综放采场J型通风系统治理高瓦斯涌出的研究

根据潞安王庄煤矿5201综放工作面实际条件,在成功实施沿空小断面留巷的基础上,提出了综放采场J型通风系统治理高瓦斯涌出的方法及其调控技术.J型通风系统本质上是以通风方法按工作面瓦斯来源分别治理高瓦斯涌出的一种新型"一进两回(排)"通风系统,现场应用表明,利用该系统能从根本上消除工作面和上隅角局部瓦斯积聚,实现高产高效综放开采.

综放沿空小断面留巷技术研究

随着开采强度的增加,综放工作面的瓦斯超限问题日益突出.以王庄煤矿5201综放面为例,提出采用综放沿空小断面留巷技术,布置J型通风系统,治理综放工作面瓦斯超限.由关键块的分析和数值模拟结果,确定了综放沿空小断面留巷的断面形状,给出了斜梁的合理支护设计.矿压观测结果表明,留巷小断面变形以及留巷煤帮深部位移有较好的收敛性,能够满足工作面抽放瓦斯的需要.

沿空留巷护巷带参数的设计方法

在分析沿空留巷顶板破断垮落特征的基础上，论述了沿空留巷护巷带参数的设计思想和设计方法，结合高水速凝材料巷旁充填沿空留巷技术的实例，阐述了这种设计方法在沿空留巷技术中的实际应用情况．实例证明，用这种方法设计沿空留巷护巷带参数所获得的技术效果和经济效益显著。

锚笆柱支护技术在沿空掘巷中的应用

通过对桃园煤矿 82 2 8风巷预留小煤柱沿空掘巷锚笆柱支护技术的分析 ,认为该支护技术是可行的 ,具有一定的社会经济效益。

锚网梁索联合支护在窄煤柱沿空送巷中的应用

针对窄煤柱沿空送巷煤层及围岩的不稳定情况,通过采用锚网梁索联合支护的实践,验证了其可行性,为类似条件下的巷道掘进提供了宝贵的实践经验。

综放工作面侧向支承压力分布研究

布尔台煤矿42#煤层采用综放开采技术,工作面区段间留设25~30 m的宽煤柱,造成资源浪费。为节约煤炭资源,消除由于煤柱引起的灾害,决定采用沿空留巷方式。为掌握采空区侧向支承压力分布对沿空巷道的影响,通过理论分析建立沿空巷道围岩结构力学模型,确定了沿空巷道位置处的应力值。

无人工巷旁充填沿空留巷支护技术与工艺研究

利用矿山压力基础理论、锚杆支护设计理论方法,综合目前高地压支护围岩松动圈理论,根据相近地段采样的标本进行数值模拟计算,比照沿空掘巷的支护方案,结合回采巷道维修时被动支护方案的比较分析,融合巷道岩层深部的岩体力学特性,选择合理的巷道围岩控制方法及锚梁网支护技术参数、单体液压支柱配合十字铰接顶梁,回采期间还预埋注浆锚杆并采用迈步垛式支架控制顶板急速下沉,形成网矸墙。通过现场矿压观测,修正了支护参数,找到了解决邢台矿区沿空留巷支护的方法,使所留巷道的支护经济、稳定、可靠。减少顶板事故,降低维修费用和维护时间,达到安全高效的目的。

沿空掘巷小煤柱稳定性分析

文章采用数值计算软件FLAC3D,研究了不同煤柱宽度及锚杆支护强度对沿空留巷侧小煤柱稳定性及掘巷巷道围岩变形的影响,得出煤柱宽度是影响煤柱稳定性与巷道围岩变形的决定性因素,高系统支护强度能有效地控制巷道围岩变形的结论。同时,以朱集矿沿1111(1)工作面轨道平巷为工程背景,得出:煤柱宽度为3m时,煤柱内垂直应力集中系数低,应力集中影响范围小,煤柱与掘巷巷道变形量最小,稳定性最好。在此基础上确立的高强度锚杆支护方案,成功保持了小煤柱的稳定性并控制住掘巷阶段巷道围岩的大变形。

无煤柱开采围岩控制技术及应用

我国煤矿无煤柱开采技术研究与应用已有60多年。综合分析了沿空留巷、沿空掘巷、跨巷开采及采空区布置巷道等无煤柱开采方法及适用条件、围岩控制取得的研究成果。在沿空留巷方面的主要内容为:不同开采系统的沿空留巷类型、围岩变形与破坏特征;沿空留巷结构力学模型及围岩与支护作用关系;沿空留巷巷内基本支护、巷内加强支护、巷旁支护形式及支护性能;爆破与水力压裂围岩卸压机理及技术;沿空留巷断面优化及维护时间控制;沿空留巷支护设计原则及沿空留巷安全技术。在沿空掘巷方面,论述沿空掘巷的类型及小煤柱尺寸设计方法,分析沿空掘巷围岩结构特征、围岩变形的主要影响因素及沿空掘巷围岩控制技术。介绍跨巷无煤柱开采的类型,分析巷道与采煤工作面底板的垂直距离、工作面边界至巷道的水平距离等参数对跨采巷道围岩变形的影响。论述在采空区布置巷道的方式:在采空区形成巷道和掘进巷道,分析采空区巷道的应力环境及施工存在的难点。介绍陕西何家塔煤矿支卸组合泵充混凝土支柱沿空留巷、山西野川煤矿泵充钢筋混凝土墙与水平长钻孔水力压裂卸压沿空留巷围岩控制2个应用实例,分析沿空留巷围岩变形控制效果。最后,提出无煤柱开采方法及围岩控制技术的改进意见与发展方向。

