新上海一号煤矿软岩回采巷道预裂卸压技术研究

基于新上海一号煤矿软岩巷道支护薄弱的特点,提出了一种新的预裂卸压技术,旨在解决软岩巷道围岩大变形控制难题。该技术主要采用超前预裂卸压为主、NPR锚索协同支护为辅的方式,通过预裂卸压切断采空区顶板与巷道顶板之间的联系,加速顶板垮断,减小悬臂长度及传递至临空巷道顶板的覆岩荷载。同时,采用NPR锚索提前对巷道进行补强加固,确保了沿空巷道在超前应力影响下的稳定性。实地应用表明,采用预裂卸压技术回采巷道围岩变形量得到有效控制,验证了预裂卸压技术的有效性。为软岩巷道稳定性控制提供了一种新的解决方案。

坚硬顶板气相切顶预裂卸压技术应用研究

坚硬顶板采场存在垮落困难或步距较大的问题,这导致矿压显现剧烈、围岩严重变形以及高成本低效返修等一系列难题。为了解决这些问题,利用气相切顶预裂卸压技术的高安全性和高效能等优势,综合实施“超前实施,联合治理”策略来控制采场围岩。基于对采场采动应力分区分析的研究,系统设计了气相切顶预裂卸压方案的具体参数,并成功地将其运用于现场。在实施过程中,通过使用高压注水和监测围岩变形等手段验证了气相切顶预裂卸压技术的良好效果。该研究成果为类似坚硬顶板条件下的采掘工程提供了宝贵经验。

顶板深孔聚能爆破预裂卸压护巷工艺

王坡煤矿3312运输顺槽为复用留巷,由于受临近3314综采工作面采动影响,3312运输顺槽出现了两帮强烈挤压、顶板破碎下沉和底板底鼓的全断面变形。为了减小或消除临近留用巷道的有害变形,保证围岩的整体完整性,避免留用巷道围岩变形破坏后进行二次维修甚至多次巷修,在3314回风顺槽顶板采用深孔聚能爆破预裂卸压技术。爆破后利用钻孔窥视仪对3314回风顺槽顶板预留空孔观察表明:孔内9.1~21.9 m之间纵向和横向裂隙交错发育,以纵向裂隙为主。3312运输顺槽顶板离层量和巷道收敛量均控制在50 mm之内时,巷道帮鼓、底鼓现象得到一定程度的改善。

定向预裂卸压技术在预切顶沿空留巷中的应用

针对坚硬顶板下的沿空留巷顶板预裂卸压问题,以某矿20916工作面为背景,提出采用隔震定向爆破卸压技术,结合定向预裂理论对20916工作面进行深孔定向爆破并确定关键参数,利用断裂力学和爆破基础理论推导出了炮孔深度、单孔装药量的合理范围和炮孔间距的表达式,实现了聚能和隔震,并成功运用在实际生产中。研究为同条件的定向预裂的沿空留巷起到积极的推广借鉴作用。

综放工作面顶板及上覆煤柱水力预裂卸压技术研究

针对白洞煤业煤体及顶板强度高,工作面顶板不易垮落,上覆煤柱出现应力集中,导致下部煤层开采时,产生回采巷道变形、工作面片帮、顶板破碎及冒顶等问题,采用水力预裂的方法,对工作面顶板及上覆煤柱进行预裂,防止工作面初采和回采过程中顶板大面积悬顶,并切断煤柱应力传递通道,缓减上覆煤柱应力集中,保证工作面安全回采。

五阳煤矿工作面运输巷水压预裂卸压应用实践

为提高五阳煤矿运输巷的稳定性,以7609工作面运输巷维护为实例,确定采用水压预裂卸压技术方案;详细设计水压预裂卸压钻孔参数,压裂参数;制定压裂工艺的实施方案,并对压裂效果进行了实地监测;实践验证,对顶板进行水压预裂可有效降低回采工作面对临巷的扰动影响,使巷道变形、底鼓量、原支护锚杆、锚索发生失效等现象较压裂前均有明显减少,减少巷道二次维护成本;通过定期收集、观察动态数据变化,以及煤柱受力大小来选取煤柱留设最佳宽度。

切顶预裂卸压技术的应用研究

对矿压显现机理、支架工作阻力情况进行了分析,接着对工作面沿倾向两巷沿走向深孔爆破设计要点进行研究,最后对切顶预裂卸压技术和其他顶板预裂技术比较状况作以探讨,旨在充分发挥出切顶预裂卸压技术的最大作用。

