中深部孤岛工作面窄煤柱沿空掘巷支护技术研究

孤岛工作面沿空掘巷存在围岩变形严重、控制难度大、成本高的问题。以某矿5103回风顺槽为研究对象,运用多种设计方法,综合确定护巷煤柱最佳宽度为6 m;提出顶板围岩浅部基础层、中部承载层和深部强化层多圈层高效支护技术,以长锚杆+柔性锚杆+长锚索为主形成多圈层承载结构。通过在5103回风顺槽进行工业试验表明,巷道围岩变形得到有效控制,取得良好的安全、经济效益,可为相似条件下孤岛工作面的开采提供借鉴。

孤岛工作面沿空掘巷合理煤柱宽度数值模拟研究

随着煤矿开采深度的不断增加,井下生产环境逐渐变得恶劣。为了保障生产的正常接续,煤矿经常采用跳采的方式,造成了孤岛工作面的存在。基于已有的研究发现,留设合理宽度的护巷煤柱是维持巷道稳定性的主要方法之一。为了获取柴里煤矿263_下17工作面区段煤柱的合理宽度,采用数值模拟方法,研究了不同时期、不同煤柱宽度条件下,区段煤柱内应力分布情况和围岩表面位移变化情况,确定了263_下17工作面合理的区段煤柱宽度为6 m。经过现场实践验证,263_下17工作面巷道围岩控制方案合理有效,相关经验可以为相似工作面巷道维护提供借鉴。

付家焉煤业孤岛工作面区段窄煤柱合理宽度研究

为了提高工作面煤炭资源回收率,保证孤岛工作面安全开采,本文运用理论分析、数值模拟和现场实测的方法,通过理论计算及数值模拟研究不同煤柱宽度下,巷道应力分布、屈服破坏等特征,最终确定了8 m的窄煤柱尺寸。现场实测结果表明,10105孤岛工作面运输巷道两帮移近量最终稳定在320 mm,顶底板移近量稳定在270 mm左右,能够保证工作面安全回采。

长薄壁钢筋混凝土支柱消除面间小煤柱和末采大煤柱——120-0采煤技术研究

为改变长壁综采工作面因留设面间小煤柱和末采大煤柱,大量废弃煤炭资源的普遍状况,提出了通过提前人为施工一道类似与小煤柱的人工长薄壁钢筋混凝土支柱,使用这道混凝土薄壁支柱代替面间护巷小煤柱,实现小煤柱各项功能,取消面间小煤柱。长薄壁钢筋混凝土支柱在宽巷掘进顺槽的前提下,施工一道大面积刚柔同具可延续的钢绞线绑扎式模板,同时利用煤壁本身做为一道模板,两模内浇注一道长壁钢筋混凝土薄壁支柱,下一相邻工作面沿混凝土支柱掘巷,钢筋混凝土薄壁墙替代煤柱,不保留长壁综采面间小煤柱。同样通过浇注一道中厚度倾向长壁钢筋混凝土支柱代替大末采煤柱,取消大末采煤柱。长壁综采由传统121小煤柱工法变为全面无煤柱120-0工法,进一步提高煤炭采出率。

复合动力灾害条件下孤岛工作面区段煤柱宽度留设研究

孤岛工作面覆岩空间结构复杂多变,受开采和地质等因素的影响在开采过程中面临冲击地压、煤与瓦斯突出、自燃发火以及采空区突水等复合动力灾害。留设合理宽度的区段煤柱是确保工作面安全开采的关键,以陕西某矿特厚煤层孤岛工作面开采为工程案例,通过分析工作面覆岩空间结构,理论计算了工作面应力分布;采用应力动态监测等方法确定了该工作采空区侧向覆岩运动,并综合考虑冲击地压灾害防治、次生灾害控制以及巷道支护等因素,确定了该工作面区段煤柱的合理宽度为5~7 m。

五阳煤矿孤岛综放工作面合理护巷煤柱宽度研究

为确定五阳煤矿"孤岛"综放工作面合理护巷煤柱宽度,控制回采巷道变形破坏,以7603工作面为工程背景,采用三维有限差分软件FLAC3D,对不同护巷煤柱宽度条件下的回采巷道围岩应力分布和塑性区发育特征进行了模拟分析,结果表明:该工作面合理的护巷煤柱宽度为22.5m。

突出煤层孤岛煤柱大采高综采工作面优化设计

针对潘一矿东二13-1煤层采区孤岛煤柱煤与瓦斯突出、煤层厚度大、块段内老巷道多、煤柱应力集中等问题,提出利用东二13-1煤层采区原系统巷道作为煤柱工作面巷道,布置大采高综采工作面,回收采区煤柱的技术方案。通过优化设计,加强顶板支护和防火措施,可实现复杂条件下采区孤岛煤柱大采高综采工作面的设计和施工。

