霍洛湾矿地裂缝发育规律及漏风防治技术研究

为解决浅埋煤层地表漏风严重可能引发的自然发火问题,在霍洛湾煤矿开展了地表裂隙发育规律及其防治技术研究。理论分析了浅埋煤层顶板破断规律及地裂缝发育的规律,确定地表漏风的主要通道为永久性地裂缝和新发育的临时性地裂缝,并提出裂缝封堵的防治技术。对地裂缝封堵后,进回风巷道风量差由46m^3/min降为12m^3/min,解决了地表漏风引发的自然发火隐患,保证矿井安全生产。

遗留煤柱下回撤通道高低位顶板联合失稳机理及控制技术

针对末采期工作面采出上覆遗留煤柱,近距离回撤通道高低位厚硬顶板易发生联合失稳而导致巷道强变形、设备难以安全回撤等的难题;建立了遗留煤柱高、低位坚硬顶板结构“联合失稳”力学模型;分析了遗留煤柱下开采时支架载荷变化情况,阐述了末采期遗留煤柱下高低位顶板发生联合失稳的风险来源;基于遗留煤柱顶板支承压力峰值分布区域与水力压裂裂缝扩展规律,结合低位基本顶断裂位置对回撤通道矿压显现影响,综合提出了“高位定向孔区域水力压裂+低位直孔局部水力压裂”的围岩结构优化控制技术,并在霍洛湾矿31107工作面进行试验。现场应用表明,提出的围岩优化控制技术可有效控制末采期高应力集中强动载,实现了回撤通道围岩稳定、设备安全回撤的目标。

回撤通道顶板结构失稳机理及压裂控制研究

针对工作面末采期回撤通道顶板失稳导致支护体受力过大和围岩破坏问题,建立了基本顶超前断裂关键块力学模型,对比分析了不同来压位置和悬顶结构对回撤通道稳定性的影响。结果表明:降低支架后方悬顶长度和岩块间的挤压力、提高支护强度可缓解失稳顶板岩块对支架的作用力。基本顶断裂位置靠近回撤通道上方时关键块偏转下沉会造成围岩严重破坏。通过水力压裂可以加速顶板岩层破断和下沉,减轻末采期来压强度甚至改变来压规律,使回撤通道围岩免受顶板强来压作用。现场应用表明,水力压裂后支架载荷和围岩变形显著减小,实现了霍洛湾煤矿31108工作面的安全高效回撤。

工作面采出遗留煤柱压架机理与治理措施

以霍洛湾煤矿下行开采为工程背景,介绍了工作面采出上覆残留集中煤柱压架事故的3个主控环节及其治理技术;建立了双关键层同步破断动载来压模型,提出工作面随上层关键层破断出现周期性来压的矿压规律,得到出煤柱期间的工作面液压支架载荷推导公式;基于工作面出遗留煤柱的压架机理分析,实施了高位顶板水力切顶卸压方案,压裂后支架平均压力降低15%~20%。

大采高综放采放比的初探

针对综放开采采放比对工作面采出率及煤质的重要性,通过实验室相似材料模拟实验,以内蒙古某矿条件为研究对象,对不同采放比进行效果分析,得出1.15±0.25为最适,为类似厚煤层大采高综放开采合理采放比的确定提供参考数据。

地面分布式三维直流电法对过水通道探查验证

由于疑似原小煤窑存在越界开采的可能,极易通过小窑巷道或其他可能通道溃入矿井,对煤矿的安全生产构成巨大威胁。但是该区域内是否存在过水通道及其富水情况不详,为了保证矿井安全生产,须对该区域是否存在过水通道及其富水情况进行探查,为工作面的顺利回采提供物探参考依据。本次勘察采用分布式三维直流电法,在小煤窑边界保护煤柱探查3-1煤层附近的过水通道,分析其富水性异常区的分布范围。通过对所取得的数据进行处理分析,结合相关图件、钻孔、水文等地质资料,对勘探区内3-1煤层上部地层过水通道和地层富水区分布范围进行了综合分析和推断,在3-1煤层上部地层中共发现5处低阻异常区。

海鸿矿下分层回采巷道布置研究

为解决厚煤层分层开采回采巷道布置面临的压力大、难支护等问题,在海鸿矿开展了分层回采巷道布置研究,分析了内错式、外错式、垂直式巷道布置方式的优缺点,并计算了海鸿矿5#煤不同布置方式下所需留设的煤柱尺寸,数值模拟了不同方案下巷道的应力及力学响应特征,最终确定内错3.5m可保证回采巷道围岩稳定。对回采期间回采巷道围岩变形量进行监测,巷道顶底板移近量10mm^40mm,两帮移近量20mm^95mm,巷道保持稳定。

浅析工作面过上覆采空区地表补给富水区域和集中煤柱

为了有效掌握综采工作面过地表补给富水区域及集中煤柱的规律,通过对霍洛湾煤矿在推采过地表补给富水区域及集中煤柱的分析,系统总结河槽治理、提前疏放水、主运输、矿井排水、工作面排水等环节,实现了工作面在最短的时间内安全顺利地推采过了地表补给富水区域和集中煤柱。

采动区下极近距离煤层矿压规律研究

霍洛湾煤矿一盘区22104工作面处于22102和22103工作面采空区下5m^7m极近距离,对于如此的极近距离浅埋煤层采空区下开采,矿区属于首次,为了避免工作面压架事故,有效控制支护成本,开展极近距离煤层群开采的矿压规律和顶板支护研究十分必要,掌握浅埋极近距离煤层群开采的工作面矿压规律,为实现安全经济高效开采提供科学依据。

矿井煤层爆破致裂增透研究

本文以山东某矿井综采面为研究对象,探究影响爆破致裂增透效果的因素,设计工作面爆破增透方案并进行试验,分析爆破致裂增透技术的实施对煤层增透的效果。