近距离煤层联采巷道交错布置及支护技术研究

为解决近距离煤层联合开采时采出率低、安全性差等问题,探究巷道交错布置方式及下煤层巷道支护技术在近距离煤层联合开采中的应用,以山西晋保煤矿12#、13#煤层地质条件为研究背景,采用理论分析与FLAC3D数值模拟的研究方法,研究了巷道采用交错布置时下煤层巷道的围岩变形与矿压变化,得到巷道交错式布置时上下煤层巷道的水平错距应大于7.98 m。通过数值模拟分析矿方原始支护方案与新支护方案下煤层巷道顶板的垂直位移变化规律,确定对下煤层巷道进行锚网索联合支护的分区支护方案。结合现场实测结果表明:下煤层巷道围岩变形处于可控范围内,交错式巷道布置方式以及巷道分区支护方案较为合理,能够保证工作面的安全生产,可以为类似地质条件下近距离煤层的开挖提供借鉴。

华蓥山隧道穿越急倾斜煤层采空区施工方案及应用效果

以华蓥山隧道穿越高顶山煤矿采空区为工程背景,研究了复杂采空区隧道施工的勘察技术和开挖支护方案,建立了隧道穿越急倾斜煤层采空区三维数值计算模型,分析了隧道结构的安全性,结合现场应用评价了隧道穿越急倾斜煤层采空区施工技术。研究表明:1)超前地质钻探能准确判断煤层采空区的空间位置、有害气体以及充填情况,可指导隧道开挖施工风险预测;2)在采取超前大管棚和帷幕注浆加固措施后,隧道穿越采空区施工过程中围岩整体较稳定,未出现掉块、坍塌等现象,施工顺利完成。

孤岛工作面沿空巷道合理支护参数研究

针对围岩松软采空区下孤岛工作面沿空掘巷支护,本文采用FLAC3D数值模拟软件,对不同支护方案下围岩松软采空区孤岛工作面沿空掘巷支护效果进行模拟分析,研究巷道工作面变形演化特征。研究结果显示,单侧工作面采空和两侧都采空的巷道变形量相似,上部7227工作面采空有利于巷道支护,采用联合注浆加固支护方式对松软破碎围岩巷道效果更佳。

深部煤层沿空掘巷小煤柱合理尺寸留设研究

采用实验室实验、数值模拟、现场实验等方式进行研究,确定深部煤层的沿空掘巷小煤柱合理尺寸。通过物理力学实验,获得了淮南矿区丁集矿1121(3)工作面煤岩的密度、单轴抗拉强度、单轴抗压强度、弹性模量、泊松比、内聚力、内摩擦角等参数。测量了该区域的地应力,为后续的理论计算、数值模拟提供了可靠的数据。采用数值模拟的方法研究,综合考虑沿空留巷煤柱的应力、竖向位移、塑性区分布特征情况,兼顾煤炭采出率及预防冲击现象,初步确定煤柱宽度为5 m较为合适。工业性实验监测数据显示顶板的位移范围最大值为86 mm,两帮最大范围为145 mm。在一定程度上达到了巷道围岩的控制要求,5 m煤柱尺寸具有一定的科学性与合理性。

深井强采动工作面煤柱及回采巷稳定性控制技术研究

【目的】深井大采高工作面沿空掘巷后所留设的煤柱稳定性差,沿空巷道在服务周期内受集中应力及采动影响作用变形严重,围岩变形控制难度大。对深井强采动工作面煤柱及回采巷稳定性控制技术进行研究,可有效解决上述问题,实现煤炭资源安全高效开采。【方法】以刘庄煤矿一水平采区为工程背景,通过试验及现场调研对其进行地质力学评估,确定一水平采区围岩力学特性及松动破坏范围,通过数值模拟分析煤柱及沿空巷道破坏变形的主要原因。【结果】结合数值模拟研究提出“爆破切顶与注浆加固”相结合的围岩稳定性控制技术,通过理论分析确定了爆破切顶的高度为23.6 m,炮孔的间距为1.5 m。【结论】进行了现场工业性试验并对应用效果进行了监测,现场试验监测结果表明,采用爆破切顶与注浆加固控制技术后,131304工作面煤柱受采动影响后稳定性良好,131306沿空掘巷围岩稳定性得到有效控制,研究结果可为同类工程提供参考。

深部特厚煤层综放沿空掘巷煤柱优化及巷道支护

为研究深部大采高综放工作面窄煤柱沿空掘巷巷道矿压控制问题,以国能宁煤集团枣泉煤矿2^(-2)特厚煤层130203大采高综放工作面回风巷道为背景,基于实用矿山压力理论,建立了巷道围岩内、外应力场动态结构力学模型,运用理论计算和数值计算针对不同尺寸煤柱煤体应力对比分析,将原留设15 m护巷煤柱缩小至5 m进行了煤柱优化。结果表明:在稳定的内应力场掘巷有利于巷道的稳定性,避免了顶板事故及冲击地压相关灾害的发生,现场5 m小煤柱护巷工程应用中,130203回风巷道小煤柱侧变形量为1050 mm,实体煤帮变形量为400 mm,两帮呈现不对称性变形,底板局部底鼓量为1400 mm;深部特厚煤层综放开采沿空掘巷采用5 m小煤柱护巷方案设计正确,极大改善了巷道围岩的应力环境,整体设计满足生产要求,现场应用良好。130203工作面小煤柱沿空掘巷技术成功应用,为矿井开采提供了可靠的科学依据。