马兰矿12504工作面窄小煤柱稳定性研究

采用理论分析和数值模拟方法,分析了马兰矿12504工作面留设窄小煤柱、在12503工作面回采时的应力场、位移场、煤柱破坏区域、应力集中等情况,据此确定回采巷道及煤柱的稳定性状况。

特厚煤层孤岛综放工作面沿空护巷煤柱宽度及控制技术研究

为了提高特厚煤层孤岛综放工作面沿空护巷煤柱及巷道围岩稳定性,以唐家会煤矿61102特厚煤层孤岛综放工作面为研究对象,采用理论分析、数值模拟与现场实测相结合的研究方法,对特厚煤层孤岛综放工作面沿空护巷煤柱合理尺寸及巷道支护方式进行了研究,结果表明:采用应力极限平衡理论和内应力场分布规律,以及有限元法对比不同煤柱宽度的塑性区及应力分布特征,确定出孤岛综放工作面沿空护巷煤柱宽度为21 m;采用锚网索+钢筋梯子梁+钢带的联合支护方式,可以有效减小沿空巷道围岩移近量,显著提高沿空巷道围岩的整体稳定性。研究结果可为类似地质生产条件下的矿井提供参考依据。

深部孤岛工作面残留煤柱冲击地压防治技术研究

以深部孤岛工作面残留煤柱的冲击地压防治为背景,研究了残留煤柱对工作面回风巷道的应力分布及能量演化规律的影响,通过对比分析了卸压前后回风巷两侧集中应力分布情况,并利用上层煤遗留巷道作为卸压巷道对高应力区域的卸压效果进行了数值模拟计算。基于理论分析和数值模拟计算,采用大直径钻孔卸压和爆破卸压技术对回风巷道进行了冲击地压防治,卸压效果显著,保证了回风巷的稳定,使工作面得以安全回采。

孤岛工作面防水煤柱留设宽度模拟分析及工程应用

平顶山老旧矿区开采服务年限长、遗留煤柱多、回采难度大,要延长矿井使用寿命,实现节支增效,回收遗留煤柱已迫在眉睫,但孤岛工作面开采面临着防水煤柱合理留设难题,若防护不利,易引发矿井水害,增大开采成本。因此,针对现场面临的工程实际问题,以消除或减少采空水患为目标,采用数值模拟研究手段,对原设计方案进行优化选择及对比分析,动态再现了多采面开采及巷道采掘下的围岩应力场、位移场和塑性破坏规律,并进行了工程实践应用。结果表明,留设25 m煤柱宽度,采面回采前后均存在一定厚度的弹性核区,围岩变形量小,有利于巷道维护,无明显的应力集中现象,可满足工程实际需要,采面已实现安全回采,未发生采空区突涌水事故,最大限度地回收了煤炭资源,研究成果给全国相似矿区遗留煤柱安全回收提供借鉴依据。

短壁开采缓斜边角煤关键工艺及矿压控制研究

为了解决连续采煤机在缓倾斜边角煤开采时遇到的倾角大、设备使用困难、采硐遗煤多、矿压控制难等问题,提出了小于10°调伪斜、连运系统加长、采硐"两坡三进刀"等关键工艺,同时采用松动圈测试、应力应变监测与行走支架等综合手段联合监测工作面顶板变形垮落。结果表明:通过设备、工艺及工序的优化,有效解决了工作面倾角大的问题,将三角煤损降至最低;巷道变形为1.1~1.3m的中松动圈,将锚杆长度优化至2.4m,围岩稳定性增加;采硐间"煤柱-隔离煤柱-基本顶"是相互作用共同体,隔离煤柱的支撑、承载力骤降直至破坏的过程使顶板形成了1.5~2个开采区段的周期性来压特征;采用行走支架贴顶支护压力即时监测法,可有效保证支巷采硐三角区顶板的稳定。

