冲刷带侵蚀工作面支架失稳机制及控制技术研究

保德煤矿8#煤层三盘区受冲刷带侵蚀影响,存在顶板大面积悬露问题,威胁工作面的生产安全。为解决81308工作面冲刷带侵蚀工作面矿压显著问题,保障冲刷带侵蚀区域煤层的安全高效开采,通过建立冲刷带侵蚀煤层采场覆岩结构模型,研究了顶板围岩失稳机制和支架承载特征,并提出了水力压裂顶板弱化措施。研究表明:在冲刷带侵蚀作用下顶板的来压步距有所增加;冲刷体破断垮落后对采空区的充填程度较高,使得关键层破断后回转下沉能够形成稳定的砌体梁结构,此时支架处于给定变形状态;来压期间支架所承受上覆岩层载荷略大于额定工作阻力,为避免压架事故发生,需采取水力压裂措施弱化顶板。支架载荷监测数据显示,通过水力压裂弱化顶板后,基本顶的初次来压步距为28 m,周期来压步距为20 m,来压较为平稳,仅小部分支架发生安全阀开启,表明顶板弱化措施取得了良好的成效。本文研究为保德煤矿及类似矿井提供指导和借鉴。

水力压裂切顶卸压控制临近巷道围岩变形研究

针对顶板坚硬、采空区悬露顶板面积较大、对临近巷道围岩变形影响较大等问题,提出超前水力压裂预切顶板方法,使采空区悬露顶板及时垮落。研究表明,工作面回采后预切顶板在裂隙面、岩层自重及动压影响下及时垮落,临近3314巷道围岩变形与未切顶时相比大大减少,大大缓解了临近巷道支护难度,减少了巷道返修工程量。