大采高工作面柔模沿空留墙掘巷技术

柔模混凝土沿空留巷技术已应用多年,在中厚煤层和薄煤层开采下均取得了较好的支护效果,但在厚煤层大采高工作面,因巷道高、巷旁支护压力大、混凝土早期强度低易受压损坏难以有效支撑顶板。大采高工作面矿压显现剧烈,巷旁维护难度大,故此提出一种新型的预浇墙柔模混凝土沿空留墙掘巷新技术,即在上工作面回采前,刷煤扩帮后提前预浇柔模混凝土墙体,提高煤帮整体支撑力的同时,解决柔模混凝土墙短期无法有效承载顶板来压的难题;待回采一定距离后,再沿墙滞后掘进下工作面回采巷道,且掘进方向与上工作面回采方向一致,缓解接续紧张,最终实现无煤柱开采。以王庄煤业3503工作面回采留设预浇墙为工程背景,建立了沿空留墙掘巷围岩结构力学模型,理论计算得出墙体力学支护参数,并通过现场应用验证了该技术的可实施性。结果表明:理论计算分析确定了墙体高宽比为5 m×1.5 m,混凝土强度C30即可满足留墙支护要求;沿墙掘进巷道总体变形量小,顶底板和两帮最大移近量仅为260 mm和125 mm,墙体最大受压18 MPa,小于墙体自身承载力;下工作面临近巷道掘进115 m后即趋于稳定。该技术应用全阶段效果良好,满足巷道使用要求,有效解决了大采高工作面沿空留巷重大技术难题,也可为相似工况无煤柱开采提供技术借鉴。

柔模墙沿空留巷灾害一体化防治技术研究

在煤炭保供和工作面限员双重压力下,将煤矿灾害分别进行治理的理念和技术已不能适应新时代煤矿发展要求。通过工业性试验研究提出一种紧跟回采工作面浇筑1道饱满密实接顶且可即时承载的柔模混凝土连续墙,密闭采空区,保留原有巷道,并将保留下来的巷道作为灾害一体化防治工程平台。给出了利用该平台进行矿井水、火、瓦斯、顶板、热害、强矿压等重大灾害综合治理的技术途径,总结了该技术的适用条件,介绍了该技术在国家能源集团、潞安化工集团、陕煤集团等单位的灾害一体化防治效果。

金凤煤矿沿空留巷挂模装置的运输与安装

为了解决金凤煤矿011815沿空留巷工作面机械自移式挂模装置的运输与安装问题,结合金凤煤矿现有的辅助运输设备及条件,提前制定了详细的运输安装方案,并采取了一系列的安全技术措施,保证了挂模装置的运输安装工作安全顺利进行,为今后金凤煤矿在留巷工作面大型设备的运输安装工作提供了一些参考。

超长沿空留巷挡矸支架安全回撤技术

针对日推采12~15 m工作面沿空留巷工艺要求,在结合理论计算和实际工况的基础上研发了长达19 m、控顶面积达38 m^(2)、挡矸面积达61 m^(2)的庞大组合体挡矸支架。针对该庞大支架的回撤难题,通过现场试验研究出一种边采煤边回撤的新方法,距离停采线35 m时开始在综采支架前铺网护顶,距离停采线20 m时开始在综采支架间打设锚索,距离停采线5 m时拆除端头支架尾部的活动挡矸板并同步打设戗棚和木垛,当工作面推采至停采线时回撤端头T3和T4铺网支架,并同步将挡矸支架前移至停采线,然后将挡矸支架分前中后3段依次回撤。实践证明,该方法安全可靠,实现了采煤—回撤—留巷一体化,未对工作面采煤、回撤和留巷速度产生明显影响,满足陕北矿区和神东矿区高产高效工作面沿空留巷要求。

切顶卸压及支护优化技术在软岩底板沿空留巷中应用

高河能源W3305工作面由于厚硬关键层回转压力大、底板膨胀性泥岩等原因,工作面矿压显现剧烈,留巷断面收缩量明显,导致Y型通风系统回风流断面变小;部分柔模墙体发生倾斜,导致留巷支护系统失效,顶板管理存在重大安全隐患。针对此情况,在进风顺槽实施切顶卸压护巷、沿空留巷支护技术后,对比未切顶爆破前留巷巷道底鼓量从平均1 000 mm降低到82 mm,有效控制了软岩底板巷道围岩变形,极大减少了留巷底鼓量,保证了工作面的安全高效高产,为留巷复用创造了条件,同时对于其他软岩底板条件矿井实施沿空留巷技术具有一定的工程参考价值和借鉴意义。

分段式切顶卸压爆破对沿空巷道变形影响的技术研究

以常村煤矿2302工作面柔模混凝土沿空留巷巷道切顶卸压爆破为背景,巷道实施分段爆破,结合现场实测数据分析实施与不实施切顶卸压爆破的区段对于沿空留巷巷道变形的影响,对比巷道变形量,对沿空留巷实施切顶卸压爆破必要性的分析。

