预掘通道切顶卸压安全快速回撤技术及应用

范家村煤矿2119综采工作面顶板破碎,严重影响工作面掘进回撤通道期间的支护质量和回采结束后支架的回撤速度。以2119综采工作面为工程背景,介绍了在破碎顶板条件下,采用恒阻让压锚索支护技术和顶板预裂技术,改善了支架回撤过程中预留回撤通道顶板的安全状况和工作条件,并确定了恒阻让压锚索支护长度11.3m,切顶高度为11m,切顶角度为20°,双向预裂切顶"3+3+2+2+2+1"式装药爆破;最后通过现场监测表明,回撤通道在工作面回撤过程中顶底板移近量为445mm,恒阻让压锚索应力值最终稳定在288kN,回撤通道变形较小,未出现压架事故,实现了综采工作面支架安全快速顺利回撤,为其他类似地质条件下预留回撤通道工作面支架安全快速回撤提供了一定的参考。

浅埋深中厚煤层预掘回撤通道支护技术研究与应用

为进一步提高综采工作面末采回撤速度、确保设备回撤空间,采用理论计算、现场试验相结合的方法对浅埋深中厚煤层预掘回撤通道支护技术进行初步研究,建立了工作面残余煤柱承载力学模型,理论分析得知残余煤柱宽度对煤柱承载性能的时空演化规律具有重要影响,末采期间残余窄煤柱出现区域性脆性破坏失稳状态是导致超前采动应力、顶板岩层断裂线前移的主要原因。现场试验末采段残余煤柱宽度约5 m时,整条窄煤柱在多重载荷作用下发生屈服,进而呈现大面积失稳破碎状态,巷内支护体承载受力急剧增加,锚索最大受力约为225 kN,最大顶底板移近量出现在通道中部靠工作面侧,约为100 mm,结果表明,采用高预应力强力锚杆(索)联合支护结构配合垛式支架外部支撑,可有效控制末采期间预掘回撤通道顶底板之间的闭合位移,为类似条件下预掘回撤通道支护提供工程借鉴。

混凝土支柱支护技术在预掘回撤通道支护中的应用

为了评价混凝土支柱在预掘回撤通道支护中的应用效果,采用相似材料模拟试验的方法对混凝土支柱的力学性能进行了测试,并以此为基础,在何家塔煤矿50103工作面预掘回撤通道进行了工业性试验,同时对工作面回采过程中的矿压规律进行了监测。试验中主回撤通道共安装了2排直径800 mm的混凝土支柱,配合锚网梯梁组合支护系统对顶板进行支护。试验结果表明,混凝土支柱能够有效的保证工作面末采期间回撤通道的安全,显著提高搬家效率,并大幅降低搬家过程中的支护成本。

基于能量计算的预掘回撤通道顶板下沉量分析

采用预掘回撤通道技术的综采工作面在末采阶段易发生顶板大变形而引发压架事故。本文基于工作面贯通后的3种基本顶破坏形式,建立了不同的回撤通道顶板力学模型,通过分析顶板变形过程中的能量释放与做功过程,求得不同基本顶破坏形式下的回撤通道直接顶下沉量。结合张家峁煤矿N14201工作面回撤通道顶板大变形案例,分析了不同顶板力学模型的影响因素,发现基本顶破断位置、关键块及其上覆岩层厚度、关键块回转角和支护强度对回撤通道顶板下沉量影响显著,确定了张家峁煤矿N14201工作面发生压架事故的原因,即基本顶在保护煤柱上方4~6 m范围内破断以及上部3^(-1)煤层开采导致主关键层破断失稳。

预掘回撤通道稳定性机理分析及应用

分析了影响预掘回撤通道稳定性的主要因素,提出了工作面剩余煤柱力学分析模型,揭示了工作面剩余煤柱动态力学变化特征。通过数值模拟方法研究了逐步开挖条件下,回撤通道两侧煤体的应力响应特征,发现回采末期回撤通道两侧煤柱存在明显的应力转移现象;数值模拟得到工作面剩余煤柱应力变化趋势与理论预测值有较好的吻合。采用应力测试技术对煤壁应力和垛式支架载荷进行了现场监测,应力监测结果与理论预测以及数值模拟结果具有一致性。采用多种手段对预掘回撤通道应用所涉及的力学作用机理进行深入的剖析。

综采工作面预掘回撤通道支护技术研究

为了研究唐家会煤矿61101工作面快速安全回撤技术,采用数值模拟分析方法,模拟了现掘回撤通道技术和预掘回撤通道技术2种方案下回撤通道围岩变形破坏情况,提出锚网索配合垛式支架的联合支护方案,通过现场试验总结了回撤通道的矿压显现规律,为进一步优化回撤通道支护参数提供了实践和理论依据。

