切顶卸压预裂技术在特厚煤层综放工作面的 应用

为了提高特厚煤层综放工作面两端头顶煤资源及初采初放期间煤炭资源采出率、降低初采初放期间初次来压对工作面的冲击以及减小临近工作工作面采掘期间的矿压显现,采用断裂损伤理论,分析了切顶卸压后顶板岩梁的断裂垮落步距和综放工作面初次来压强度的变化,得出综放工作面的支撑压力区域发生前移,增强了煤层的冒放性和初采初放期间的煤炭资源回收率。以山西同煤集团同忻煤矿综放工作面为研究背景,对综放工作面在初采前及两巷端头应用切顶卸压预裂技术,对比分析了有无实施切顶卸压预裂综放工作面在推进过程中初次来压步距和初次放煤步距的差异。研究结果表明,实施切顶卸压预裂技术后,综放工作面初次来压步距较未预裂时缩短了11.1 m,初次放煤步距较未预裂时提前了16 m;并且利用钻孔窥视技术,得出了采空区三角区悬滞的顶煤沿着预裂爆破导通的裂隙发生断裂垮落,有效解决两巷采空区悬顶过大的问题。     

坚硬顶板综放面深孔预裂弱化顶板处理技术

为了解决致密坚硬顶板初次断裂步距大而容易引起冲击矿压、瓦斯积聚以及放顶煤初采期间顶煤放出率低等难题,针对余吾煤业3~#煤层赋存环境和开采条件,通过选用基本顶固支岩梁力学模型,对该矿N1202综放工作面基本顶初次垮落步距进行了理论分析和计算,提出对N1202工作面进行初采前顶板深孔预裂爆破切顶,缩短综放工作面基本顶初次来压的垮落步距。工业试验结果表明,经过弱化处理后基本顶初次来压步距缩短至24.3m,有效减小了采空区顶板悬露面积,杜绝了坚硬顶板大面积来压隐患,保证了综放工作面绿色安全开采。     

综放面初采强制放顶深孔爆破技术

官地矿为高瓦斯矿井,中八区28416工作面采用"采9放8"综采放顶煤开采方式,工作面顶板坚硬,初采期间初次来压步距较大(一般情况为30m左右),且8#煤为易自燃煤层(发火等级为Ⅱ类),通过确定深孔爆破炮孔布置参数,采用深孔爆破技术进行强制放顶。实践证明,强制放顶深孔爆破技术减小了顶板初次来压步距,降低了顶板初次来压强度,工作面推进16m时,顶板全部跨落,采空区充填严实,保证了初采期间的安全生产。     

综放工作面初采强制放顶技术应用

综放工作面初采期间是顶板管理的特殊时期,采空区悬顶面积较大,处理不好会导致工作面采空区顶板大面积突然垮落,造成冒顶、瓦斯超限等事故。通过在综放工作面初采实施强制放顶技术,提前破坏老顶的完整性,将老顶初次来压变为周期来压,缩小老顶初次来压步距,减小悬顶面积,实现顶板的安全管理。     

某矿采空区下近距离特厚煤层综放工作面矿压显现规律研究

为了研究采空区下近距离特厚煤层综放开采矿压显现规律,以中煤塔山矿30501工作面为研究背景,采用现场实测的手段,对工作面推进过程中初采和回采期间基本顶周期来压步距、来压动载系数、支架初撑力、支架工作阻力进行分析。结果表明,工作面初采期间,初次来压步距呈现中下部较小、上部较大的特点,周期来压步距特点与初次来压大致相同,工作面上部略大;初次来压动载系数平均为1. 19,周期来压动载系数平均为1. 22;工作面正常回采期间,周期来压步距为6～44. 6 m,平均为17. 8 m,周期来压期间,矿压显现不强烈。矿压观测结果验证了工作支架选型合理,支架能够满足综放开采工作面顶板控制要求。     

深孔预裂爆破在坚硬顶板工作面中的应用

基于某矿8935试验综放工作面的坚硬顶板条件,对比分析实施顶板预裂爆破后顶板变化情况及来压特征的变化情况。经分析可知:8935工作面直接顶的初次垮落步距平均22.0 m,基本顶的初次来压步距为46.5 m,基本顶初次来压期间的矿压显现非常明显;实施了深孔预裂爆破措施后,直接顶初次垮落步距减小至13.2 m,基本顶初次来压步距降低为34.5 m,基本顶的矿压显现非常不明显,初次来压期间煤壁平整,顶煤碎裂掉落,也没有出现移架困难与支架不接顶等问题。     

