密集钻孔切顶自成巷关键切顶参数研究

陕西瑞能煤矿采用免爆破的密集钻孔切顶卸压沿空留巷工艺,以瑞能煤矿203工作面为研究背景,对密集钻孔切顶高度、定向切缝钻孔角度、钻孔孔径以及钻孔间距等密集钻孔切顶卸压沿空留巷工艺的关键参数开展数值模拟研究并进行现场监测。研究结果表明,孔径增加对于密集钻孔之间塑性区贯通影响较小;切顶角度的增加可以在一定程度上减弱采空区顶板的水平约束,确保采空区顶板的顺利垮落;适当增加切顶高度可在确保切顶成功的同时减小巷旁支护阻力;较小的孔间距有利于钻孔间塑性区贯通。综上确定密集钻孔切顶关键参数为切孔倾斜角度15°、切顶高度8 m、孔径48 mm、孔间距200 mm。工作面回采过后,后巷顶底板中部最大移进量为250 mm,切顶侧顶底板最大移进量为170 mm,留巷段矿压显现缓和。切顶卸压以及成巷效果满足矿井使用需求。从而验证了密集钻孔切顶卸压沿空留巷关键参数的确定方法,为该工艺在同类型矿井进行使用提供了工程参考经验。

密集钻孔弱化底分层顶板沿空留巷技术

为了保证古汉山矿高应力厚煤层底分层沿空留巷工序安全顺利进行,结合再生顶板的破碎情况和瓦斯条件,通过理论分析、数值模拟试验验证了古汉山底分层沿空留巷采用密集钻孔切顶卸压的必要性;通过采用砌体梁滑移失稳条件和数值模拟试验的方法分析优化了密集钻孔的倾斜角度、深度、间距,并将此钻孔参数应用到现场工程实践中。现场留巷稳定后巷道两帮收缩量为656 mm,顶底收缩量为545 mm,能满足安全和生产的要求。

切顶卸压沿空留巷爆破孔关键参数选择及留巷效果现状分析

切顶卸压沿空留巷技术是一种主动预裂卸压的无煤柱留巷技术,相对于传统的巷旁充填沿空留巷技术而言,它具有性价比高、工艺简单、留巷速度快等优点,因此,近年来得到了快速发展。总结了中国30多个代表性矿区切顶卸压沿空留巷技术的应用现状,并对其定向爆破孔的关键参数,如切顶高度、切顶角度、切顶钻孔间距以及切顶钻孔直径等选择范围进行了统计,也对留巷效果进行了分析。结果表明,目前切顶卸压沿空留巷技术主要应用于0.9~3.5 m厚的薄煤层以及中厚煤层,切顶高度为1.8~20 m,切顶角度为0°~20°,切顶钻孔间距为200~2 000 mm,切顶钻孔直径为32~80 mm,留巷动压影响范围为20~280 m。总结了目前切顶卸压沿空留巷成功应用的经验,分析了存在的一些问题,对于推广切顶卸压沿空留巷技术具有重要的工程参考价值。

泽43-12x井垮塌段双封双承托完井管柱设计与应用

泽43-12x井为泽43潜山一口重点开发井,奥陶系目的层裂缝孔洞发育,揭开潜山面时,发生失返性漏失,进而导致盖层泥岩段井壁垮塌,井下形成桥塞,提前下技术套管利用砂桥对第三系3 810.77 m以上地层承压固井,但3 810.77~3 853.61m泥岩段未封固,存在后期掩埋潜山储层的风险。通过分析三开完井的技术难点,提出双封双承托完井管柱设计思路,开展了配套工艺和工具等方面的研究,完成了尾管悬挂器优选、各工具压力级别及地层封隔系统设计,研制开发了岩屑承托与地层封隔一体化工具,实现了多套不同内径、不同岩性地层的有效封隔,并且承托工具弹簧钢精密钢带式设计可以满足不规则井壁封隔需求,实现自动调节。泽43-12x井的成功应用表明,该技术可实现复杂井段一趟管柱非固井封隔,为同类井的复杂井段封隔提供了借鉴。

