工作面停采煤柱宽度的确定与实践

燕子山矿采用宽煤柱方式护巷,煤柱宽度约60 m,造成资源的严重浪费。通过对回风巷的受力变化规律进行监测分析,得出工作面回采对巷道压力影响的临界距离为35 m。以此为依据,在综合考虑8210工作面特殊性的基础上,分析得出该工作面最佳停采煤柱宽度为38~45 m。为检验8210工作面煤柱宽度,该矿在回风大巷开展了顶板钻孔窥视工作,检测顶板煤层回采期间和停采后的变化情况,窥视检测结果表明,工作面留设38~45 m煤柱宽度能够保证巷道围岩的稳定性,是安全可靠的。

深部复合顶板巷道支护技术研究与实践

针对深部复合顶板巷道围岩易发生冒顶、大变形、难支护等问题,以王庄煤矿3201轨道顺槽为研究对象,通过顶板钻孔窥视,得出深部复合顶板巷道围岩变形破坏特征及支护原理,根据预应力桁架锚索的优越性,提出“顶帮双锚索桁架”支护技术。数值模拟表明,该技术可提高复合顶板巷道围岩的整体承载能力。现场试验结果得出,采用“顶帮双锚索桁架”支护技术后,巷道顶底板、两帮最大变形量分别为102.5 mm、55.1 mm,顶板最大离层量为20.2 mm,有效控制了深部复合顶板巷道围岩的稳定性。

大断面破碎顶板巷道锚注支护技术研究

以腾晖矿2-205综放工作面为背景,结合2-2051回采巷道具有大断面及部分区域顶板破碎的特点,拟采用注浆锚索和单体液压支柱配合π梁的复合支护方式对顶板破碎区域进行补强支护,以保证回采期间巷道顶板安全。通过分析2-2051回采巷道超前支承压力分布规律,指导其补强支护设计。分析了注浆锚索补强支护原理和强度,并开展巷道补强支护强度计算,在此基础上完成了巷道支护方案设计。研究结果表明:采用注浆锚索和单体液压支柱配合π梁的复合支护方式,结合巷道围岩结构特征、超前支承压力分布规律、注浆锚索补强支护原理和巷道补强支护强度计算,分析、计算得出了合理的支护方案参数,有针对性地做到了顶板破碎区域补强支护方案的实施。现场工业试验结果表明,回采巷道顶板破碎区域采用锚注补强支护技术后,巷道顶板变形得到有效控制,可以满足回采工作面安全高效的要求,对其他类似条件的矿井具有工程推广价值。

水力切顶卸压技术在沿空掘巷中的应用

晋能控股煤业集团某矿回采过程中预留煤柱宽度5 m,相邻工作面回采巷道沿空掘进期间临空动压较大,严重威胁安全生产。鉴于此,研究应用了水力切顶卸压技术,经现场工程验证和钻孔窥视表明,水力切顶技术实现了2210巷顶板的有效定向切缝,预裂后坚硬顶板在采空区及时垮落,对相邻的小煤柱巷道起到了提前卸压的作用。

工作面顶板安全状况钻孔窥测分析

文章采用钻孔窥测的方法分析某工作面顶板状况。首先,根据实验和研究目的选择了合理的实验设备YTJ20钻孔窥视仪。根据现场施工和设备观测的需要,设计观测测点布置方案,并规范整个观测流程。通过对工作面胶带巷道相隔30 m的临近面轨顺顶板岩层的深部钻孔窥视,并对钻孔展开图进行分析,得出某工作面顶板较坚硬,但是竖向裂隙较发育,围岩垂直应力明显大于水平应力。顶板在3 m范围内的破碎状态严重,在3 m后顶板的破碎状况逐渐减小。

水压预裂技术在工作面坚硬顶板中的应用

杭来湾煤矿工作面易形成大面积悬顶,悬顶集中突然垮落严重威胁安全生产。鉴于此,开展了水压预裂技术研究应用工作,利用高压水的压裂卸压、注水软化作用形成预制裂缝,削弱悬顶整体强度。在30201工作面施工压裂钻孔2340 m,采用3ZSB80/62-90型水泵实施高压注水预裂。应用效果表明,该技术能够实现工作面坚硬顶板周期性有序垮落,有效避免大面积悬顶集中垮落风险。