巨厚煤层爆破切顶初采初放技术应用研究

为确保胡家河矿401106工作面在初采初放及正常回采期间顶板及时垮落，依据工作面具体的工程地质条件设计松动爆破方案，通过现场调研、微震监测、液压支架载荷监测等手段研究矿压显现规律。结果表明：工作面初采步距为46.4 m，初次来压持续距离16.2 m，液压支架工作状态良好，除上下隅角顶煤未冒落外顶煤全部垮落，应用效果较好。     

松散表土薄基岩浅埋煤层矿压显现规律数值分析

为了分析松散表土薄基岩浅埋煤层首采工作面上覆岩层的运动规律,尤其是顶板初次来压和周期来压步距,运用UDEC软件对神木汇森凉水井煤矿首采面上覆岩层矿压显现规律进行了数值模拟,在此基础上进行了现场实测。结果表明,首采面初次来压步距的计算值为40.0 m,实测值32.8 m;周期来压步距的计算值为20 m,实测周期来压步距为16.5～22.0 m,平均为19.5 m;强制放顶距为20 m时能减小初次来压强度;强制放顶能有效地削弱和减小顶板初次来压的强度和规模,保证强制放顶效果的关键是提高强制放顶爆破作业的质量。     

浅埋深综放工作面初采矿压显现规律研究

为研究浅埋深综放工作面初采期矿压规律,选取山鑫煤矿18041工作面作为实验地点,布设矿压监测站,实时监测矿压显现情况。根据监测数据,分析支架增阻、安全阀开启等宏观矿压显现特征,分析判断初次来压步距,计算动载系数。得出18041综放开采老顶初次来压步距为平均为20.8 m,初采期间老顶周期来压步距平均为11m;试采期间初次来压及周期来压的动载系数平均分别为1.22和1.25。     

综采工作面强制放顶工艺技术实践

2201综采工作面是富祥煤矿首采工作面,顶板属中等稳定顶板,初次来压现象明显。通过切眼深孔爆破强制放顶,减小了初次来压步距,取得了较好效果,确保了工作面初采期间的安全生产,为今后类似工作积累了经验。     

高压水预裂放顶在综采工作面初采的应用

以三道沟煤矿首个利用高压水预裂方法初采放顶的35107综采工作面为工程背景,通过对比35107工作面和35106工作面初次来压步距和来压强度,说明高压水预裂处理顶板能有效破坏老顶的完整性,缩短工作面初次来压步距,降低初次来压强度,对于初采期间工作面由于采空区悬顶面积过大导致的飓风隐患及次生灾害有积极防治作用。     

综放工作面仰斜开采岩层移动规律数值模拟研究

针对综采放顶煤工作面围岩支护困难现象,以8102工作面为背景,利用UDEC2D对8102工作面的岩层移动规律、顶板破坏规律以及影响支护能力的因素进行分析,结果表明:当工作面推进至20 m时,直接顶初始放顶距离为25 m,基本顶的初次来压步距为40 m,周期来压步距为8～10 m;与综放工作面相比,顶板不易形成结构,严重的周期性来压更为频繁。     

高压水致裂在高瓦斯工作面初次放顶中的应用

针对大平煤业3111工作面顶板强度大、完整性好的特点,为了减小工作面初采期间的矿压显现程度,针对3111工作面上覆岩层采取高压水致裂措施,揭示了高压水致裂在顶板弱化措施中的优越性,分析了采用高压水致裂措施后,工作面回采期间微震活动及支架阻力的变化规律。现场实践表明,高压水致裂措施减小了工作面初次来压步距,减弱了顶板活动剧烈程度,降低了工作面矿压显现程度,保证了工作面初次放顶期间的安全回采,能够有效解决工作面初次放顶问题。     

弱粘结厚煤层综放开采及矿压显现特征研究

针对淮矿西部公司唐家会煤矿6#煤的F61103工作面工程地质及技术条件,对弱粘结复合顶板巨厚煤层综放面合理的放煤工艺和放煤步距、放顶煤开采工艺参数、弱粘结复合顶板矿压宏观显现特征及矿压控制技术措施等开展研究。分析了采放比、放煤步距、放煤方式、顶板岩性对控制顶煤损失的影响,得出了工作面在初采初放期间初次来压步距及周期来压步距,得到并分析了工作面液压支架受力分布图,直观地说明了支架受力与工作面顶板来压之间的相互关系。提出了提高支架初撑力、调整放煤工序、加强矿压监测、均衡放煤部位等矿压控制技术措施,为类似条件煤层安全开采提供借鉴。     