柔模混凝土沿空留巷回采位移应力数值模拟分析研究

为了对沿空留巷柔模混凝土墙体的具体实施情况及其在工作面所受的力学情况进行分析,本次模拟采用FLAC 3D软件,以E2311工作面为工程背景构建矿体及地层模型,针对该工作面细节进行一定的优化,模拟出该工作面回采时沿空留巷和支护以及布置柔模混凝土墙体的过程,并对模拟回采过程中的位移破坏及应力进行分析。数值模拟为循环回采与沿空留巷对上覆围岩扰动强度及变形下沉提供了一定的技术指导价值和理论借鉴意义。

基于数值模拟的软岩巷道支护优化研究

文章以红柳煤矿复杂工作面回风巷支护为研究背景,通过现场调研、理论分析等研究手段,提出了2种支护优化方案,借助数值模拟对支护方案进行对比分析。结果表明:工作面回风巷支护优化方案2可以最大限度地减小顶板的位移量,支护效果较好,能够达到煤矿巷道安全支护的需要,同时最大限度地节约材料。

余吾煤业N1105工作面沿空留巷支护应用研究

为解决余吾煤业N1105工作面胶带顺槽沿空留巷围岩变形严重的问题,特提出在此巷道进行沿空留巷加强支护,超前在巷道原有支护的基础上铺设两层菱形金属网和一层钢筋网片、补打锚索补强支护,运用柔模混凝土墙体在巷道回采侧进行永久加强支护,对巷道超前30 m、滞后200 m范围内进行临时加强支护。实践表明,沿空留巷支护能有效解决围岩变形严重问题,尤其是对顶板下沉有很好的支护效果,全巷道顶板基本无明显变化,个别地段顶板稍有下沉。矿压监测显示,留巷顶板最大下沉量为235 mm,底鼓最大值为1080 mm,帮鼓最大值为432 mm,除底鼓变化量较大以外,顶板下沉和帮鼓得到有效控制。

超长沿空留巷挡矸支架随采随装技术研究

针对刀把型双工作面无法提前安装挡矸支架的难题,提出一种挡矸支架随采随装新方法,采取“架前柔性网+架间锚索+架后戗棚和木垛”防护措施隔离采空区,及时浇筑转角区横向和走向柔模砼墙彻底切断采空区,借助挡矸支架的横向自移功能将20.5 m长挡矸支架快速安装复位。实践证明,该方法能够安全快速地将超长挡矸支架安装复位,满足陕北矿区日推采12~18 m沿空留巷工作面的生产要求。

柔模混凝土沿空留巷技术在厚硬石灰岩顶板中应用研究

在马军峪煤矿90201工作面采用柔模混凝土沿空留巷技术,实现无煤柱开采。该工作面顶板主要是石灰岩,岩性较硬,因此需要超前工作面实施顶板切顶卸压护巷措施,根据90201工作面地质条件以及理论计算,确定爆破孔深14 m,直径60 mm,装药8 m,封孔6 m;超前在留巷巷道顶板进行补强支护,根据巷道实际情况,为满足巷道复用要求,对巷道进行扩帮以及锚索补强支护,极大程度提高巷道顶板承载力,减少留巷巷道围岩变形量。实践证明,切顶卸压护巷技术以及巷道补强支护能有效降低围岩变形量,保证沿空留巷技术顺利开展。矿压监测数据表明,顶底板移近量降低35.5%,两帮移近量降低19.9%,取得了良好的留巷效果,最大程度地降低了生产成本及巷道掘进率。

大埋深巷道围岩控制相似材料模拟研究

为研究大埋深巷道支护对围岩变形的影响,以宁东矿区枣泉矿130203工作面回采巷道为例,通过相似材料模拟试验,动态再现了围岩变形破坏过程,分析锚固体对围岩变形的影响,得到了随加载步数增加巷道围岩位移场分布演化、围岩垂直位移变化分布规律。试验结果表明:巷道的最大垂直位移主要集中在直接顶板,最大水平位移发生在左帮;双锚索对于顶板变形能起到较好控制作用。

大埋深工作面回采巷道底鼓防治技术

针对羊场湾煤矿130208工作面泄水巷巷道底鼓量大、巷道变形严重的问题,采用计算机数值模拟分析,得到回采工作面应力分布特征与巷道围岩塑性区范围,提出巷道支护优化方案并现场监测。结果表明:①通过改变巷道底板岩性或对巷道底板卸压,增加围岩强度、减少巷道的形变量,在大埋深高地应力巷道更有效;②通过采用底板卸压及锚索支护,有效控制巷道底鼓,改善回采期间巷道形变量。

