影响半径,设计了相关爆破孔布置方案及参数,开展了数值模拟验证和现场工程应用。研究与应用表明,沿煤柱侧打设一列气爆孔对回采巷道煤柱侧顶煤进行液态二氧化碳相变气爆致裂后,气爆孔间的顶煤均进入塑性屈服状态,煤柱侧、跨中及回采侧巷道顶板的下沉变形不再呈现常规的下凸形式,临近工作面时回采巷道煤柱侧与跨中的顶煤下沉量基本相当且增加较明显;超前综放工作面回采巷道顶煤气爆致裂切顶技术较好地解决了上隅角顶煤悬顶问题。

大采高工作面端头静态胀裂切顶技术研究

大采高工作面回采过程中,端头后方顶板不易及时垮落。优选适应性高、安全高效的大采高工作面端头切顶技术与工艺,对于煤矿安全生产具有一定现实意义。通过对高效煤岩静态胀裂剂性能和现场工程应用实践的不断探索和深入,以大柳煤矿1405大采高工作面隅角悬顶问题为研究背景,采用高效煤岩静态胀裂切顶卸压技术,通过优化设计钻孔关键参数及数值模拟分析等技术手段,构建一套适用于大采高强矿压工作面的静态胀裂切顶技术与工艺,使端头顶板实现定向垮落。经实践表明,高效煤岩静态胀裂切顶卸压技术保证了顶板及时垮落,有效防止了端头处坚硬顶板悬顶距离过长对巷道内超前支护段造成强矿压影响。

石灰岩顶板综采工作面水力压裂放顶技术实践

为了解决石灰岩顶板工作面来压步距大,进、回风隅角悬顶面积大,瓦斯易积聚的问题,通过在工作面切眼和两顺槽布置水力压裂钻孔,对工作面坚硬顶板进行高压致裂弱化顶板,并进行工业试验。结果表明:采用水力压裂治理顶板后,工作面老顶初次来压步距28.5周期来压步距13.8 m,进、回风隅角悬顶面积为4-8m2,坚硬顶板得到有效弱化。