综采工作面瓦斯综合治理技术研究

针对陶二煤矿2214工作面瓦斯赋存特征、煤层赋存状态及巷道布置方式,采用顺层钻孔预抽回采区域煤层瓦斯、高位钻场顶板走向钻孔抽采邻近层卸压瓦斯、采空区埋管抽放、沿空留巷Y型通风相结合的瓦斯综合治理技术,并以精细化管理为保障,区域措施效果检验和区域验证指标均小于临界值,回采期间工作面上隅角瓦斯浓度控制在0.45%以下,回风瓦斯浓度控制在0.35%以下,杜绝了瓦斯超限事故,保证了矿井的安全高效生产。

沿空留巷技术在老母坡矿的应用

为了解决老母坡矿采掘接替紧张,提高煤炭资源回收率,延长矿井服务年限,老母坡矿在2号煤层工作面应用沿空留巷技术,通过采用巷道围岩强化控制技术、动态分步施工技术、FLAC数值模拟研究优化巷道掘进期间的支护设计,同时加强留巷矿压监测,分析了巷旁支护体的受力和变形特征,得到了巷旁支护组合体的作用机制,形成了以单体液压支柱配合十字铰接顶梁、复合铁鞋和工字钢护帮腿组合支护体的新型巷旁支护,使留巷效果达到预期目标。

单一高突煤层沿空掘巷卸压消突效果研究

以鹤壁矿区单一高突煤层为研究背景,首先分析了不同开采方式下(全层放顶煤、开采顶分层)的煤岩体变形破坏及应力变化特征及不同开采方式下的采空区卸压影响规律。以残存瓦斯含量为突出预测参数,研究分析了沿空掘巷卸压消突效果。

固体充填采煤沿空留巷顶板下沉力学机理研究

基于固体充填采煤上覆岩层移动特征,为分析巷旁支护体和实体煤帮的稳定性,以唐口煤矿9301充填采煤工作面沿空留巷为算例,采用Winkler弹性地基梁理论,建立了固体充填采煤沿空留巷直接顶力学模型,推导出巷旁支护体宽度和实体煤帮的弹塑性区长度计算式。研究结果表明:求算得出影响唐口矿巷道直接顶下沉的3个主要参数值,即当巷旁支护体的弹性地基系数为50 MN/m^3,其宽度为3 m,采空区充填体弹性地基系数为80 MN/m^3时,可较好的控制巷道直接顶下沉;同时结合唐口煤矿9301轨道巷顶底板移近量具体监测结果,顶底板最大移近量仅为213 mm,沿空巷道围岩控制效果良好。

小煤柱沿空掘巷巷道变形规律研究

采用钻孔观测、位移及应力监测与数值分析方法研究了小煤柱沿空掘巷巷道变形及锚杆锚索受力特征。研究结果表明:留设的小煤柱分为破碎区、裂隙发展区与煤体完整区3个作用区,煤柱两帮在采动应力作用下破碎较为严重,煤柱内部完整性较好;巷道两帮位移量及位移速率均高于顶底板,巷道开挖初期巷道位移量及位移速率发展较快,后续逐渐平稳;煤柱侧锚杆受力强度整体高于工作面侧,两帮表现为巷道中间部位锚杆受力强度高于近巷道顶底部锚杆;切顶高度为10 m时最有利于巷道的稳定,大煤柱巷道两帮及顶底板变形量分别为小煤柱的3.4与2.6倍,变形稳定期约为小煤柱的1.8倍,小煤柱的留设具有较好的实践效果。

