大采高工作面小煤柱留设及巷道支护技术研究

针对大采高综采工作面护巷煤柱留设造成煤炭资源损失的问题,以长平矿大采高综采工作面为研究对象,分析了护巷煤柱的应力分布规律,揭示了小煤柱护巷原理,设计了6 m小煤柱的配套巷道支护方案,并进行现场实测。实践表明:在工作面采动之前,矿井巷道顶底板的变形量基本小于10 mm,在工作面采动过程中,巷道顶底板的最大位移量为450 mm,监测数据表明,小煤柱护巷以及配套的巷道支护方案是可行的。     

综放面小煤柱护巷技术研究

针对长城煤矿1302综放工作面煤层赋存条件,通过分析巷道支撑压力分布情况和围岩变形破坏特点,运用极限平衡理论,确定工作面护巷小煤柱合理尺寸,同时结合现场巷道变形观测,证明了锚网索联合支护效果较好,不仅能保证小煤柱护巷期间的安全生产,还提高了煤炭采出率。     

王庄煤矿综放工作面小煤柱宽度优化分析

根据潞安集团王庄煤矿地质条件,应用理论计算方法计算出了大采高综放工作面护巷小煤柱的合理宽度.采用三维数值模拟软件FLAC3D对大采高综放工作面开采过程进行模拟分析,模拟采用不同宽度小煤柱护巷时在煤柱留设时期和工作面回采时期煤柱受力及巷道变形情况,通过煤柱受力和巷道变形的对比,对小煤柱的宽度进行优化,确定了合理的小煤柱宽度.     

特厚煤层动压巷道护巷煤柱合理宽度研究

针对某矿9#煤特厚煤层9-704综放工作面动压巷道在本工作面回采过程中,出现变形量过大难以控制的问题,采用理论分析、数值模拟及现场变形实测等手段对特厚煤层综放工作面区段动压煤柱应力分布和动压巷道变形进行研究。极限平衡法表明在该条件下动压巷道护巷煤柱宽度不应小于24.5 m.数值分析表明,煤柱宽度大于26 m时能够较好地控制煤柱的应力及变形,最终确定该动压巷道护巷煤柱宽度为26 m.现场实测表明,动压巷道变形过大的原因在于护巷煤柱留设宽度过窄。动压巷道护巷煤柱宽度的计算必须考虑煤柱沿相邻工作面采空区方向及本工作面方向塑性区的宽度。该研究对类似条件下动压巷道护巷煤柱的留设宽度具有一定借鉴意义。     

千米深井小煤柱护巷围岩控制技术

张双楼煤矿随着开采逐步延深至-1 000 m水平,矿压显现越来越剧烈,因矿井复杂的地质条件限制,工作面采用小煤柱护巷方式回采,进一步加剧了回采期间小煤柱护巷回采巷道变形严重的问题。为了有效解决这一问题,现场探索使用帮部锚索吊梁施工,将小煤柱与顶板岩层形成支护整体,提高小煤柱支护强度,控制小煤柱变形。现场实践表明,该方法有效地减少了小煤柱护巷巷道高帮围岩变形。     

合理窄煤柱护巷采动侧向应力分布规律

针对阳泉矿区综放工作面护巷煤柱宽度不合理,巷道变形严重,复修频率高等问题,采用数值模拟及现场实测的方法分析了不同宽度煤柱下工作面采空区侧向围岩结构特征以及煤柱侧向应力分布规律,确定了综放工作面护巷煤柱的合理宽度为5.5 m,优化设计了回采巷道的支护方案,并在阳泉二矿80509综放工作面进行了工业性试验。研究成果为综放工作面成功实施小煤柱护巷技术,提高煤炭资源回收率提供了技术借鉴。     

综放开采采准巷道护巷煤柱稳定性研究

采准巷道护巷煤柱稳定性决定着巷道的维护状况。从现场观测,数值计算和理论研究3个方面分析了综放工作面回采期间护巷煤柱体内力和位移变化,煤柱失稳的原因,影响煤柱稳定性因素等,运用极限平衡理论提出了综放工作面护巷煤柱宽度的确定方法,并给出了实例和煤柱宽度与巷道岩变形的观测统计结果。     