石家庄六线隧道深基坑围护体系设计探讨

深基坑工程设计要点中最关键的就是围护结构及支撑体系的设计,设计的合理性关系到基坑工程的成败。为了研究深基坑工程围护体系设计要点,以京石客运专线石家庄六线隧道明挖深基坑工程的成功实例为依托,介绍围护体系比选情况,阐述明挖长大深基坑工程围护体系的设计要点,并结合现场实际施工的情况,分析围护体系设计方案的合理性,总结围护体系的设计经验,提出几点围护体系设计建议。

破碎顶板切顶留巷采空区顶板垮落特征试验研究

垮落带内含有的坚硬厚砂岩冒落性差,易在沿空留巷实体煤帮的支撑下形成三角板结构,随着上覆岩层的断裂和应力传递,造成沿空巷道采动压力影响剧烈。基于禾草沟二号煤矿1105工作面厚砂岩顶板设计10种不同间距切顶钻孔试验方案进行现场试验,并在相应区域对沿空侧采空区岩层垮落特征进行监测。试验表明,在未爆破区域和爆破区域,采空区顶板岩石垮落时间随炮孔间距的增大而增大,爆破区域沿空侧采空区垮落矸石充填满巷帮时间为非爆破区域的0.4倍,沿空巷道稳定速度更快。在未爆破区域和爆破区域中,沿空侧巷帮垮落矸石块度随切顶钻孔间距的增大而增大,未爆破区域垮落矸石块度最大为1.33 m,爆破区域垮落矸石块度最大仅为0.36 m。在设计方案中,巷道顶板压力与巷道顶底板位移均随切顶钻孔间距的增大而增大,相同间距钻孔,爆破区域巷道顶板压力与巷道顶底板位移均明显小于非爆破区域。根据试验结果,在设计方案中,钻孔间距400 mm、间隔爆破时,切顶效果较好,沿空侧采空区顶板冒落性好、接顶速度快、沿空巷道动压显现较弱。

Z型工作面切顶留巷关键技术研究

针对工作面接替紧张及回采巷道变形过大等问题,以50107Z型工作面作为董东矿切顶留巷实验,首先在工作面回采利用采煤机截割成巷,采用端头超前临时支护防护进行端头支护作业,并在巷旁打切顶眼,同时沿切顶线爆破切顶,紧跟端头进行巷道补强支护,最终实现Z型工作面切顶留巷。结果表明:留巷后,沿空巷旁最大顶板压力36.3 MPa,采空区最大侧压139 k N,巷道成形效果良好。

切顶留巷动压对非采煤侧帮的影响研究

采用Y形留巷和Z形自成巷2种沿空留巷方式对比,研究非采煤侧帮变形的影响因素。基于理论力学,研究了非采煤侧帮受力破坏特点,建立了切顶留巷下非采煤侧帮的力学模型,理论分析了动压对非采煤侧帮的影响。

缓倾斜煤层无煤柱切顶成巷切缝角度及位置研究

切顶卸压自成巷无煤柱开采是综采工作面实现连续生产、快速衔接、提高煤炭采出率的重要采煤工艺,能有效避免矿井发生重大地质灾害事故,是煤矿可持续发展的方向之一,其中切缝关键参数对留巷围岩稳定性具有较大影响。为控制工作面开采后沿空留巷围岩的变形量,保证巷道结构的稳定性,以青云煤矿020201工作面为工程背景,分析其缓倾斜煤层切顶成巷特点,提出两种切缝角度确定方法,同时结合现场生产条件研究了切缝位置对切顶卸压沿空留巷稳定性的影响。研究结果表明:切缝角度及切缝位置的选择影响留巷顶板的运移特征,依据岩层垮落角确定了2.7°切缝角度,并得出在挡矸墙采空区侧进行切顶时,切缝可切断采空区顶板压力向留巷上方传递荷载的路径,弱化了顶板断裂活动对留巷的影响,有利于实现留巷围岩控制的目的;现场矿压监测结果表明,在采动作用下,采用合理的锚网支护可形成稳定结构,切顶卸压效果明显,对于切顶成巷技术在缓倾斜煤层开采中的推广应用具有借鉴意义。

