小煤柱沿空掘进瓦斯综合防治技术研究

以某矿31018回风顺槽小煤柱沿空掘进为工程背景,对采空区侧煤体卸压范围考察,确定采空区侧煤体卸压范围,并在卸压范围进行残余瓦斯含量测试,划定无突出危险性范围;采用对小煤柱进行注浆加固和巷道全断面喷浆措施防止采空区瓦斯溢出;使用钻屑指标法对掘进工作面进行预测和验证。统计表明:31018回风顺槽小煤柱沿空掘巷过程中,预测指标K_(1max)=0.24,S_(max)=3.4,平均进尺5.8 m/d,回风流平均瓦斯浓度为0.15%,单日绝对瓦斯涌出量平均为1.04 m^(3)/min,实现了巷道安全掘进。

黄陵一号煤矿“110工法”工程实践应用

黄陵一号煤矿通过1006综采工作面300 m沿空留巷工业试验、1009综采工作面实施“110工法”回采期间,沿空留巷段顶板下沉、底鼓严重等现象凸显,顶板支护成为井工煤矿实施“110工法”的一项技术攻关。该矿通过提前对沿空留巷段顶板进行锚梁补强支护,尾巷支护方式由“U29挡矸柱+单体支护”创新性升级为“U29挡矸柱+单体+垛式支架双重支护”,辅运部分端头支架优化调整为特殊支架支护,通过一个工作面的实践、应用,有效控制了沿空留巷段受采动影响顶板压力过大、底鼓严重等造成的影响,成功实现留巷的完整,保证了1006、1009这2个工作面的顺利回采,为后续“N00工法”的进一步实施积累了丰富的作业经验,为“110-N00工法”开采新技术的成功实施应用提供、融合了黄陵经验。

切顶卸压沿空留巷技术在厚煤层综采工作面的应用

切顶卸压沿空留巷作为一种无煤柱开采工艺,在一定程度上可以提升煤炭资源的回收利用率、提升矿井生产的连续性、增加煤矿企业的经济效益。为解决工作面交替紧张及煤炭资源回采率低等问题,以山西西山煤电股份有限公司马兰矿18505综采工作面运输顺槽为研究对象,通过理论计算和工程实践相结合的研究方式,进行了切顶卸压沿空留巷工艺方案的设计及巷道围岩控制措施的相关研究,并提出采用“预裂爆破切顶+恒阻大变形锚索补强支护”的沿空留巷技术方案。根据现场实际监测效果可知,在留巷30天后,巷道围岩的变形基本趋于稳定,顶底板最大变形量为178.26 mm,巷道两帮的最大移近量为85.34 mm,完全符合沿空留巷的实际应用标准,保障了工作面的安全回采。

综采面沿空巷道超前动压区煤柱失稳效应与锚注加固技术

为探究综采面沿空巷道超前动压区煤柱对巷道围岩整体稳定的影响规律,综合采用数值模拟、工程应用等方法,建立沿空巷道超前巷道数值分析模型,研究综采面回采期间不同煤柱宽度下沿空巷道围岩力学和变形响应特征。研究结果表明:护巷煤柱宽度小于5 m时,工作面帮为采动应力主要承载结构,其内部应力及变形均大于煤柱帮,此时工作面帮应作为超前动压区重点加固对象,随着护巷煤柱宽度增加,煤柱承载应力逐渐增加、变形增大,护巷煤柱宽度增加至5 m以上时,煤柱承载应力显著增加,采动应力由沿空巷道两帮围岩共同承载,超前动压区应同时加强两帮支护,基于此开发超前动压区沿空巷道锚注加固技术,并进行工程应用。研究结果可为平顶山矿区类似条件沿空巷道超前控制提供一定参考。

切顶卸压及复合支护体系在沿空留巷中的应用

为解决伊田煤业W3305综采工作面厚层坚硬顶板和塑性底板组合造成的沿空留巷矿压显现和巷道变形严重问题,对工作面地质条件进行分析,采用双向聚能定向爆破方法切断留巷临空侧顶板悬臂梁结构,降低顶板关键层回转应力;通过浇筑柔模墙和对其底板进行注浆加固,对沿空侧巷道顶底板施加稳定支撑;通过新型锚索综合支护,解决端头支架破坏锚索以及破碎顶板锚索失效问题。结果表明:采取双向聚能爆破切顶卸压+柔模墙支护+新型锚索支护+底板软岩加固策略能够有效解决巷道变形失稳问题,约节省费用超500万元。

中厚煤层小煤柱沿空掘巷控制技术与应用

以成庄矿回采面53151巷地质条件为工程背景,拟定采用小煤柱沿空掘巷技术,现场留设6.0 m煤柱;采用“深孔预爆破卸压+锚网索补强支护+滞后注浆加固”多重支护手段;矿压监测数据表明,该巷道围岩处于稳定状态,支护措施合理有效。