楔形护巷煤柱沿空巷道矿压显现规律研究

基于百善煤矿北大巷煤柱孤岛工作面现场具体地质条件及生产情况,通过采用FLAC3D数值模拟软件对楔形护巷煤柱沿空掘巷回采巷道受工作面超前支承应力影响过程中巷道围岩变形规律进行了分析研究。研究结果表明不同护巷煤柱宽度下巷道围岩应力分布差异较大,最终导致巷道变形有较大的不同,针对这种差异,提出在同一条巷道内不同区段采用相对应的支护方式及加固措施才能保证工作面的正常回采。     

高瓦斯多巷系统回采巷道布置方法研究

为了解决高瓦斯煤层两进两回通风方法中外圈巷道维护困难的问题,综合应用理论分析、数值模拟和现场实测等方法研究分析了：① 巷道群及煤柱在掘巷、一侧采动、两侧采动后围岩应力演化规律和巷道变形特征;② 煤柱宽度对巷道围岩稳定的影响规律。揭示了在两侧采动条件下、煤柱内巷道及煤柱本身变形稳定机理,提出了一种高瓦斯、厚煤层两进两回回采工作面接续的巷道布置新方法,即：第1个工作面外圈巷道作第2个工作面内圈巷道使用,采用宽煤柱护巷;第1个工作面回采稳定后,在区段宽煤柱内沿采空区边缘布置第2个工作面瓦排巷,采用小煤柱护巷;新布置方法缩短了工作面外圈巷道的服务年限,显著改善了巷道围岩应力环境和维护状况,提高了资源回收率和巷道系统可靠性。现场应用效果表明,新的布置方法有效控制了两侧采动支承压力作用下煤柱内巷道围岩变形。     

五阳煤矿孤岛综放工作面合理护巷煤柱宽度研究

为确定五阳煤矿"孤岛"综放工作面合理护巷煤柱宽度,控制回采巷道变形破坏,以7603工作面为工程背景,采用三维有限差分软件FLAC3D,对不同护巷煤柱宽度条件下的回采巷道围岩应力分布和塑性区发育特征进行了模拟分析,结果表明:该工作面合理的护巷煤柱宽度为22.5m。     

复杂条件下煤柱回采技术应用研究

随着矿井服务年限的增加,开采深度不断加大,回采条件日趋复杂,煤层瓦斯含量增加,治理难度加大,影响到巷道掘进速度;合理布置采区煤柱回采,一方面能有效缓解采面接替紧张的局面,另一方面可提高资源采出率,减少资源浪费。该工作面位于平煤十矿向斜轴部及附近,地质条件极其复杂,落差大于1 m 的断层6条,且工作面为采区煤柱,回采区域内老巷达28条,且老巷位置复杂。针对采区煤柱工作面的回采难题,研究了工作面过多种复杂条件老巷、上隅角瓦斯管理、煤柱工作面支护等技术,在过老巷、上隅角瓦斯治理、两巷高应力条件下加强支护等方面积累了一定经验。     

某煤矿3411工作面窄煤柱留设可行性分析

为考察某煤矿3411工作面与3408工作面之间留设10 m宽窄煤柱的合理性,结合工况条件设计了矿压观测方案。观测结果表明：3411工作面运输顺槽在与3408工作面相向采掘阶段,巷道变形量较大,但可以满足生产对巷道断面的要求;在进行适当支护的条件下,巷道顶板未出现明显的离层现象,巷道围岩基本稳定,巷道锚杆(索)支护状态良好,围岩变形得以有效控制。综合研究表明：在该矿3411工作面与3408工作面之间留设10 m宽窄煤柱的方案在进行适当支护的条件下具有可行性。     

孤岛工作面小煤柱沿空掘巷施工技术优化与实践

为解决孤岛工作面回采巷道掘进施工期间瓦斯治理、巷道支护维护、灾害治理等难题,针对孤岛工作面沿空掘巷技术特点,通过理论分析,并结合矿井以往的施工经验,确定留设2 m小煤柱沿空掘巷的优化施工方案,并在此基础上开展运输设备优化、主动被动支护结合、巷内刚性巷及巷旁柔性支护联合支护体系。在陈四楼煤矿2515回采巷道施工中的成功实践,为同等地质条件下的孤岛工作面回采巷道的安全高效掘进提供依据。     

灰岩顶板巷道小煤柱尺寸确定及支护技术研究

辛置煤矿东四左翼采区开采10号煤层,基本顶为K2灰岩,为提高资源回收率,工作面间留设小煤柱。在地质力学参数测试和分析的基础上,理论分析和数值模拟确定了工作面合理小煤柱尺寸,设计了高预紧力锚杆锚索巷道支护方案,进行了现场试验。试验结果表明,6 m小煤柱设计宽度合理,巷道围岩应力较低;掘进期间锚杆锚索预紧力高主动支护效果好,锚杆锚索受力稳定,回采期间巷道两帮变形量可控,能满足工作面安全、高效开采的需求。     