沿空留巷膨胀剂致裂切顶应用研究

为解决沿空留巷上覆岩层结构失稳造成围岩变形难以控制的问题,利用数值模拟并结合现场应用对静态破碎剂静力切顶技术进行研究,对不同切顶角度、切顶高度下的切顶效果进行分析,确定最佳切顶高度为14 m、最佳切顶角度为70°,基于模拟方案进行应用实践,发现最大顶底板移近量为79 mm,两帮的移近量为60 mm,围岩变形量得到了有效控制,达到预期目标。

寺河煤矿2301(上)工作面沿空巷道无煤柱开采技术

针对寺河煤矿孤岛煤柱工作面工程条件,根据关键层理论,对孤岛煤柱工作面开采上覆岩体破断结构特征进行分析,寺河煤矿在巷道掘进支护时,上覆岩体可能存在砌体梁或者伪砌体梁结构,该结构会影响巷道的稳定性,同时由于采用分层方法进行2次回采,煤柱两侧采空区上覆岩层破坏较为严重,由此提出U型钢+柔模墙体支护的窄小煤柱沿空掘巷方案和锚碹基本支护的零煤柱沿空送巷方案,通过对比,最终确定在寺河煤矿2301(上)工作面选用窄小煤柱沿空掘巷方案进行工程试验。试验结果表明,不仅解决了矿井掘进及低回收率问题,避免井下煤柱的应力集中,而且实现区段无煤柱开采,回收留设的40 m煤柱,增加了矿井的可采储量,利于矿区可持续发展。

沿空掘巷窄煤柱留设及围岩控制技术实践

为了缓解矿井采掘接替的紧张局面,改善巷道维护状况,最大限度提高资源回收率,针对花草滩煤矿实际生产条件,结合极限平衡理论及窄煤柱留设原则,通过理论计算及FLAC^(3D)软件数值模拟,确定合理的窄煤柱宽度为6 m。通过现场调研相似地质条件矿井的回采巷道围岩变形特征、围岩力学分析、围岩损伤和破裂分析、围岩破坏机理,并根据花草滩煤矿1109工作面地质资料及围岩状况,模拟分析部分支护参数对1109回采巷道围岩支护应力场的分布特征的影响,经现场试验的数据整理和验证,综合对比后确定了合理的支护参数,制定了窄煤柱掘进期间顺槽的合理支护方案。

12305上材料巷沿空留巷工艺经济效益分析

长壁工作面之间一般情况下都留有一定宽度的安全煤柱,造成煤柱损失;在一定条件下,实行无煤柱开采,具有明显的经济和社会效益。某煤矿12305工作面与12304工作面之间试行无煤柱开采沿空留巷技术取得成功,实现了无煤柱开采和沿空留巷技术,为后续工作面实行无煤柱开采提供了借鉴模式和经验。对此,本文通过阐述工作面沿空留巷的应用,分析比较经济效益,进而探索沿空留巷工艺的前景,以期为煤炭生产提供更有效的技术支持。

密集钻孔卸压技术在下分层沿空留巷中的应用研究

针对高应力底分层沿空留巷期间顶板压力大且留巷围岩变形严重的问题,以古汉山矿15032底分层工作面为研究背景,综合采用现场实测、理论分析和数值模拟相结合的方法,提出密集钻孔卸压技术,研究分析了底分层工作面覆岩结构特征及切顶关键参数,并进行现场实践应用。结果表明:底分层工作面假顶之上所存在的完整且较大的块体结构是造成留巷压力大的关键因素;确定了合理的切顶高度18 m、角度80°,钻孔间距200 mm,钻孔直径50 mm;现场实施后留巷段顶板下沉356 mm、两帮收缩量656 mm,围岩变形在可控范围之内,经简单卧底修复后能满足接替工作面正常回采的要求。

复杂地质条件下岩溶台地隧道灾变风险评估:以安平隧道为例

复式向斜岩溶台地地质条件复杂,隧道穿越时,多发生突水涌泥等地质灾害。以安平隧道为例,在隧道线路设计初期,从地质角度出发,分析隧道线路范围内存在的5个主要地质问题及可能发生的地质灾变风险,并逐一对其进行评估和评价;采用宜避不宜扰的地质选线理念,根据评价结果选择路线绕避方案和确定平纵设计指标。研究成果对类似复杂地质条件下的岩溶台地隧道地质选线和路线设计具有一定的借鉴意义。

