受小煤矿开采影响区域开拓大巷布置研究

根据对潘家窑4号煤窄煤柱孤岛区域布巷技术研究与实践,发现在技改整合矿井,巷道布置需与地质条件、采空区分布等因素相适应,否则会影响其安全与经济性。本技术的研究成果与方式,可为类似条件下的开拓巷道布置,提供了理论参考和技术借鉴。

近距离煤层瓦斯抽采覆岩应力—裂隙场演化规律研究

为解决近距离煤层工作面回采过程中,相邻煤层瓦斯易从导通的采动裂隙带大量涌入工作面,带来瓦斯超限等安全问题,以山西小回沟煤矿近距离煤层开采为研究对象,采用相似模拟试验和现场试验研究了该矿03^(#)、2^(#)煤层在重复采动影响下围岩应力—裂隙演化特征规律,圈定了采场上覆岩层裂隙带范围,确定了抽采钻孔合理位置,提高了瓦斯抽采效果。试验结果表明:03^(#)煤层回采时,工作面推进至33、50 m时,离层最大发育高度分别为4、14 m,随工作面推进,离层最大发育高度为28 m;02^(#)煤层在03^(#)煤层裂隙带范围内,裂隙形成了瓦斯运移通道;工作面推进33 m时,开切眼后方覆岩支承压力增高,压力集中系数约为1.6,开切眼与工作面之间出现卸压区,工作面前方出现应力增高区,压力集中系数约为1.6,随着推进距离的增加,支承压力集中系数增加至2.74;2^(#)煤层回采时,采空区两端出现明显的竖向裂隙,与03^(#)煤层原有裂隙相贯通,并扩大贯穿至模型顶部,覆岩支承压力集中系数由2.55下降至1.95。现场试验中,将2201工作面高位钻孔终孔控制在采空区上方30~35 m裂隙发育区,回风巷瓦斯浓度由0.78%降至0.35%,取得了良好的瓦斯治理效果。

小间距大断面巷道群围岩控制技术研究

为有效控制潘家窑矿小间距大断面巷道围岩变形,基于普氏理论、强帮强角理论、锚杆悬吊理论,以巷道极限平衡拱、附加平衡拱下部围岩压力为主要控制对象,通过巷道帮部、角部支护以抑制极限平衡拱的形成,从而降低巷道顶部、帮部围岩压力。根据潘家窑矿巷道围岩地质力学参数试验结果,分析巷道围岩普氏拱形成过程,确定普氏拱曲线方程,研究开拓巷道顶部、帮部受力状态,计算巷道支护参数。研究结果表明:潘家窑矿开拓巷道附加平衡拱跨度为47.34 m、高度为14.241 m;附加平衡拱附加压力最大值为99.886 kPa;巷道顶部、帮部压力最大值位于主要运输巷,分别为198.608 kPa、74.8343 kPa。因此,提出了巷道顶板、帮部采用锚杆支护,同时巷道角部及帮部采用锚索加强支护的巷道支护方案。现场监测数据证明,支护后巷道整体变形量普遍较小,锚杆(索)受力稳定,围岩结构保持了较好的完整性。