底板岩巷断面选择及支护设计研究

以某矿2106工作面和2107工作面联合布置,沿空留巷两进一回“Y”型通风系统通过共用底板岩巷进行回风为工程研究背景。在回采面推移中的采动影响对巷道围岩稳定性有着一定的负面影响,如何实现底板岩巷经受两次回采扰动后能对围岩有效控制,事关留巷通风及生产安全。文章通过对围岩物理化学性质、地质构造和原岩应力分布形式及巷道破坏特征分析,通过巷道轴线方向与围岩水平应力方向比确定底板岩巷断面形状;基于巷道围岩松动圈支护理论和软岩工程支护原则,提出了适合于岩巷的锚网+柔模连续碹联合支护技术,解决了软岩巷道经受两次采动影响后围岩变形大、支护困难等问题,具有良好的经济效益和应用前景。

沿空留巷巷道加固技术研究

为了减少沿空留巷巷道底鼓和帮鼓,提高留巷巷道二次复用成功率,特提出了锚索+工字钢梁+钢筋网片+混凝土加固底板技术以及煤帮锚索补强措施。文章以余吾煤业N1100综放工作面柔模混凝土沿空留巷巷道为背景,在此巷道进行工业性实践,通过留巷巷道围岩收敛变形量观测,未采用加固段巷道底鼓量稳定在1200 mm左右,巷道帮鼓量稳定在850 mm左右,采用底板加固技术和煤帮补强措施后巷道底鼓量稳定在280 mm左右,巷道帮鼓量稳定在120 mm左右。结果表明:采用加固底板技术和煤帮锚索补强措施可减少底鼓77%,减少帮鼓86%.实践可知,采用底板加固技术和煤帮补强措施能够有效控制沿空留巷巷道的底鼓和帮鼓。

特厚煤层小煤柱加固及双柔模墙留巷支护设计研究

为了解决特厚煤层分层开采底分层沿空留巷瓦斯超限问题,采用柔模混凝土沿空留巷技术,在白芨沟煤矿010202工作面进行了特厚煤层分层开采沿空留巷应用,重点研究了巷道副帮小煤柱加固方案、特厚煤层分层开采双柔模墙沿空留巷设计方案。应用结果表明:在厚煤层底分层工作面实施双柔模墙开采技术后,现场留巷巷道顶底板形变量减小,巷道采空区侧顶板维护较好,顶板钢梁形变量小,整体留巷效果好,留巷巷道解决了下区段4个分层回采瓦斯超限问题,提高了煤炭采出率,对厚煤层及特厚煤层分层开采沿空留巷技术有良好的经济效益和应用前景。

双巷掘进柔模混凝土无煤柱开采技术应用研究

针对唐安煤矿掘进及回采过程中瓦斯超限、井下煤柱的应力集中、煤炭采出率低等问题,在2301(上)工作面试验双巷掘进柔模混凝土无煤柱开采技术。重点设计研究了合理高效的双巷掘进施工方案、柔模混凝土隔离墙构筑方案、聚能预裂爆破切顶卸压护巷方案。工程实践表明:实施双巷掘进柔模混凝土无煤柱开采技术后,不仅解决了矿井掘进及回采过程中瓦斯超限难题,避免了井下煤柱的应力集中,而且实现了区段无煤柱开采,提高了煤炭的采出率,具有良好的经济效益和应用前景。

特厚煤层底分层双柔模墙留巷围岩运移及支护优化

为解决白芨沟煤矿特厚煤层分层开采瓦斯治理问题,同时减少煤炭资源损失,降低巷道掘进量,提出了利用柔模混凝土沿空留巷技术,将开采工作面底分层回风巷保留并作为瓦斯抽放巷。对特厚煤层底分层双墙沿空留巷技术进行研究,根据煤层底分层沿空留巷围岩活动规律确定留巷巷道的支护形式及支护参数,并在现场进行双墙留巷试验。研究结果表明:①分层开采工作面上覆岩层的垮落至稳定的整个过程是在工作面后方60~200 m完成;②白芨沟煤矿特厚煤层分层开采巷道变形可分为4个阶段,瓦斯抽放巷矿压显现基本呈“增压—峰值—稳压”的动态变化规律,基于3种复采支护方案,满足了当下区段工作面1分层开采结束时瓦斯抽放巷道仍保存完整的要求。因此,通过采用柔模混凝土双墙沿空留巷技术及围岩控制方案,可以满足厚煤层底分层留巷要求。

6m大采高沿空留巷巷旁支护研究

为了适应大采高工作面沿空留巷,在霍尔辛赫煤矿6m大采高工作面进行了柔模混凝土沿空留巷支护设计。重点设计研究了巷旁支护参数、底板加固参数、临时加强支护参数。结果表明:6m大采高工作面柔模混凝土沿空留巷支护参数合理,效果良好,具有良好的经济效益和应用前景。

柔模混凝土沿空留巷过陷落柱支护技术研究

针对陷落柱影响段综放沿空留巷施工困难、成巷效果差等问题,以霍尔辛赫煤矿3605综放工作面柔模混凝土沿空留巷为例,介绍陷落柱段巷内异型柔模混凝土墙体支护、底板注浆等技术。工程实践表明:在陷落柱影响段柔模混凝土沿空留巷施工速度快,留巷效果好,采空区封堵严实,具有良好的经济效益和应用前景。