卸压预裂爆破沿空留巷技术在急倾斜煤层中的应用

针对金刚煤矿所开采煤层倾角大、沿空掘巷变形严重、支护困难等问题,提出采用卸压预裂爆破沿空留巷无煤柱开采技术方案,试验结果表明:卸压预裂爆破沿空留巷技术实现了对采场的卸压作用,减少了顶板的变形量,成功地保留了工作面机巷作为下一工作面的回风巷,解决了原沿空掘巷技术巷道变形严重等问题,同时降低了巷道支护和维护费用。

和草沟煤矿50104工作面回风巷预裂切顶卸压技术应用

禾草沟煤矿50104工作面回风巷经历了临近50102工作面和50104工作面二次回采动压影响,工作面超前支承压力影响区域内巷道变形严重,影响工作面机尾支架推移和上端头的通风行人。为降低工作面回采影响,在回风巷道顶板实体煤侧实施双向聚能拉张成型爆破,切断与50104工作面顶板的力学联系,降低巷道超前支承压力和底鼓程度。工程实践结果表明:实施超前聚能爆破后,超前工作面10m处巷道围岩顶底板移近量和两帮移近量分别减小35.80%和58.12%。

综采工作面深孔预裂爆破主动卸压技术研究

深孔预裂爆破主动卸压技术是降低巷道围岩应力、控制巷道围岩变形的一种经济合理的高效技术。本文在介绍国家能源集团宁夏煤业有限责任公司石槽村煤矿211005综采工作面矿压显现情况的基础上,提出采用深孔预裂爆破主动卸压技术实现以爆破预裂的方式提前释放大量弹性变形能,避免能量积聚,同时改变爆破区周围岩层原始应力分布特征,使支承应力峰值向深部岩层转移等,分析了合理优化爆破卸压钻孔设计对控制巷道围岩变形极为关键,具体包括优化钻孔直径、钻孔深度、封孔长度、炮眼间距、装药量等。实践证明:深孔预裂爆破主动卸压技术在石槽村煤矿211005综采工作面的成功实施,为石槽村煤矿顶板围岩变形控制提供了一种新的手段,为类似矿井做好顶板管理工作提供借鉴。

顶板深孔预裂爆破卸压支护技术研究

针对红阳三矿采区主体巷道变形及资源浪费等问题,在704工作面提出了顶板深孔预裂爆破卸压支护技术。通过数值模拟,分析了采场前方应力场变化特征及主体巷道的卸压护巷效果,结合数值模拟结论,对预裂爆破卸压关键参数进行了现场实践,经后期矿压监测验证,整体支护效果较好,能够在同类地质条件下推广应用。

深孔预裂切顶卸压技术在官地矿22611工作面的应用

首先阐述了深孔预裂切顶卸压技术的原理,主要论述了在官地矿22611工作面的实际应用。结合工程实例,详细介绍了深孔预裂切顶卸压工艺技术的步骤、参数的具体展示及性能特点。

榆树泉煤矿厚硬顶板无煤柱自成巷卸压方案设计研究

基于榆树泉煤矿1014综采工作面煤层顶板上方厚硬顶板不易垮落,顶板来压剧烈等问题,设计了厚硬不易垮落顶板预裂卸压方案及巷内加强支护方案,并通过数值模拟软件分析得出采用综合的顶板预裂爆破控制技术,可大幅降低巷道顶底板位移量,有效缓解实体煤柱上方应力的集中程度。最后,针对试验巷道进行工业性试验,得出巷道顶底板移近量为424 mm,顶板下沉量为300 mm,底鼓量93 mm,侧帮移近量286 mm,应用效果良好,满足巷道使用要求。

沿空留巷“内支-外卸”围岩控制技术研究与应用

为解决现场实际中沿空留巷受采动影响围岩变形破环严重问题,以山西晋城东峰矿为工程背景,分析了沿空留巷不同阶段覆岩运移规律,明确了围岩控制的重点。确定了采用“内支-外卸”的协同控制方式,采用理论分析、现场应用与监测的手段着重对巷旁柔模混凝土支护与顶板超前爆破预裂卸压进行了设计、分析与效果检验。研究结果表明,沿空留巷巷道在滞后工作面100 m范围内巷道变形速度较大,柔模墙体在滞后工作面200 m范围内压力变化较大并达到最高值,应为维护重点;现场优化后的巷旁支护体能够满足巷帮的承载能力;柔模混凝土墙巷旁支护和超前爆破预裂切顶卸压协同发挥作用,在降低采动应力影响、改善留巷应力环境的同时提高了巷帮的支护强度,有效地提高了留巷围岩的稳定性。