沿空留巷巷道煤体注浆补强支护技术研究

为解决厚煤层工作面沿空留巷煤柱因受动载载荷多次加卸载过程造成的巷道围岩破碎、煤柱承压大、支护难度大、巷道易变形等问题,以S1205工作面为工程背景,采用理论分析方法对巷道围岩受力变化和破坏特征进行了分析,据此提出巷道围岩注浆补强支护技术,通过数值模拟和现场实测,结果表明,该技术能够有效提高巷道围岩整体稳定性和承压能力,与采取措施前相对比,应用该技术后巷道围岩塑性区范围减小了43.1%,变形速率减小了53.8%,巷道围岩变形量得到有效控制,为类似条件下沿空留巷支护提供一定的技术参考。

窄煤柱沿空巷道注浆加固技术研究

以青洼煤业21041胶带进风巷道为研究对象,针对21041巷道窄煤柱在现有支护下出现的巷道变形严重、煤柱失效破坏的难题,在已有的支护条件下,通过理论分析和数值模拟,对窄煤柱注浆加固方案及参数进行研究,并确定了对应的注浆加固方案;根据现场矿压监测结果,注浆后巷道围岩位移量得到了有效控制,注浆有效地加固了巷道,保障了工作面的安全生产。

特厚煤层综放开采沿空掘巷合理煤柱宽度研究

针对坚硬特厚煤层综放开采沿空掘巷煤柱宽度的最佳选择及其围岩应力分布的问题,本文采用理论分析与数值模拟的研究方法。研究了工作面侧向及超前支承压力的分布规律,确立沿空巷道的科学布局。研究结果表明:在采空区处于不稳定状态时,煤层端部悬臂梁结构控制着侧方支承压力;而采空区处于稳定时,侧向支承压力会降低,但影响范围会随之扩大。通过应用FLAC^(3D)数值模拟软件,并通过比较煤柱垂直应力的变化特征,最终确定了11 m煤柱为最优留设宽度。在矿井特殊构造地段,采用注浆加固技术,不仅改变了岩体的原有破坏机制,而且显著提升了煤岩的整体强度。

110工法沿空留巷顶板注浆加固技术实践

沿空留巷巷道受下一阶段回采工作面采动动压影响,采用常规的锚网索支护方式难以控制巷道顶板下沉。以韩家湾煤矿214202工作面回风顺槽沿空留巷巷道围岩控制为研究对象,分析受两次回采扰动影响下巷道顶板岩层结构变化特征,提出在第2次回采扰动影响前,采用顶板注浆加固方式稳定巷道围岩,运用现场施工测量技术对加固前后巷道顶板下沉、围岩变化等实测数据进行分析。结果表明,沿空留巷经过注浆加固之后,在沿空留巷受二次采动影响时,巷道顶板离层量大大的减少,相比未注浆段巷道顶板离层量普遍减少300~400 mm,通过对顶板进行注浆加固,固结了破碎顶板,显著增大了围岩的内聚力和内摩擦角,增强顶板整体自承载能力,保证了工作面的安全高效回采。

切顶卸压沿空留巷技术在四老沟矿的应用

针对综采工作面之间留设护巷煤柱造成煤柱区域应力集中、煤炭资源浪费等问题,四老沟矿结合矿井地质条件,试验切顶卸压沿空留巷技术。通过运用关键层理论及双向聚能爆破致裂技术,实现工作面采空区顶板顺利切落成巷,通过进行矿压观测分析,达到预期的留巷效果。

厚煤层综放沿空留巷底鼓发生机理及其控制技术研究

针对厚煤层综放沿空留巷时常出现底鼓的问题,以古城煤矿N2301巷为工程背景,采用现场调研、理论分析和数值模拟相结合的方法对巷道底鼓发生机理及其控制技术进行研究。现场调研发现,巷道呈现出明显的挤压流动性底鼓特征,构建深部高应力巷道底鼓力学模型,结合理论分析底鼓发生的机理。研究结果表明,巷道应力集中程度越高,巷道底板破坏深度越大。根据现场情况提出采用注浆加固的方法治理底鼓,运用COMSOL数值模拟软件研究了不同注浆参数条件下底板浆液压力分布范围,确定了N2301巷道的注浆压力3 MPa、注浆时间6 min和注浆锚索间排距1000 mm×1000 mm。工程应用表明,巷道最大底鼓量为15 mm,围岩深部6 m处最大离层值为23 mm。优化后的注浆参数在古城煤矿N2301巷超前支护中进行了工程应用,取得了良好的工程效果,研究成果对类似条件下巷道底鼓治理和注浆参数设计具有重要的参考价值。

厚煤层小煤柱护巷耦合支护技术的优化与应用

长平矿原采用25~30m大尺寸煤柱护巷,为提高煤炭资源回收率,以4309工作面小煤柱沿空掘巷为工程背景,综合运用理论分析与工程类比等方法,确定小煤柱最佳尺寸为6m。沿空巷道采用综掘工艺,浅掘进、轻扰动的掘进方式,配合邻近巷道爆破切顶卸压工艺,选用锚网索耦合支护方式,及时对裸露围岩进行喷浆封闭,滞后注浆加固,有效提高煤柱抗压强度。现场矿压监测表明,巷道变形均在可控范围内,满足4309工作面安全生产需求。