17煤层首采工作面矿压显现规律的观测与研究

通过对南屯煤矿17层煤首采工作面基本顶矿压显现规律的观测和研究,摸清和掌握其直接顶和基本顶初次垮落以及初次来压的步距,指导采煤工作面的顶板管理,提高支护质量,确保采煤工作面初次放顶期间的安全生产,同时,为以后17层煤开采提供科学详实的矿压观测参数。     

普采工作面坚硬顶板矿压显现规律研究

坚硬顶板控制是普采工作面支护的重要研究内容,以某矿1211工作面为背景,对坚硬顶板采场的力学模型进行分析,采用岩板模型计算公式进行理论计算,表明1211工作面初次垮落步距和周期来压步距均较大,工作面支护困难;采用端部拉槽强制放顶减小初次垮落步距,循环放顶减小周期来压步距,保证初撑力,加强端头和特殊地段支护,提高普采工作面支柱支护质量,保障煤矿的安全生产。     

长初次来压步距下三角式扇形卸压初采技术研究

为解决中硬岩层采场初次来压步距长、矿压显现剧烈的问题,采用理论研究与实践相结合的方法,以大恒煤业4-1煤层41107工作面为工程背景,研究了三角式扇形初采分段卸压的顶板控制方式及三角式扇形初采技术。结合现场具体条件,将开切眼与工作面上下两巷非垂直布置,初采时,一端固定,推采另一端,将常规矩形工作面各级整体基本顶转化为依次分段断裂基本顶,以消除矩形初采工作面基本顶整体初次断裂来压给生产带来的冲击性危害。结果表明:采用三角式扇形初采方式,初采期间41107工作面矿压显现不明显,且增加了工作面开切眼三角煤区段放顶煤循环产量,提高煤炭资源采出率的同时,实现了长初次来压步距条件下安全回采。     

水压致裂技术在坚硬顶板工作面初采中的应用

针对魏家峁煤矿坚硬顶板难垮落,初次来压步距大,不利于矿井安全生产的现状,在11502综采工作面初采期间对顶板实施水压致裂技术,并通过钻孔窥视发现,水压致裂后岩石产生纵横交错的裂隙,极大地破坏了岩石完整性;进一步对相邻工作面初次来压对比得出,实施水压致裂后,直接顶和基本顶初次来压步距分别减小了8. 5 m和14. 2 m,且来压强度、动载系数均得到了不同程度的降低,充分证明了水压致裂技术对于弱化工作面顶板,缩短初次来压步距效果明显。     

特厚煤层综放面初采水压预裂弱化顶板现场试验研究

针对坚硬顶板下特厚煤层综放工作面在初采阶段顶煤、顶板难以自行垮落造成的采空区悬顶面积大、漏风严重,以及悬顶突然大面积垮落带来的冲击力对设备和人员造成危害和初采期顶煤回收困难等问题,提出了初采水压预裂弱化顶板的技术方案,通过理论分析、数值计算和现场矿压监测等方法,对比实施水压预裂和未水压预裂综放工作面初次来压数据,分析了初采水压预裂对特厚煤层综放面坚硬顶板及时垮落的影响。结果表明,深孔水压预裂使61601综放面的老顶初次来压步距从61m缩短为50m,增加了煤炭回收率,改善了特厚煤层综放工作面初采期间的安全生产条件。     

工作面初采预裂爆破强制放顶技术研究

针对西山煤电集团杜儿坪矿8 #煤层68216工作面顶板坚硬、不易垮落的问题,运用理论分析、现场实测方法,计算出基本顶初次来压理论步距较大为34.96 m,需要采取爆破措施减小基本顶来压步距.同时运用LS-DYNA3D数值模拟软件模拟了坚硬顶板工作面初采强制放顶爆破过程,揭示出爆破放顶机理,得出了在爆炸应力波作用下的岩石应力场分布与破坏范围,比较了不同起爆方式对顶板岩层破坏作用的差异,并以此为依据提出具体爆破实施方案.经现场矿压实测发现,爆破后基本顶初次来压步距变小为17.4 m,项板冒放性得到较好改善,表明初采预裂爆破强制放顶取得了预期效果.