孤岛工作面水侵沿空巷道围岩稳控技术研究

目前对孤岛工作面采空区积水弱化围岩条件下的合理煤柱留设研究较少,仅从积水侵蚀煤柱承载强度弱化影响因子、煤柱常规应力简化模型、实验室测定积水弱化煤柱强度等某一方面进行简化分析或理论研究,沿空巷道围岩控制效果不佳。针对该问题,以国能蒙西煤化工股份有限公司棋盘井煤矿I020908回风巷为工程背景,针对孤岛工作面采空区积水弱化条件下沿空巷道围岩变形严重这一特征,采用实验室测定和数值计算分析法,通过室内物理力学实验测定了干燥和吸水饱和2种条件下的煤岩体物理力学参数;基于测定的参数利用FLAC 3D数值软件建立了围岩弱化数值计算模型,分析了采空区积水条件下巷道围岩侧向支承应力演化规律、塑性区分布特征;建立了考虑积水弱化的煤柱力学模型,确定了水侵条件下合理煤柱宽度为6~12 m;针对回风巷煤柱帮受积水侵蚀影响,容易产生冒顶和片帮的问题,提出了孤岛工作面水侵条件下沿空巷道围岩稳控技术方案,当煤柱宽度为6 m时,对巷道进行锚索加强支护能够有效控制巷道围岩的大变形。采用加强支护后巷道围岩变形在52 d内趋于稳定,顶底板最大移近量约为200 mm,两帮最大移近量约为130 mm,比原支护条件下围岩移近量降低85.6%,巷道围岩控制效果较好。

孤岛综放工作面三角煤失稳机理及控制技术

针对王坡煤矿3210孤岛工作面回采过程三角区煤壁大面积垮塌等问题,通过理论分析、现场实测、工业试验等方法,分析了孤岛工作面超前支承应力影响范围和煤帮破坏深度,阐述了端头三角煤失稳破坏机理。为防治三角煤片帮、冒落采取合理注浆区域和注浆参数的选择提供依据,提出采用GRT-101化学注浆材料加固三角煤及其围岩,并在3210孤岛工作面进行工业性试验,取得了较好效果。

孤岛工作面7m小煤柱沿空掘巷动压巷道支护技术研究

针对寺家庄矿厚煤层孤岛工作面7m小煤柱沿空掘巷巷道支护难题,对井下原支护方式和围岩变形状况进行调研与分析,提出原有巷道锚杆预紧力低、支护构件组合构件不匹配、施工工艺和机具落后等问题。在此基础上,选取寺家庄矿15106工作面进风巷作为试验巷道,从地质力学参数测定、巷道支护、锚杆锚索布置方式、施工工艺等方面进行系统优化与改进,进行了井下工业性试验和矿压监测。试验表明,通过对原有巷道支护技术进行优化,巷道支护效果明显改善,巷道掘进效率提高,支护密度降低20%,巷道变形量减少60%,取得了良好的支护效果。

小煤柱孤岛工作面回采巷道支护技术研究

玉华煤业2208工作面为窄小煤柱孤岛工作面,为解决进风巷变形严重问题,通过对2208工作面进风巷顶板特征和小煤柱应力特点进行分析,发现2208进风巷围岩变形严重的主要诱因是2208工作面的采动影响。研究进风巷围岩变形特征,制定巷道加强支护方案,通过对进风巷顶板和采空区侧煤帮进行整体加固,保持巷道均匀变形,保证了巷道的稳定性,并减小了巷道修护量。

孤岛工作面窄煤柱沿空掘巷技术应用

正利煤业14-1105孤岛工作面回采巷道面临支护难题,通过理论分析计算及数值模拟、实地应用等方法,设计采用6.0 m小煤柱沿空掘巷技术,根据沿空巷道受力和围岩破坏特点,提出采用新型巷道围岩多圈层高效支护技术,设计详细的支护参数。实地应用情况表明,掘巷期间围岩基本无明显位移,工作面回采期间,顶底板移近量最大值处于0.28~0.33 m,两帮移近量最大值处于0.17~0.21 m,巷道表面变形处于合理可控范围内,孤岛工作面小煤柱沿空掘巷技术得到成功应用。

孤岛工作面沿空掘巷合理煤柱宽度研究

以东峰煤矿3112孤岛工作面回采巷道沿空掘巷工程为背景,通过理论计算得到煤柱宽度为8.28 m,采用UDEC数值模拟确定3112工作面沿空留巷护巷煤柱合理留设宽度为9 m,工业试验取得了良好的应用效果。

孤岛工作面沿空掘巷小煤柱留设及围岩控制技术研究

为了充分提高煤炭资源回收率,保证沿空留巷围岩稳定性。文章以2106孤岛工作面沿空掘巷小煤柱护巷及围岩控制为背景,采用FLAC数值模拟、现场实测等方法,确定了2106工作面轨道巷留设8 m小煤柱护巷技术,并针对开采技术条件提出了合理的支护方案,经现场实测,采用8 m小煤柱以及与之相适应的支护方案后,巷道围岩变形量控制在较小范围,支护系统能充分发挥作用,完全能够保障巷道的整体稳定性。

华苑煤业10202孤岛工作面小煤柱开采安全评价与分析

本文运用极限平衡理论计算出小煤柱合理留设宽度,再综合考虑华苑煤业10202孤岛工作面掘进与回采期间的各项安全开采影响因素,通过安全评价法对其安全性进行评价与分析,并提出相应的解决措施。