我国无煤柱护巷技术的应用

本文在总结我国1981～1990年期间无煤柱护巷应用情况的基础上,简要分析了无煤柱护巷技术的发展趋势和存在的技术障碍。针对这些问题,文中就无煤柱护巷的基本参数进行了初步分析,并归纳了我国在无煤柱护巷技术方面取得的主要经验。     

无煤柱护巷的应用与进展

本文概述了我国发展无煤柱护巷技术以来取得的主要成果，分析了存在的问题，重点介绍了近１０年来我国在无煤柱护巷基础研究及沿空掘巷和沿空留巷等方面取得的主要技术进展，并对今后我国无煤柱护巷的发展进行了评述。     

厚煤层无煤柱长壁面矿压分析

通过现场矿压观测，分析了无煤柱联合走向长壁工作面矿压显现规律，以及沿空掘巷、沿空留巷的变形和应力分布特征。阐述了该工艺不仅技术上可行而且安全上可靠。     

沿空掘巷护巷煤柱稳定性分析

护巷煤柱能够有效地支承沿空掘巷的围岩应力,但是它存在合理确定护巷煤柱宽度大小的问题,通过数值模拟护巷煤柱影响巷道稳定性的垂直应力分布,分析护巷煤柱的合理宽度,并结合顾桥矿11~#煤的运输顺槽的现场实践,得出:护巷煤柱的宽度在10~12 m,巷道围岩应力向侧帮转移的效果最理想。     

中厚煤层沿空掘巷窄煤柱稳定性控制技术

根据采场上覆岩层运动规律建立了沿空巷道上覆弧三角块平衡的力学模型,分析了中厚煤层沿空巷道回采期间窄煤柱的受力特征,得出了回采期间沿空巷道的实体煤帮承载力的下降是影响窄煤柱稳定性的主要因素,在此基础上提出了采用"三高"锚杆支护技术强化实煤体帮与煤柱煤体强度,并提高超前支护的初撑力和工作阻力补偿实体煤帮承载力的损失;将顶板锚索桁架应用于加强煤柱与顶底板之间的联系,以控制窄煤柱向巷道内的整体位移。     

新桥煤矿沿空掘巷护巷煤柱合理宽度确定

基于理论分析、FLAC3D数值模拟及现场工程实践,建立了沿空掘巷煤柱宽度模型。理论计算结果表明,煤柱的合理宽度4.03~4.75 m。数值模拟结果表明:掘巷期间,随着煤柱宽度的增加,煤柱内弹性区范围增加,煤柱内垂直应力与水平应力峰值增大。现场实际观测数据表明,5 m宽护巷煤柱能够很好地控制巷道围岩变形,变形量与所做分析基本相似。     

沿空窄煤柱巷技术实践

介绍镇城底矿5年来沿空窄煤柱掘巷的经验,提出最佳留设煤宽度为3m以下,并介绍了沿空窄煤柱掘巷支护和技术保障措施。     

孤岛工作面护巷煤柱稳定性分析

根据河南某矿3上、3下煤开采形成的31706、31707孤岛工作面概况,结合理论分析、UDEC软件数值模拟等手段,对孤岛工作面开采之后护巷煤柱应力的分布状况进行了研究与模拟分析。结果表明,留设16m护巷煤柱时,煤柱两侧均发生塑性破坏,但中部存在弹性区,煤柱不会发生整体坍塌,但是由于破坏较严重,在回采工程中可对煤柱采取注浆加固等措施,以保证煤柱的稳定性。     

厚煤层辅运巷护巷煤柱留设及支护设计

黄陵二号煤矿区段护巷煤柱留设较大,造成煤炭资源浪费,巷道变形较大,维护较为困难。为了有效控制巷道变形,减少煤炭资源浪费,对303工作面护巷煤柱宽度进行了合理确定和支护设计。基于工作面煤层赋存地质条件,借助数值模拟软件分析护巷煤柱留设宽度应在5～10 m区间范围内,确定303辅运巷区段煤柱合理宽度为7 m。辅运巷支护采用顶板为锚杆+钢筋托梁+注浆锚索+钢带,帮部为高强锚杆+注浆锚杆+防腐锚索的联合支护方式可有效地控制围岩位移变形,保持巷道的稳定,回收了大量的煤柱资源,为煤矿创造了较大的产值。     

深部煤层群沿空掘巷护巷煤柱合理宽度的确定

针对深部煤层群沿空掘巷具体生产地质条件,采用理论分析、数值计算及现场试验相结合的方法,得出深部煤层群沿空掘巷护巷煤柱合理宽度的确定方法,即从上区段采空区侧向支承应力分布规律和煤柱应力分布、巷道围岩应力分布、巷道围岩变形与煤柱宽度的关系及护巷煤柱宽度的理论计算5个方面综合考虑护巷煤柱的宽度,尤其充分考虑了下层煤回采对上层煤沿空掘巷护巷煤柱宽度大小留设的影响。现场试验结果表明：该方法确定的煤柱宽度科学、可靠,为深部煤层群沿空掘巷护巷煤柱合理宽度的确定提供了科学依据,改善了深部巷道维护困难的局面和提高了煤炭资源采出率。     