注浆加固技术在沿空掘巷中的应用

为确定宁夏某矿12203工作面沿空掘巷合理的煤柱宽度以及沿空巷道可靠的围岩控制技术,以沿空掘巷大、小结构理论为基础,通过数值模拟分析并根据工程实践,提出了采用5 m小煤柱进行护巷的方法,设计了沿空掘巷支护技术方案并配合注浆加固技术以提高煤柱的承载能力。实践表明,注浆加固技术可以有效地控制沿空掘巷的围岩稳定性。

沿空巷道围岩支护设计研究及应用

针对南阳坡煤矿沿空掘巷围岩稳定性较差的问题,分析了其工程地质条件,在研究沿空巷道围岩应力的分布规律及锚杆支护原理的同时,采用数值模拟的方法,对比分析了无支护和有支护条件下巷道围岩的应力分布、塑性区分布和围岩位移量,验证了以锚杆为主体的沿空巷道支护方法的有效性。以南阳坡煤矿5800沿空巷道为工程背景,设计出该沿空巷道的支护方式为:锚杆+锚索+钢筋网+钢筋梁(W型钢带)+木托盘+煤柱注浆加固,并通过现场监测,进一步验证了该支护方案的现场实际应用效果。应用结果表明,该支护方案的围岩控制效果较好,能够满足安全生产的需要。

孤岛工作面沿空掘巷围岩控制技术实践

针对王庄煤矿孤岛工作面窄煤柱沿空掘巷围岩变形破坏严重的问题,采用现场地质调研、矿山压力监测的方法,分析了此类条件下围岩变形破坏特征,发现顶板和煤柱帮是围岩控制的关键,针对性地提出"注浆+锚网索+局部加强支护"的控制技术。现场工业性试验表明,该技术可有效抑制顶板深部围岩早期急速离层,弱化两帮非对称变形,减小围岩累计变形量,能够改善围岩力学性质,提高围岩自承载能力。

超高水材料在煤矿的系列应用技术

基于超高水材料速凝早强、强度可调、再胶结等基本特性,针对煤炭开采过程中遇到的实际问题,制定了超高水材料制浆输送工艺流程,发明了超高水材料充填液压支架,并将超高水材料应用于充填采煤、沿空留巷、采空区地面注浆加固、采空区防灭火技术、"两步法"注浆改造奥灰含水层等领域。结果表明:在对采空区实施充填开采后,采空区上覆岩层活动较为平稳,没有出现明显的周期来压现象,其充填效果较好;将超高水材料用于采空区灭火,不仅起到隔绝空气的作用,同时也阻止了有害气体的挥发,降低了空气中有毒有害物质浓度,减少了材料用量,降低了充填成本。超高水材料作为一种新型矿山充填材料在煤矿多个领域中的应用技术已基本成熟。

坚硬厚顶厚煤层条件下沿空留巷工艺研究

详细介绍了厚层坚硬顶板综放采煤条件下混凝土充填沿空留巷的工艺,详细分析了留巷的基本支护、超前补强支护和单体临时加强支护技术,特别强调分析了深孔爆破预裂顶板和混凝土模袋挂设工艺;通过现场应用表明深孔爆破切顶、锚杆索支护、巷旁混凝土支护和单体临时支护四位一体的工艺适合此种条件下的沿空留巷要求。对于坚硬厚顶开采厚煤层实施沿空留巷有一定的借鉴意义。

赵官煤矿2707W工作面沿空留巷应用研究

为解决传统沿空留巷工作面围岩变形严重及支护困难的问题,提出“切顶预裂+锚注支护+锚索桁架+U型钢棚护巷”的无煤柱沿空留巷方案。依托赵官煤矿2707W工作面为工程背景,运用理论分析、数值模拟及现场实测的方法,对其关键参数进行优化研究。结果表明:切顶卸压的实施,能够使巷道应力集中向实体煤侧更深处转移,有效地降低巷道围岩应力;锚注支护的实施,有效地降低巷道的垂直应力,减小巷道变形,提高沿空留巷效果;现场工业性试验表明:“切顶预裂+锚注支护+锚索桁架+U型钢棚护巷”的留巷方案,能够有效控制巷道围岩变形,满足沿空留巷要求,实现无煤柱沿空留巷开采。

沿空留巷顶板冒顶分析及预防

以朱集东矿1122(1)工作面上顺槽沿空留巷巷道冒顶控制为背景,对沿空留巷复杂条件下破碎带、断层及裂隙发育等异常区域巷道顶板破坏特征和顶板冒顶失稳机理进行分析。根据分析提出了预防顶板冒落措施,为沿空留巷安全生产提供保障。