煤巷快速掘进工艺及超前临时支护技术研究

随着煤炭资源开采深度和强度的增加,传统的掘进方法和支护技术已经无法满足现代煤矿高效、安全生产的需求。该现实需求下,煤巷快速掘进技术和超前临时支护技术应运而生。首先概述了煤巷快速掘进工艺及超前临时支护技术,其次分析了这些技术在煤矿生产中的作用,并阐述了煤巷快速掘进工艺及超前临时支护技术在实际应用中的难点,最后针对具体难点提出了相应的应用策略,实现了煤巷掘进效率和安全性的双重提升。

大采长工作面中部煤层预抽瓦斯以孔代巷技术应用

为解决治理大采长工作面回采区域瓦斯需要施工多条岩石抽采巷和大量穿层钻孔,采用大采长工作面中部煤层预抽瓦斯以孔代巷技术,利用自主研制的轻型定向钻机在己15-17-12110工作面开展了现场工业性试验,分析了定向穿层钻孔覆盖工作面中部的范围及瓦斯抽采效果。结果表明:大采长工作面中部煤层预抽瓦斯以孔代巷技术可以为大采长工作面减少岩石抽采巷和穿层钻孔工程量,节约施工成本;在中抽巷和机抽巷各施工79个定向钻孔,钻孔总工程量13 806 m,其中定向钻孔岩孔8 022.5 m,水力冲孔煤孔5 783.5 m,累计冲煤量2 965.7 t,平均冲煤量0.51 t/m;定向穿层钻孔卸压抽采后,可有效提升瓦斯抽采浓度;工作面回采期间的瓦斯浓度在0.6%以下,保证了工作面安全回采。

三软煤层巷道锚网喷联合支护的数值模拟

通过数值模拟软件FLAC3D对梁家煤矿三软煤层4105工作面巷道锚网喷联合支护效果进行数值模拟,分析了联合支护后围岩位移应力分布和混凝土喷层及锚杆的力学特性。研究结果表明,三软煤层巷道锚网喷联合支护,有效地改善了围岩的应力状态,降低了顶板与两帮收敛速度与位移,但巷道底鼓较为明显,两帮锚杆承载明显大于顶板锚杆,底角锚杆最大,应确保底角锚杆的锚固效果,以限制底板和两帮的变形。锚网喷联合支护适应三软煤层变形特征,维持了巷道围岩稳定,满足梁家煤矿安全生产需要。

锚喷支护巷道聚丙烯纤维喷层新技术研究

聚丙烯纤维混凝土柔性喷层是软岩巷道支护中一种新型的喷层形式。通过对聚丙烯纤维混凝土的抗拉、抗压、抗剪等力学性质测试,分析了聚丙烯纤维混凝土对软岩支护的适应性。结合顾桥矿工程应用,从耐久性、抗渗性、经济性和施工技术等方面系统地研究了聚丙烯纤维混凝土喷层的性能。与普通混凝土喷层相比,聚丙烯纤维混凝土喷层中的应力分布较均匀,同时具有较好的让压能力。工业性试验表明,聚丙烯纤维混凝土喷层具有较高的推广应用价值。

南山隧道不良地质的设计与处理

南山隧道为济广高速公路平远至兴宁段的一座短隧道。主要介绍对煤系地层隧道(南山隧道)存在的瓦斯、采空区等不良地质现象和地下水的腐蚀性进行勘察、分析、评价以及设计和处理的措施。

煤巷掘进工作面瓦斯预抽防突措施及效果研究

在分析穿层钻孔防突机理的基础上研究了运用煤层底板巷穿层网格钻孔预抽煤巷条带煤层瓦斯的区域消突措施,设计优化了钻孔技术参数;采用间接法及自编软件通过现场测定的残余瓦斯含量反算了残余瓦斯压力,各项指标较抽采前均有较大的降低,降到了临界值以下。通过拟合曲线及现场测定计算了瓦斯抽采率,达到了抽采要求。煤巷掘进过程中未再出现动力现象,解决了采掘失衡的问题,保证了煤巷安全快速掘进。