综放沿空掘巷护巷窄煤柱留设宽度优化设计研究

护巷窄煤柱的合理留设是综放沿空掘巷技术成功实施的关键问题。基于采空侧煤体倾向支承压力分布特征以及护巷煤柱体的极限平衡理论,确定了护巷窄煤柱合理留设宽度的上、下限值解析表达式,结合山东某矿3309综放工作面的采矿地质条件,认为护巷窄煤柱合理留设宽度范围为4.1~7.2 m。为了进一步优化设计护巷窄煤柱的留设宽度,采用数值模拟方法对合理取值范围内的护巷窄煤柱留设宽度进行对比分析,认为3309综放工作面护巷窄煤柱的最优留设宽度为5m。将上述研究成果成功运用于工程实践,现场实测数据表明,结合理论分析和数值计算综合确定的护巷窄煤柱最优留设宽度可以有效控制沿空巷道围岩变形量,有利于维护综放沿空巷道的整体稳定性。     

厚煤层孤岛工作面沿空掘巷小煤柱宽度研究

为了掌握特厚煤层孤岛工作面沿空巷道小煤柱的合理宽度,以麻家梁矿14203-1孤岛工作面为研究对象,采用理论分析、数值模拟和现场实践相结合的方法对小煤柱宽度进行了研究,确定小煤柱的宽度为7 m。巷道围岩控制采用了高预应力、高强度的“锚杆+W钢带+锚索+JW钢带+金属网”耦合支护方案。矿压观测结果表明,合理的小煤柱宽度及围岩控制技术能够满足生产需求,保证了巷道围岩安全。     

沿空掘巷护巷窄煤柱宽度确定与围岩控制技术研究

针对7111大倾角沿空掘巷窄煤柱合理尺寸难以确定的问题,基于弹塑性极限平衡理论计算了煤柱宽度,运用FLAC~(3D)数值模拟分析了留设5 m窄煤柱时围岩应力分布规律和变形特征,提出了巷道围岩整体性控制措施及高强耦合体系的联合支护方式。     

厚煤层综采工作面沿空掘巷合理煤柱宽度及围岩控制技术研究

为提高矿井11~#煤层22采区煤炭的采出率,拟在2202工作面回风巷采用窄煤柱沿空掘巷。通过理论分析与数值模拟分析确定了沿空掘巷的合理煤柱宽度为10.5m,结合具体地质条件进行巷道支护方案设计,并进行矿压监测。结果表明:巷道顶底板及两帮最大移近量分别为82mm和144mm,保障了沿空掘巷围岩的稳定。     

厚煤层小煤柱沿空巷道围岩控制技术应用

针对黄陵二号煤矿区段煤柱宽度为35 m时,煤炭资源回采率低,巷道维护成本高的问题,采用理论计算、数值模拟和现场实测的研究方法,确定了301运输巷留小煤柱沿空掘巷时煤柱合理宽度。分析认为,煤柱宽度为10 m和15 m时,围岩变形和应力相对较小,综合考虑煤柱稳定性、承载能力、工作面回采率和工作面实际条件,确定煤柱合理宽度为17.5 m。现场应用结果表明,采用“锚网索梁”支护后,巷道掘进期间顶底板和两帮相对移近量最大值分别为29.01 mm和36.76 mm,无网兜、片帮和底鼓现象发生,巷道围岩变形得到有效控制。     

深井厚煤层沿空掘巷巷旁煤柱留设与支护设计

该文通过对朝阳煤矿深井厚煤层沿空掘巷由巷道变形量的计算推算出原始巷道断面尺寸大小从而进一步计算出巷旁煤柱留设尺寸,并对巷道支护参数进行了计算。对国内其它深井厚煤层矿井沿空掘巷巷旁煤柱留设与支护计算起到一定的借鉴作用。     

特厚煤层综放开采沿空掘巷技术研究

针对砚北煤矿27 m特厚煤层综放开采沿空掘巷技术应用的难题,采用理论分析和数值模拟方法,研究了特厚煤层综放开采沿空掘巷可行性、沿空掘巷位置、小煤柱合理宽度以及锚杆支护参数。研究结果表明:特厚煤层综放开采沿空掘巷技术上可行,小煤柱护巷为最佳掘巷方式;小煤柱合理宽度为7.6 m。锚杆支护方案为:顶板每排7根长2.4 m锚杆,帮部每排4根长2.2 m锚杆,锚杆直径均为22 mm,排距为0.8 m,顶板采用锚索补强。该技术实施效果显著,有效地控制巷道围岩的位移和变形,保障了巷道安全稳定,满足回采期间的采动影响,极大地丰富和完善了采动巷道围岩控制理论与技术。     

厚煤层沿空掘巷合理煤柱尺寸的数值分析

根据张集煤矿1213(3)工作面的地质条件,应用大型有限元程序ANSYS对不同尺寸煤柱条件下掘巷及回采时围岩应力、变形进行了分析,指出厚煤层沿空掘巷锚杆支护合理的煤柱尺寸以5m左右为最佳。