九里山矿突出煤层巷道掘进防突技术

突出煤层煤巷掘进防突直接关系到煤矿的安全生产和采掘接替.在长期的生产实践中,煤矿科研工作者进行了深入地研究,试验了不同的防突技术措施和工艺,并在不同时期取得了较好的效果.通过焦作矿区九里山矿15011工作面巷道掘进期间的瓦斯防治技术实践,阐述了煤巷掘进防突技术在焦作矿区的应用与发展,并对焦作矿区的煤巷掘进防突技术进行浅要的分析与展望.

块煤防破碎技术在九里山矿的应用

针对九里山矿井下、井上各生产环节中块煤破碎率高的实际情况,介绍了螺旋溜槽落仓、伸缩桶落煤及多种缓冲转载等块煤防破碎技术在九里山矿的应用经验。

中底层回采工作面煤层注水在九里山矿14采区应用

中底层回采工作面煤层注水,一般适用于裂隙发育较硬的煤层。通过煤层注水可以有效减少工作面回采煤尘的发生量。将水注入煤层裂隙和孔隙中,湿润煤体,使其强度和脆度降低,塑性增强,当煤体受到外力破碎时,脆性破碎变为塑性变形,从而减少浮沉的发生量为目的。本文以九里山矿14102工作面煤层注水为例,介绍了中底层回采工作面煤层注水的经验。

九里山矿16131工作面穿层钻孔抽采异常现象分析

针对九里山矿16131工作面部分区域瓦斯治理过程中钻孔抽采浓度衰减迅速、抽采效率低的问题,通过现场调研、梳理分析,考察对比了矿井短时间内密集施工抽采钻孔、强化水力冲孔增透措施情况下穿层钻孔抽采浓度变化情况,分析了抽采钻孔大面积串孔漏气抽采异常现象,提出合理安排钻孔施工间隔、控制抽采钻孔冲孔煤量、加强抽采钻孔封孔管理等优化措施,为实现矿井瓦斯抽采、效率的最大化具有一定指导意义。

九里山矿综采工作面回撤技术应用与实践

为了解决综采工作面搬家时液压支架回撤工效低、安全性差等问题,提出了适合于九里山矿的回撤工艺和方法。从回撤通道施工和液压支架回撤技术入手,总结并优化了回撤通道施工技术和液压支架回撤方法,在确保安全和施工效率的基础上,取得了快速并安全回撤液压支架的良好效果,为类似矿山选择回撤通道支护方法和液压支架回撤技术提供了参考范例。

底板加固改造工作面“双关键层”控水模型

为研究华北煤田大水矿区底板注浆加固改造工作面突水机理和防治水效果,采用力学公式推导、水文地质特征分析,应用微震监测、瞬变电磁探测等成果,研究了注浆加固改造工作面底板结构稳定关键层与底板破坏渗透关键层叠加控水机理,构建了“双关键层”控水模型,提出了影响“双关键层”控水能力的2类7因素工程判据,并在焦作矿区进行工程研究。结果表明:底板浅部富水性强含水层经注浆改造后岩体强度增加40%~159%,岩体最大抗拉强度达到5.78MPa,最大抗剪强度达到38.31 MPa,底板变形量减少,从而降低底板破坏和渗透程度,能够起到底板结构稳定控水关键层的作用;破坏渗透控水关键层对裂隙发展起到充填与抑制作用,能够防止深部含水层向上充水;破坏渗透控水关键层有效阻水厚度不足与断层活化是造成底板“双关键层”控水失效的主要原因。

槽波地震技术在巷道超前探测中的应用

为了提高煤矿巷道地质构造的超前探测效果,基于槽波地震勘探的特点,创新性应用槽波地震技术探明工作面掘进头前方地质构造异常体的分布状况,同时采用克希霍夫叠前深度偏移法和拟VSP法双向处理分析,实现工作面掘进头前方的岩性构造成像和位置精确定位,提高掘进头前方地质构造探测结果的精确度和可靠性。结果表明:应用槽波地震技术,结合克希霍夫叠前深度偏移法和拟VSP法综合分析解释,能够探明掘进头前方地质构造分布状况,效果良好,结果可靠。

沿空留巷巷旁支护体作用机制及工程应用

巷旁支护体稳定是沿空留巷成功的关键。通过建立沿空留巷上覆岩层结构力学模型,分析了巷旁支护体在3个阶段的受力和变形特征,得到了巷旁支护体的作用机制,即巷旁支护体设置后快速增阻,即时支撑巷内顶板,工作面后方周期来压前达到切顶阻力切落采空区一定高度的顶板,上覆岩层剧烈活动稳定前有较大的变形能力及稳定后有较高的后期强度。在上述研究的基础上,以九里山矿24021工作面沿空留巷为工程背景,在巷内支护和巷旁充填材料确定的情况下,采用数值模拟方法分析了不同巷旁支护体宽度时的沿空留巷维护效果,确定了合理的巷旁支护体宽度。该研究成果成功应用于工程实践。

推进精细化管理 提高煤炭产品质量

根据九里山煤矿的实际情况,阐述了该煤矿在煤质精细化管理方面采取的有效措施,即从井下生产源头抓起,对全过程推进精细化管理,同时加强煤质现场和人员等方面的管理,确保产品质量和企业经济效益有所提高。

深孔爆破切顶卸压控制沿空掘巷围岩变形技术研究

为了解决九里山矿采掘接替紧张导致的沿空掘进的巷道变形严重的问题,对15071工作面运输巷进行了深孔定向爆破卸压的研究与实践工作。通过理论分析、现场试验、矿压观测等手段明确了爆破切顶卸压技术对控制沿空掘巷围岩变形中的积极作用,并研究了爆破、装药等相关参数和工艺。研究结论认为15071工作面运输巷进行的深孔爆破切顶措施对相邻的15091沿空掘进的巷道起到了良好的卸压效果,与未切顶卸压巷道相比,掘进期间巷道围岩压力减小,巷道变形量得到有效控制,支护质量明显提高。

抽采钻孔异常现象观测分析

针对九里山矿深部瓦斯治理过程中钻孔抽采浓度衰减迅速、抽采效率低的现象,利用钻孔成像仪进行钻孔内抽采管路窥视。通过查找抽采管理薄弱环节,发现了穿层钻孔抽采封孔质量差,导致钻孔漏气,影响抽采效率,为指导矿井采取针对性措施,进一步优化钻孔封孔技术工艺、完善管理制度提供依据。

基于复合岩体弹性模量优化底板注浆加固深度

以焦作矿区底板注浆加固改造工作面为研究背景,采用超声波法实测工作面底板注浆前后岩体弹性模量,定量分析了注浆深度范围内复合岩层整体强度变化特征,研究了底板注浆加固对工作面复合岩层底板破坏带的影响。结果表明:经注浆加固后,底板泥岩、砂质泥岩、砂岩、L9灰岩、L8灰岩的弹性模量分别增长了640%~852%、241%~641%、221%~247%、176%、40%~159%,底板破坏深度由30.59 m降低至11.7 m,减少了约62%;随着注浆加固后底板破坏深度减小,绝对隔水层厚度随之增加,对工作面底板注浆加固深度进行优化,采用双层立体布孔方式,在保证底板注浆效果的同时,降低3140 m工程总钻探进尺,并较原计划节约了35 d施工工期。