坚硬顶板工作面水力压裂切顶卸压技术研究

针对坚硬顶板工作面在开采过程中顶板岩体难以垮落,使得工作面后方大面积悬顶,造成临近运输巷围岩变形较大的问题,本文以某煤矿15116坚硬顶板工作面为工程背景,采用水力压裂切顶卸压技术对工作面顶板岩体进行预裂卸压,通过现场试验和监测数据表明:对顶板岩体进行预裂卸压后运输巷道两帮变形量减小了51.1%,顶底板变形量减小了46.5%,巷道围岩变形得到了有效的控制,保证了回采工作面的安全。

采场顶板垮落特征监测分析及其结构弱化卸压实践研究

通过对综采工作面采场液压支架工作阻力的监测和数据采集,以大数据云图间接再现了采场顶板的垮落,分析解释了顶板垮落与采场实际矿压显现特征的关系。结果表明,上下端头三角岩体悬顶面积增大将导致超前煤壁煤岩体应力集中,基本顶呈现“O-X”型断裂规律,所开采煤层均表现出了明显的周期来压,但周期来压步距不大。进一步地,从减少回采两巷悬顶、控制相邻巷道变形和破坏坚硬岩层顶板避免弹性能积聚2个方面,探讨了顶板浅眼小孔爆破预裂、深孔爆破预裂、深孔常规水力预裂、长距离水平定向孔水力预裂措施的应用条件及其现实意义。现场应用结果表明,对于单一采场中边界顶板所采取的预裂等护巷措施,不能实现控制巷道最基本使用功能和有效减少巷道变形的目的,并给出了实施水力预裂的必要条件是具有坚硬完整岩层且能保证一定的压裂压力和压力波动。研究结果为从不同角度认识采场顶板垮落规律、合理选择顶板结构弱化卸压方式提供了方法和思路。

水力预裂在顶板控制与瓦斯治理方面的融合应用

双柳煤矿煤层开采后上隅角大面积悬顶,且随工作面推进短期内不能及时垮落,造成采空区瓦斯积聚,在23(4)11回采工作面运巷端头顶板处施工水力预裂超前切顶孔,实现顶板及时跨落,并对预裂钻孔进行二次利用,通过封孔接入工作面高负压系统进行上隅角瓦斯抽采,瓦斯浓度平均下降0.16%,治理效果明显,实现了瓦斯与顶板共治。

金谷矿预裂切顶沿空留巷巷旁切顶阻力及支护方案确定

为了使煤炭资源得到充分回收,缓解煤炭资源短缺的问题,在山西金谷煤矿10901采煤工作面采用前预裂切顶卸压沿空留巷技术,在介绍预裂切顶沿空留巷技术原理、施工工艺流程的基础上,结合该工作面地质条件,以结构力学理论为基础,分析采煤工作面沿空留巷巷旁切顶阻力计算模型,并通过计算得到巷旁切顶阻力为460 kN,在此基础上,详细设计了沿空留巷旁单支护技术方案。将巷旁支护方案应用到井下工程实践,采用现场检测的手段对巷道围岩移动变形进行监测,发现巷道顶底板位移和两帮位移均在合理范围内,满足下区段的工作面生产要求。

23111工作面顶板预裂爆破技术参数设计与应用

斜沟矿23111特厚煤层工作面计划采用预裂爆破切顶卸压沿空留巷技术,本文根据工作面具体条件及工程经验,设计了预裂爆破的各项技术参数,现场对顶煤顶板实施预裂爆破后,进行全面系统的矿压监测,分析了现场特厚煤层初采顶煤垮落情况、支架工作阻力变化、端头顶板垮落情况、临近巷道矿压显现状况等,结果表明,应用预裂爆破技术切顶卸压的沿空留巷安全、经济效果良好。

深部高应力软岩巷道支护措施研究

以某煤矿运输巷道沿空留巷为研究对象,设计采用“支-卸”一体化巷道稳定性支护方案,主要包括恒阻大变形锚索补强支护、对巷道顶板进行预裂切缝卸压以及对巷道进行临时支护。从现场工程实践情况来看,该支护方案实现了对巷道顶板、两帮及底板的有效控制,围岩整体变形量较小,在提升煤炭资源回采率方面有积极作用。