预掘回撤通道应力转移技术

针对采动巷道支护困难,常规支护手段无法有效控制巷道变形的问题,提出预掘综采工作面回撤通道作为采动巷道卸压巷道的方案,在不增加矿井工程量的前提下改变采动巷道应力环境,并利用数值模拟软件对预掘回撤通道的卸压过程及卸压效果进行了分析.结果表明:预掘回撤通道可以作为卸压巷,一定程度上切断了超前支承压力向前方采动巷道的传递,采动应力在回撤通道附近集中,从而减小了采动巷道的围岩应力;同时,预掘回撤通道可以实现工作面的快速搬家倒面,保证矿井正常接替.以上研究为缓解采动巷道开采扰动并实现工作面的快速搬家倒面提供了一种新思路.

大采高工作面预掘回撤通道快速收尾技术研究

为确保井下综采作业面回撤作业的安全、高效开展,保障井下生产的有效衔接,以A矿18201综采工作面为对象,对大采高工作面预掘回撤通道快速收尾关键技术展开探究,在分析预掘巷道失稳机理的基础上,结合18201综采工作面生产实例,对如何实现回撤通道快速收尾展开具体论述,并结合离层监测对其控制效果予以分析,希望能够对相似工程的开展提供借鉴。

自采通道式与预掘多通道式回撤工艺比较分析

国家能源神东煤炭集团公司从国外引进并经多次改良的综采工作面预掘多通道式回撤工艺,以安全、快速、高效的优点成为综采工作面快速搬家工艺的行业标准。目前,晋、陕、蒙地区大型煤矿应用预掘多通道式回撤工艺比较广泛,几乎全面替代了原轨道运输的自采通道式回撤工艺。传统的自采通道式回撤工艺,在顶板应力显现、回撤速度、经济支出等方面,依然存在很大优势。为了深入研究2种回撤工艺的优劣及适用性,通过对黑龙沟煤矿、酸刺沟煤矿多次现场回撤数据进行量化分析,对2种回撤工艺顶板应力显现、经济支出、劳动强度等方面进行了比较分析。分析结果表明,自采通道式回撤工艺在陕北地区优势明显。

特厚煤层预掘回撤通道锚-梁-注综合控制技术研究

针对不连沟煤矿特厚煤层工作面预掘回撤通道变形破坏严重的问题,采用现场监测和数值模拟方法研究了主回撤通道受工作面推进距离影响下围岩变形和塑性区分布特征。提出锚-梁-注综合控制技术来实现主回撤通道围岩有效控制,主要对策为通过锚杆索支护实现强力护表,长锚索配合刚性工字钢梁形成具有强托顶能力的锚吊梁结构,两帮注浆加固增强煤体承载能力。现场实践表明,锚-梁-注综合控制技术能够使末采期间主回撤通道围岩变形量大幅降低,保障工作面顺利回撤。

预掘回撤通道末采应力叠加效应及围岩破坏规律分析

为得到末期期间回撤通道围岩破坏控制方法,通过数值模拟对回撤通道周围集中应力与工作面采动支承压力叠加效应及围岩破坏规律进行分析,并开展了现场验证。研究结果表明:随着工作面与回撤通道距离减小,叠加应力值逐渐增加且向回撤通道正帮转移,导致回撤通道破坏由正帮侧向工作面方向移动。由于应力叠加效应增强,工作面在距离回撤通道20 m时,随着工作面推进,顶板塑性破坏由原先稀疏破坏变为密集破坏。工作面与回撤通道间的煤柱破坏前,工作面靠近回撤通道过程中回撤通道正副帮均发生破坏,且在煤柱小于5 m时正帮破坏较副帮严重,煤柱全部破坏后,顶板失去支撑,导致回撤通道顶板回转,顶底板破坏范围相应增加。控制回撤通道正帮的稳定性是控制回撤通道大变形的关键。

预掘回撤通道适用合理采深及其让压位置确定——以陕蒙深部煤矿为例

以陕蒙深部煤矿为例,采用数值计算和理论分析等方法,研究了预掘回撤通道适用合理采深及其让压位置确定等问题。结果表明,随着采深的增大,支承压力峰值和剩余煤柱失稳宽度逐渐增大,基于煤柱失稳原则提出了预掘回撤通道适用合理采深方法,并确定了不同采深下末采阶段工作面停采让压的宽度。将本研究成果应用于陕蒙深部煤矿,保证了工作面的安全回采,为陕蒙深部煤矿快速回撤提供理论依据。