瞬时胀裂破岩技术在厚层砂岩顶板控制中的应用

上覆厚层砂岩顶板大面积悬顶会进一步加大围岩应力集中程度,引起工作面压架等事故。为实现厚层砂岩顶板条件下的无煤柱安全高效开采,设计了一种以单裂面瞬时胀裂器为主的瞬时胀裂破岩技术。在明确瞬时胀裂破岩原理的基础上,以数值模拟的方式对普通爆破和瞬时膨胀破岩条件下的应力分布和岩石损伤进行了对比分析,发现瞬时胀裂破岩能实现对应力波的导向控制作用,只在切缝方向上对岩石产生损伤破坏。通过分析钻孔窥视效果,对比和朱家峁煤矿“110工法”留巷效果等情况,认为在控制厚层坚硬顶板来压时,瞬时胀裂破岩能实现安全高效定向破岩,可以满足无煤柱自成巷平衡开采的要求。

榆横北区中深埋煤层开采水力压裂技术实践

陕北侏罗纪煤田榆横北区内的矿井大多数处于初期开发阶段,且区内的煤层赋存条件差异较大,在其西侧中深埋矿井的矿山压力规律、顶板管理手段等方面的经验不足。为了探索该区域首采的2号煤层开采后,其坚硬顶板卸压、围岩释压等技术问题,以巴拉素煤矿为例,结合长距离定向钻和短距离常规钻的水力压裂技术,通过分析压裂数据曲线、相邻钻孔及锚索的出水情况及孔内窥视结果,对2102首采工作面切眼顶板水力压裂工程进行研究。结果表明,区内2号煤层顶板坚硬,煤层回采后自然垮落难度较大,采用长短钻结合的水力压裂技术,可有效释放煤层顶板的压力,解决矿压集中及悬顶的隐患威胁,确保工作面的安全开采。该水力压裂技术实践可为后期矿井相关矿压管理工作提供依据和借鉴。

基于巷道顶板岩层强度识别的支护参数优化研究

为了降低由于顶板岩层岩性、结构、组合发生变化而引起的顶板事故发生的概率,采用顶板窥视仪对巷道顶板进行观测,识别巷道顶板岩层强度,对巷道顶板的冒顶隐患区域进行预测,合理优化设计巷道顶板支护参数。通过对试验矿井井下1 000 m巷道的实际观测,优化锚索支护参数改善支护缺陷,减弱支护过剩巷道的支护强度使之达到合理。结果表明:试验巷道的冒顶隐患区域能被及时发现,支护参数得到及时改进,降低了冒顶风险,节余锚索长7 383 m。按照巷道顶板观测数据改进支护参数,能够提高巷道顶板的安全性,避免由于巷道顶板强度不确定而浪费支护材料。

高应力煤层顶板巷道底鼓治理技术研究

巷道底鼓问题一直是困扰煤矿科技人员的难题。随着采深的加大,地应力以及采动应力显现更加明显,巷道的帮顶支护技术随着材料、机具、工艺的创新已经被有效解决,矿山压力的显现只能在支护比较薄弱、或者说没有支护体的底板进行显现。这就造成很多巷道帮顶基本无变形,而底鼓十分严重。对常村矿煤层顶板运料斜巷底鼓问题进行了地质资料调查,根据底板岩层强度及破坏深度,制订了合理的加固方案及工艺,取得了良好的支护效果。

浅埋特厚煤层巷道顶板锚索支护参数优化

为了分析近年来浅埋深特厚煤层顶板事故频发原因,以上榆泉煤矿1003工作面为工程背景,对锚索的支护参数进行研究。实验表明,10号煤层的平均抗压强度是12.3 MPa,平均抗拉强度是0.8 MPa。现场调查表明,顺槽支护初期变形量小,后期会逐渐出现巷肩片帮及顶板整体下沉的情况。窥视表明,顶板煤层存在大量的垂直裂隙,煤岩交界处较完整,锚索锚固在煤层是可行的,锚索的设计宜采用悬吊理论。锚索优化结果是锚固剂增加一卷CK2350;锚索间距为2 m,每排2根,排距为2 m。本研究可为类似地质条件顺槽顶板的锚索支护提供参考。

恒昇煤业窄煤柱回采巷道变形破坏特征与支护优化技术研究

为解决恒昇煤业9102工作面沿空掘进巷道受采空区覆岩运动的影响,巷道变形迅速,位移量大,矿压显现剧烈的问题。通过现场围岩变形观测、钻孔窥视、瑞利波探测等手段对恒昇煤业9102工作面机巷实施监测。瑞利波探测顶板结果表明岩体结构异常区域分布在1~1. 5m、2~5m处,分析顶板钻孔窥视图像得到孔壁在1. 5m、3m、4m附近破坏严重,顶板离层仪在2~3m、3~5m出现离层,根据监测结果对支护参数优化并进行工业性试验,结果表明:优化后的9102机巷围岩变形量小,测点距迎头140m时,顶底板位移量77mm,两帮位移量98mm,巷道支护效果明显。