神东矿区新型沿空留巷技术装备研究与应用

神东矿区近年来推广应用了以柔模混凝土墙沿空留巷为代表的无煤柱开采技术,虽然技术适用性较好,但仍存在作业机械化程度低、劳动强度高、辅助运输压力大、作业环境差、工作面接续不连续等问题。针对这些难题,神东公司优化巷道设计和设备布置,应用远程供电供液技术,将乳化液泵站、移动变电站及配套供电设备集中布置在运输平巷外,实现设备多面共用,减少设备搬迁,缩短材料运输距离,增大运输、行人安全空间,减少留巷与采煤作业的时空干扰。应用水力压裂或爆破卸压的方法降低留巷区域巷道矿压显现,减少支护投入,扩大留巷范围。研制内嵌式、抗剪切式锚索等专用支护材料,挡矸支架、单元(门式)支架等专用支护装备,全面替代传统的“一梁四柱”架棚支护形式,降低劳动强度,改善支护效果。将井下拌合混凝土改为地面制备商砼,提高砼料质量和生产效率,研制砼运输专用车辆,减少砼料运输过程中离析与抛洒,提高运输效率。优化模袋设计工艺,引进新型薄喷材料,减少了漏风通道,改进工作面通风方式,提高了灾害防治和安全保障能力。新工艺变革了传统低效、高风险、劳动密集型留巷工艺,取得了日留巷18 m、月留巷418 m的纪录。同时留巷用工由26人减少到17人,用工数较传统工艺下降了35%,效率提升了50%,实现了减人增效,为矿区无煤柱安全高效开采提供了新方案。

浅谈薄煤层复合顶板沿空留巷联合支护

介绍了薄煤层复合顶板沿空留巷的理论根据,锚杆、锚索、W钢带及锚网联合支护的原理,以及在鸡西荣华煤矿具体实践的效果。

极薄煤层综采工作面智能充填系统设计与应用

目前通常采用原矸、风动泵送等充填技术对极薄煤层采空区进行充填,充填系统设计功能较为单一,缺乏多系统之间的联动,无法实现矸石的智能分选与工作面连续充填。针对上述问题,以内蒙古鄂尔多斯市新矿集团长城煤矿1901N综采工作面为研究背景,设计了极薄煤层综采工作面智能充填系统。该系统包括煤矸智能分离破碎与长距离连续运输系统、连续泵送充填系统,并配套与连续泵送充填系统相适应的充填模板支架。开采后井下的煤矸石首先通过带式输送机运送至煤矸智能分离破碎系统进行分离、破碎与筛选,然后通过管状带式输送机运送至搅拌机混合成充填用混凝土,最后通过高压管路输送至充填口进行充填。通过试验得到了适合长城煤矿极薄煤层综采工作面沿空留巷及架后采空区的充填材料的最佳配比及相应各龄期的抗压强度标准值,确定了以沿空留巷充填为主、架后采空区充填为辅的充填方案。现场实测结果表明:该系统可同时对沿空留巷及架后采空区实施精准充填,提高了充填工效和充填面推进速度,降低了动载对巷道围岩产生的影响,可有效控制巷道变形,充填留巷两帮收敛和顶底板最大移近量分别为133.5、178.2 mm,均在合理控制范围内,满足现场应用需求。

软介质接顶沿空留巷充填体稳定性研究

为了减少沿空留巷巷道的变形量,保证上覆岩层不发生大的离层,避免直接顶的严重破坏,采用理论分析与FLAC3D数值模拟相结合的方法,研究了软介质充填体的力学特性、结构特性与沿空留巷围岩稳定性关系,数值模拟分析了软介质接顶充填体的巷道围岩应力分布与位移分布,研究得出:矸石混凝土在强度上满足沿空留巷支护的要求;随着工作面的开采,实体煤一侧形成应力增高区,垂直应力峰值为17.06 MPa;对混凝土墙体进行应力检测,得到混凝土墙体垂直应力为3.0 MPa,水平应力为2.0 MPa;由数值模拟与现场实测分析知,工作面回采结束后,巷道变形量较小,能有效起到充填支护及切顶作用,巷道围岩整体稳定性较好,研究为沿空留巷充填体稳定性提供一定的技术支持。

沿空跟掘回采巷道合理煤柱留设及围岩稳定性控制

沿空跟掘回采巷道掘、采全服务周期经受相邻工作面采空区未稳定压力、相邻工作面回采侧向支承压力及本工作面回采超前支承压力多重动压影响,煤柱稳定性差、围岩支护困难、异常矿压显现。以潞宁孟家窑煤业有限公司22115回风巷为工程背景,综合运用理论分析、数值试验研究并参照已有工程实践经验确定最佳护巷煤柱宽度,提出合理可行的围岩稳定性控制技术。研究结果表明:22115回风巷净煤柱宽度应不低于15m。提出的分阶段、重点部位针对性加强高预应力强力支护方案井下工业性应用效果良好,掘、采全服务周期锚杆(索)受力稳定,强度利用率高;顶板离层量小且在较短时间内趋于稳定;围岩整体未出现大变形,完全满足安全生产需求。

中兴煤矿综采工作面沿空留巷技术实践

针对中兴矿2#下煤1207工作面的生产技术条件,分析了沿空留巷技术巷旁充填体的作用机理,提出了高瓦斯条件下采用ZKD型高水速凝充填材料的巷旁充填沿空留巷技术预埋瓦斯抽放管抽采采空区瓦斯,设计了合理的充填工艺。该技术在中兴矿2#下煤1207工作面的应用实践表明:运用合理的充填工艺,有效缓解了工作面接替紧张的情况,解决了上隅角瓦斯积聚的问题。