煤矿保护层开采覆岩破断移动特征研究

煤矿开采造成覆岩破坏时有发生,给工程设计及施工带来了挑战。湖南龙琅高速公路某隧道通过长冲煤矿采空区,地质构造复杂,施工中存在采空区塌陷问题。为保障隧道的安全,运用关键层理论研究被保护层裂隙发育规律,对煤矿保护层开采覆岩破断移动特征进行了研究,揭示了采空区形态规律,预计了隧道开挖引发岩层移动量,分析了其稳定性,为建立隧洞穿越采空区围岩扰动分析模型及结构安全分析提供理论依据。

大淑村矿2~#煤层摸顶分层回采及安全措施研究

针对大淑村矿2#煤层摸底掘进回采技术出现的巷道变形收敛严重、回采率较低、安全性较差等问题,提出摸顶掘进与摸底回采新技术,优化开采工艺参数,同时还对可能发生的事故制定相应的安全技术措施。实践表明,摸顶掘进与摸底回采技术安全可靠,经济效益显著,可为类似矿山开采提供借鉴。

粉煤灰地层大断面连拱隧道围岩变形规律研究

粉煤灰地层具有自稳能力差、结构松散、吸水性强、不均匀等特点,因此在该地层修建大断面隧道施工难度极大。本文以盐坪坝隧道为依托,利用Rhinoceros建模并将模型导入FLAC3D计算,对大断面连拱隧道穿粉煤灰地层掌子面附近围岩变形规律进行研究。研究结果表明:中导洞-左右侧壁预留核心土法和中导洞-左右侧壁台阶法开挖时,竖向位移普遍大于水平位移,水平最大位移出现在右洞拱脚约9 mm处,竖向最大位移出现在右洞拱肩约24 mm处,左洞先开挖产生的偏压作用导致右洞围岩位移明显增大,其中中导洞-左右侧壁台阶法在施作二次衬砌后围岩变形速率更大,因此选择中导洞-左右侧壁预留核心土法更有利于围岩稳定。

神东浅埋特近层间距下层煤工作面掘进实践研究

神东矿区浅埋煤层特近层间距下层工作面的开采布局,掘进支护,顶板矿压、顶板控制,各类灾害防治技术还没有系统的实践经验,给矿井安全生产带来极大的困难。通过合理的巷道布置、支护及掘进,回采时人为增加层间距,保证层间距大于2 m的情况下进行掘进,掘进过程中针对不同层间距厚度,采用相应技术要求来保证掘进期间安全生产。神东矿区浅埋煤层特近层间距下层工作面掘进技术研究对于存在浅埋深近距离煤层开采条件的矿井具有重大借鉴意义。

急倾斜“三软”薄煤层综采开切眼导硐施工技术

针对赵家坝煤矿开切眼变形大、成型困难、支护难度大的现状,结合导硐爆破技术和分次支护技术,提出了一种新型实用的急倾斜"三软"薄煤层综采开切眼导硐施工技术。有效地解决了煤、矸运输问题,安全、可靠地完成了开切眼施工,对相似工程条件下的巷道施工具有借鉴意义。

近距离煤层群保护层开采双重卸压效果分析

为了分析在近距离煤层群条件下多保护层开采时下伏煤层开采的卸压效果,采用数值计算及现场验证的方法对保护层开采时下伏煤层开采卸压程度进行了研究,得到保护层开采时,被保护层在开采过程中的垂直应力、塑性区变化规律。现场抽采数据表明:在多重卸压作用下,被保护层的抽采浓度以及纯量都保持较高值,卸压效果明显。

粉煤灰地层大断面连拱隧道地表沉降规律研究

粉煤灰地层具有孔隙比大,渗水性强,黏聚力小,强度低等特点,因此会造成其承载力低、地表沉降大等工程问题。本文依托盐坪坝连拱隧道,选取了其中具有代表性的穿越粉煤灰的K0+570~K0+630区段,采用数值模拟的方法研究不同开挖工法下地表沉降规律,研究结果表明采用中导洞-左右侧壁预留核心土法开挖时相较中导洞-左右侧壁台阶法对地表沉降变形速率的控制效果更好,二者对地表沉降量的影响区别不大,最大沉降量约19 mm,根据比选结果中导洞-左右侧壁预留核心土法更有利于控制地表沉降。