钻孔窥视仪在顶板离层鉴定中的应用

钻孔窥视仪凭借操作简单、方便携带、实时传输图像等优势,在探测岩石内部结构和破碎状态时,得到了广泛应用,同时在顶板离层鉴定中,可以通过图像观测岩石是否产生了离层破碎带,为锚杆锚网设计、巷道支护等提供了可靠的依据,并对在实际操作中出现的一些问题,提出改进的方法和意见。

庄旺煤矿坚硬顶板水压致裂弱化技术控制研究

为解决庄旺煤矿由于工作面直接顶厚度和硬度过大,工作面初次来压和周期来压期间引起工作面巷道剧烈变形的问题,通过水压致裂技术弱化顶板强度,对坚硬顶板进行分层处理,通过窥视仪窥视,获知顶板裂隙带发育高度约为15 m,确定水压致裂高度为15 m;根据不同钻孔间距条件下系统能量变化规律,确定钻孔间距为15 m,对水压致裂进行顶板分层处理后工作面液压支架工作阻力和周期来压步距进行监测,表明顶板水压致裂弱化控制技术取得了较好的治理效果。研究成果对矿井的安全高效生产、减少巷道维护维修成本具有十分重要的意义。

钻孔成像仪在掘进工作面的应用

为更准确的对巷道顶板岩性进行探测,阳煤一矿推广使用了矿用钻孔成像仪进行窥视。该钻孔成像仪可提供清晰的图片和视频,代替了原钻孔取芯工艺,为地质资料的收集提供了条件,为巷道顶板支护设计提供了参考依据。

锚杆支护动态信息设计法在煤巷快速掘进中的应用

锚杆动态信息设计法可以适应巷道围岩地质条件的复杂性和多变性,该方法的设计原理和思路已为国内外所接受,成为适合煤巷特点的锚杆支护设计方法;常村煤矿引进的山特维克MB670型掘锚一体机可以实现截割、装载、支护平行作业,一次成巷。S6-8轨道巷采用先进的MB670型掘锚一体机设备和锚杆动态信息设计法可以实现煤巷安全高效快速掘进。

复合软岩顶板稳定性分析及支护技术研究

针对成庄煤矿五盘区北翼复合软岩顶板下沉和离层值较大的问题,采用钻探取芯、钻孔窥视和强度测试等方法,对顶板稳定性进行综合分析;同时,采用长短锚索相结合的支护方式控制复合软岩顶板。结果表明,顶板最大下沉量由100 mm下降到30 mm以内,最大离层值达到27 mm,并且在保证巷道安全的前提下,降低了支护成本,证明了长短锚索结合的支护方式是控制复合软岩顶板变形的有效手段。

复合顶板巷道稳定性控制研究

以晶鑫煤业3217运输巷复合顶板稳定性控制为背景,结合顶板钻孔窥视,分析了该巷道复合顶板破坏形式,并制定了针对性的支护设计方案,现场监测结果显示,在工作面回采过程中,顶板下沉量最大58.7 mm,两帮移近量最大54.2 mm,巷道整体处于稳定状态,可以有效保证工作面安全生产。

西曲矿坚硬顶板水力预裂技术应用与研究

本文综合分析西曲矿18402工作面坚硬顶板实际情况之后,将水力预裂控制技术应用于工作面初采初放及回采期间,通过钻孔窥视的方式检验水力预裂现场应用效果,窥视结果显示水力预裂使得钻孔内出现显著的竖向导通裂隙,取得良好的经济技术效果,工作面在初采初放期间回采到约30 m时,石灰岩顶板及时断裂垮落,并且在整个回采期间也未出现瓦斯超限警报的情况,有力地保证了工作面的安全高效回采,可以将水力预裂控制技术推广到矿井其他类似条件的8号煤层工作面当中。

宇昌煤业+550水平材料大巷Ⅱ段围岩控制技术应用研究

宇昌煤业+550水平2#与3#联络巷间的多条大巷在成巷后不久出现明显的位移现象,本文以材料大巷为例,通过围岩位移监测、钻孔窥视及理论分析等方法,对材料大巷围岩的位移和破碎情况进行研究,对围岩破碎段和严重变形段设计采用围岩注浆+锚网索联合支护技术进行返修,顶板轻微下沉段采用锚杆+强力锚索进行支护,应用后取得了良好的围岩控制效果,为临近大巷及类似地质条件下巷道的支护和返修提供参数实例和技术经验。