切顶卸压无煤柱自成巷关键技术研究及应用

为了缓解矿井采掘衔接紧张局面,以曙光煤矿一采区2#煤开采进行切顶卸压无煤柱自成巷关键技术研究,使工作面一定范围内的周期压力和巷道内的压力得到了降低,大大提高了矿井的安全生产水平,为相似开采条件下的工作面提供实际的技术经验。

综采面切顶沿空留巷采空区帮控制技术研究

以塔山煤矿8305综采工作面为例,提出了切顶卸压沿空留巷技术。从超前预裂切缝、巷道补强支护、采空帮挡矸支护和滞后临时支护四个方面制定了采空区帮控制技术方案,并进行了工业性试验。巷道观测结果表明,切顶卸压沿空留巷采空帮变形量控制在265 mm以内,有效控制巷道围岩变形量,满足安全生产要求。

2414工作面切顶卸压无煤柱留巷技术研究

针对孙村煤矿井下巷道掘进量大、采掘衔接紧张情况,对2414工作面轨道切顶卸压沿空留巷技术方案进行分析,进行了沿空留巷技术实践应用。现场实施后切顶卸压自动成巷PU监测系统监测结果表明,该轨道巷围岩整体变形较小,巷道围岩稳定性较好,留巷效果较好。

9-209中厚煤层工作面沿空留巷切顶卸压技术研究

为阻止采空区上覆岩层的应力传递,降低回采应力对留巷段顶板破坏作用,店坪煤矿9-209工作面实施以采空区侧预裂爆破、切顶卸压、支护阻力控制构成的中厚煤层无煤柱沿空留巷开采技术,结合理论分析、预裂爆孔窥视和工程实践等方法,证实了留巷围岩的稳定性,取得了显著应用成效。

红林煤矿110工法沿空留巷工程试验研究

贵州红林煤矿9#煤层为突出煤层,其形成采面所需巷道工程量较大,掘进成本高,耗时长,易造成采掘接续紧张,而沿空留巷能较好地克服这些问题。由于该矿井受到瓦斯灾害及复杂地质条件的影响,且没有沿空留巷技术施工经验,故需进行针对性地理论分析和现场试验。项目首先评估了现场工程地质条件,并基于行业规范进行了沿空留巷方案的初始参数设计;然后通过现场试验进行了部分参数优化,并依据优化方案实施了200 m长度的留巷工程;最后通过全程采集矿压、变形等数据分析了支护锚索的承载力变化与围岩变形演化等规律。试验表明,优化后的沿空留巷技术参数能够满足红林煤矿安全需求,该成果为类似工程提供参考依据。

兰花宝欣煤业切顶卸压沿空留巷技术研究与应用

为提高煤炭回采率、缓解工作面采掘接续紧张局面,以兰花宝欣煤业2201工作面轨道顺槽为工程背景,提出了切顶卸压沿空留巷技术,包括巷道补强加固支护、顶板精准定向预裂切缝、临时加强支护、巷帮挡矸防护。现场监测巷道围岩变形主要发生在滞后工作面200 m范围内,试验巷道未发生大变形现象。

10-110采面切顶卸压留巷技术参数模拟分析与应用

采用FLAC^(3D)软件,建立回坡底矿10-110综采工作面切顶卸压留巷模型,模拟得到在垂直顶板上方6 m、距留巷临空侧2 m、实体煤帮侧后方15 m处,工作面垂直应力下降幅度最大。结合公式计算和数值模拟确定工作面实际切缝高度6 m、切缝深度7 m、切缝角度15°,在对留巷采用合理支护的情况下,通过监测顶板下沉量可知,切顶卸压效果良好。

厚煤层综放开采钻孔切顶留巷支护技术研究

在厚煤层开采过程中有大量的巷道开挖工程,为确保在采矿区中快速有效地开采,顶板和底板基于参数测试,采用孔切顶留巷支护技术,并在原巷道基础上使用顶板锚索和木垛,并布置金属网防止矸石进入到运输巷。采用钻孔切顶留巷支护技术可以保证巷道稳定,满足了开采中巷道使用的需要。