粉煤灰地层大断面连拱隧道超前支护研究

在粉煤灰地层中修建隧道往往会因其承载力低、受压沉降大等特点产生施工安全隐患,为防止拱顶产生过大沉降,在实际施工之前往往进行可靠的超前支护。本文以穿越粉煤灰地带的盐坪坝大断面双连拱隧道为工程背景,通过数值模拟分析不同超前支护方式下围岩的变形特征,研究各种超前支护方式对围岩的变形控制效果,最终比选出粉煤灰地层条件下大断面双连拱隧道最合理的超前支护方式。研究结果表明,在超前锚杆或者超前小导管作用下,隧道洞周水平位移呈现拱腰>拱肩>拱脚的变形规律,隧道竖向位移呈现拱顶>拱肩>拱底的变形规律,同时隧道变形主要以竖向变形为主。同时在4.5 m长、120°范围下的超前小导管支护下,左洞隧道拱顶沉降仅为8.73 mm,拱腰收敛仅为1.01 mm,相对来说支护效果最好。

近距离煤层群保护层开采底板卸压瓦斯抽采技术研究

针对沙曲矿近距离煤层群开采中的瓦斯防治问题,综合运用理论分析、数值模拟的方法对保护层开采时底板卸压效果进行分析,结合塑性区的发育形态编写fish语言获取被保护层中渗透系数的变化规律,并用于工程实践。结果表明:在2号煤层作为保护层开采的情况下,底板卸压深度可达20~36m,大于3+4号煤层与3号煤层之间的最大垂直距离,3+4号煤在上煤层的保护范围内;随着保护层的开采,被保护层渗透性系数明显提高,最大值可以达到5.2,虽然随着工作面推进覆岩垮落,渗透性系数会有所回落,但与初始值相比依然有较大提升;在2号煤层的回采时,对底板穿层钻孔进行了瓦斯浓度实测,钻孔中瓦斯浓度最大值可达到70%,抽采效果良好。

云台山瓦斯隧道揭煤爆破及安全技术研究

研究了侯月线云台山瓦斯隧道平导第一次揭煤爆破设计的主要爆破参数以及实施的安全技术措施，据此顺利安全地完成了平导与主洞的２２次揭煤，为类似情况下的瓦斯隧道施工提供了揭煤以及瓦斯管理等方面的宝贵经验．

三角函数在瓦斯隧道施工中的运用

对瓦斯隧道煤层建立了三维空间坐标,根据超前探测或预测孔,运用三角函数计算,确定了实际煤层的空间位置,并与试验情况和施工揭示情况进行对比,发现三角函数在确定瓦斯隧道煤层空间位置有较好的适用性。

短服务周期贫水采区水仓硐室优化

传统的采区水仓施工方式工程量大,投入高,工期长,针对+435 m一采区水仓服务周期短这一现状,利用准备巷道布置在较厚的B8煤层,在B8煤层中集中布置水仓硐室,水仓上下分层设计配以辅助清仓措施,实现了正规水仓所有功能,经济效益显著。

底板巷在坪湖矿西三采区的成功运用

680工作面位于西三上采区,因底板巷的穿层钻孔,布孔均匀、具有连续性的特点,成孔率高、抽放效果好。为此运用底板巷穿层钻孔替代顺层钻孔预抽瓦斯,以提高煤巷掘进速度,缓解采掘平衡,确保安全生产。

倾斜巷道过巷穿层掘进支护工艺优化

受到地质条件、施工技术水平及赋存煤体、岩体不同的影响,有倾斜角度的巷道穿巷掘进过近距煤层群时,顶板破碎及局部冒顶频繁出现,对支护带来了很大的困难。支护方式的合理选择,对于巷道的前掘速度,而且对顶板发生大面积的垮落也会造成重要影响。某煤业公司综合机械掘进一队基于某扩区某盘区某号煤层某钢巷时,对传统支护方式进行了分析,进行了支护改良,支护效果在巷道经过穿层时有明显的提升效果。