煤矿材料巷沿空留巷开采设计方案研究

为进一步提高矿井资源回收率,提升矿井经济效益,经研究,对3下209面材料巷实施沿空留巷,将其作为3下207面材料巷使用。根据近期调研结果,结合矿井实际,制定了3下209材料巷沿空留巷开采设计方案.经实践监测,两帮及顶底帮移近量符合设计要求,围岩变形控制效果明显,提升了煤矿生产的经济效益。

近距离采空区下大断面切眼支护技术应用

以9101采煤工作面为工程实例,该采面切眼跨度为8 m,且上覆为8^(#)煤层采空区及煤柱。切眼拟采用分次掘进方法施工,首先掘进巷道宽度4.5 m,后刷扩3.5 m;在掘进期间,通过探测切眼顶板与上覆8^(#)煤层采空区层间距,再设计切眼顶板支护方案;现场应用后,切眼顶底板、巷帮变形量分别为60 mm、73 mm,实现了近距离采空区下大断面切眼围岩变形有效控制。

公路隧道穿越采空区群稳定性分析及加固措施研究

煤层采空区群受地层岩性、开采工艺和时间效应等影响,具有隐蔽性强、规律性差、岩体软弱和空间变异性等特点,若处置不当,将对隧道施工安全产生严重威胁。采用现场调查、物探和钻探法综合确定采空区群的空间形态。采用MIDAS/GTS NX有限元软件建立隧道穿越煤层采空区群三维实体模型,针对采空区群的特点、采空区类型及加固措施的可行性,研究隧道穿越采空区群未加固和加固后的围岩位移、塑性区变化规律及稳定状态,分析不同类型采空区加固措施对隧道稳定性的改善效果,提出采空区围岩的加固方法,并对其进行现场验证。

煤矿沿空留巷工作面回采期间防灭火技术探析

针对西山煤电集团某矿12307工作面运输巷混凝土模柱留巷,受自身裂隙与采动裂隙影响,采空区存在漏风现象,采空区内遗煤存在严重的自燃发火的问题,为确保安全回采,基于12307工作面开采情况及防灭火现状,提出了可通过注氮,灌浆以及加强监测等措施来提高该工作面的防灭火效能,并具体设计了各防灭火技术方案,综合应用这些防灭火措施后,该采空区内的温度一直控制在了16℃左右,该采空区内的CO浓度始终低于28×10^(-6)mg/m^(3),防灭火效果较好,可为类似工况下的采空区防灭火提供参考。

切顶卸压沿空留巷技术的应用

针对我国矿产资源开采难度不断加大现状,要加强对矿产开采中采用的技术进行探讨。在介绍切顶卸压沿空留巷技术的具体应用原理基础上,依据实例对切顶卸压沿空留巷技术的实际应用进行探讨,希望文中内容对相关工作人员能够有所帮助。

矿井沿空掘巷切顶卸压技术的应用探析

针对晋能控股煤业集团某矿沿空掘进巷道存在开采成本高,资源回收率低的问题,基于该矿沿空掘巷工程概况,结合切顶卸压采煤技术原理,研究了切顶卸压技术在该沿空掘巷的应用,通过理论分析与计算,重点解决了切顶高度,切顶角度,预裂爆破参数以及超前加固等一系列关键技术问题,实际应用结果表明:进行沿空掘巷切顶卸压后,小煤柱不再受顶板垂直应力,采空区实现了连续垮落,提高了资源回收率,节约了巷道维护费用588万元,延长了矿井服务年限,取得了较好的应用效果,可为类似工况下矿井沿空掘巷切顶卸压技术的应用提供参考。

小煤柱沿空掘巷掘进期间综合防灭火技术研究

以13207机巷掘进为例,针对巷道掘进期间小煤柱以及邻近采空区内CO浓度超标等问题,提出机巷全断面喷浆封堵漏风通道、小煤柱注浆加固煤柱强度、封堵潜在漏风裂隙和邻近采空区灌浆注氮等综合防灭火技术措施,降低采空区内的O2浓度、加固采空区的密闭墙、减少采空区漏风量、降低矿井防灭火难度。现场应用,取得了显著的效果,机巷小煤柱内以及邻近采空区内的CO浓度得到有效控制,机巷内未能监测到CO。采用综合防灭火技术措施可为小煤柱沿空掘巷巷道掘进创造良好条件。

Y型通风采煤工作面采空区遗煤防火技术研究

8205综采工作面采用切顶留巷方式降低巷道掘进工程量、提升煤炭采收率,同时采用Y型通风解决回风隅角瓦斯集聚问题。受进回风端压差以及留巷段巷道漏风裂隙发育影响,采空区漏风量较大,导致8205综采工作面采空区遗煤存在自燃发火问题。为此,提出以减少采空区漏风(采面上下端头封堵、留巷段喷浆等)、破坏遗煤自燃发火条件(多点注氮、喷洒阻化剂以及灌浆等)以及强化监测为核心的综合防灭灭火技术措施,并进行工业应用。结果表明,8205综采工作面回采期间采空区遗煤未有自燃发火征兆,采用的防灭火技术措施取得较好效果,确保了煤炭回采安全。