化学注浆加固技术在预掘回撤通道顶板切落事故中的应用研究

化学注浆加固技术目前已在煤炭行业中得到广泛应用,特别是在各种顶板事故处理中发挥了积极作用。但是对单位工程总体注浆材料消耗量的控制,主要依靠施工人员的现场经验进行评估,缺少理论支撑,易造成材料浪费。塔拉壕煤矿在工作面回撤通道顶板大范围切落进行化学注浆加固的应用实践中,通过建立力学模型进行理论分析、计算,优化施工方案,改变顶板的力学参数越过垮落边界,进行注浆量控制,在实现工作面顺利搬家回撤的前提下,注浆材料总体消耗量大幅减少,经济效益明显。研究可为化学注浆加固技术在类似条件的工程应用提供参考。

综采工作面预掘回撤通道快速收尾技术

采煤工作面的收尾及回撤,是矿井搬家倒面的关键环节。文章结合山西三元煤业股份有限公司1310工作面收尾及回撤实践,对综采工作预掘回撤通道收尾回撤技术进行了深入的分析和研究,对具体的方法措施进行了详细阐述。

矿井预掘回撤通道顶板支护技术研究及应用

斜沟煤矿23101工作面首次采用预掘回撤通道,通过围对岩结构窥视和围岩强度的测试,得出巷道顶板的破坏范围主要位于浅部2.4 m,煤帮部0~1.3 m范围内,确定了科学的支护设计,加强矿压观测,确保了矿井安全快速收尾的目的。

特厚顶煤预掘回撤通道动压扰动支护技术研究

为解决综放工作面沿特厚顶煤预掘回撤通道末采期间强动压扰动造成的巷道支护困难及失稳,结合23112工作面地质条件,采用"躲压+抗压"的联合防治强矿压措施进行回撤通道设计。基于斜沟煤矿浅埋深综采放顶煤工作面顶板特殊控制结构,采用FLAC^3D数值模拟对回撤通道矿压显现进行研究,根据模拟结果及现场监测结果,表明该措施有效改善了回撤通道周边的应力环境,减少了矿压显现的强度,为特厚顶煤预掘回撤通道支护技术开辟了新的途径。

预掘双回撤通道工艺在枣泉煤矿大采高综采工作面的应用

神宁煤业集团枣泉煤矿11采区110201大采高综采工作面,采用综掘机预掘双回撤通道工艺技术,代替传统的采煤机截割单回撤通道工艺技术,不仅减少了回撤通道施工工期,增加了回撤通道支护的强度、稳定性和可靠性,而且工人劳动强度明显降低,大大减少了施工安全压力,也缩短了工作面的回撤时间,并且减轻了工作面防灭火的压力,取得了较好安全、经济和社会效益。

预掘回撤通道双排垛式支架支护收尾期间矿压规律研究

以斜沟煤矿预掘回撤通道双排垛式支架支护收尾回撤工程实况为背景,采用理论分析、现场十字布点法收集矿压数据、矿压在线监测系统地面计算机监测、数值软件曲线拟合等手段,深入分析特厚煤层(平均煤厚14.4 m)综放工作面收尾期间,老顶周期来压步距变化规律,以及回撤通道围岩变形、破坏变形规律,为预掘回撤通道巷道尺寸、支护设计及补强支护方案提供依据。现场工况试验表明:新型垛式支架支护顶板效果显著,巷道围岩变形得到有效控制,预掘回撤通道收尾工艺有效,提高了收尾工效。

易自燃厚煤层综放工作面预掘回撤通道技术及实践

针对低瓦斯易自燃厚煤层综放工作面收尾回撤期间施工工艺繁杂、作业时间长、采空区遗煤及回撤通道松散煤体极易氧化发火等特点,在红会一矿1710综放工作面通过预先掘成回撤通道,加快了工作面收尾期间的推进速度,缩短回撤通道支护时间;采用3副支架做掩护架,加强通道回撤点支护;并采用正压通风解决回撤期间通风瓦斯管理问题,减少了采空区漏风,实现了工作面安全快速回撤。

隆德煤矿预掘回撤通道末采工艺关键参数研究

通过对预掘回撤通道末采关键参数的研究,得出隆德煤矿回撤通道关键参数还有进一步优化的空间,主回撤通道宽度可进一步缩小,探巷可以取消,混凝土底板强度应进一步增强,末采挂网使用聚酯纤维增强塑料网假顶,施工工艺简单、安全性高,具有广泛的推广价值。通过末采期间的矿压监测,得出回撤通道压力分布规律,为通道垛架选型和支护参数确定提供了依据。