厚煤层留窄煤柱沿空掘巷巷道支护设计

针对某矿2502采区250206上工作面轨道巷,提出采用留窄煤柱沿空掘巷技术进行采掘。通过FlAC3D建模分析留设窄煤柱掘巷支护的方案,理论上研究了锚杆、锚索各个参数对巷道围岩变形控制的影响,确定了最优的参数。通过对250206上工作面轨道巷进行现场应用,对巷道围岩多个测点进行数据监测,证明采用最优参数支护对巷道围岩起到了很好的支护效果。     

煤柱内沿空掘巷技术在余吾煤业的应用研究

以潞安集团余吾煤业S2206工作面瓦排巷沿空掘巷工程项目为研究背景,利用数值模拟的研究手段进行巷道掘进及工作面回采期间巷道围岩应力与巷道围岩变形破坏特点、煤柱稳定性、支护与围岩相互作用关系等方面的研究,根据巷道变形量确定了合理的煤柱宽度及巷道支护参数,并取得了良好的现场应用效果。     

留底煤掘进双巷布置大采高工作面巷间煤柱尺寸优化研究

确定巷间煤柱合理尺寸是保证留底煤掘进双巷布置大采高工作面安全、高产与高效的关键所在。以某矿122106大采高工作面沿底掘进胶运巷和辅运巷之间的护巷煤柱为工程背景,对工作面生产地质条件展开现场调研,同时原位测试巷道围岩地质力学参数。基于上述原始数据理论,估算出煤柱极限强度与合理的煤柱宽度范围,通过数值试验研究手段,分析初步选定宽度煤柱条件下,二次回采阶段巷道围岩及煤柱内部应力、位移和塑性破坏特征。结果表明:煤柱的极限强度为50.48 MPa,合理的煤柱宽度为19.24~29.28 m。煤柱宽度20 m时,煤柱内塑性区是2个独立的区域;当煤柱宽度达到一定程度后,接续面回采对上个工作面侧煤柱应力影响较小,主要是对本侧煤柱影响较大;靠近煤柱侧顶板和帮部变形较大,垂直位移最大值集中在巷道肩角位置,顶板出现不均匀下沉;煤柱核区内垂直应力均小于其极限强度,能保证稳定;煤柱最大垂直应力集中在两侧,靠近采空区的位置,煤柱中部存在较明显的应力下降区域。     

厚煤层开采合理煤柱留设探讨

为了能够对厚煤层资源充分的利用,研究了采用窄煤柱护巷技术提高特厚煤层的采出率。文章以国外孟巴矿特厚煤层地质条件为背景,采用FLAC2D数值模拟软件分析了该矿不同宽度煤柱内部Y方向应力与位移分布情况,理论分析可知留小煤柱与宽煤柱对巷道起到保护的作用基本一致。在1210工作面掘进巷道中留设5m的小煤柱和30m的宽煤柱进行现场工业性实验,通过KBD5电磁辐射采集的数据分析知宽窄煤柱范围内煤柱均处于稳定状态。     

高水材料巷旁充填沿空留巷技术应用研究

煤矿沿空留巷具有提高煤炭回采率、减少掘进巷道工程量和利于采掘接替等优势。常村煤矿为减少巷道成本,缓解采掘压力,采用高水材料巷旁充填技术替代小煤柱护巷,根据现场条件,高水材料水灰比为2∶1,巷旁充填宽度为1 m,并辅以巷道补强支护、超前加固技术保证沿空留巷效果,实施后,工作面实现无煤柱开采,减少巷道掘进量,一条沿空留巷就为矿井节约成本700余万元,为矿井高效生产提供了保障。     

特厚煤层沿空掘巷窄煤柱留设及支护设计

王洼二矿110507工作面采用留窄煤柱沿空掘巷的工艺进行巷道的掘进。为确定煤柱留设宽度及支护方式,通过理论计算和FLAC 3D软件模拟,建立110507工作面沿空掘巷模型,探究不同宽度窄煤柱护巷时回风顺槽的围岩应力及变形规律,得到该工作面沿空掘巷煤柱合理的宽度为6 m,并提出锚网索联合支护的支护方式。通过现场布置观测站进行监测,发现巷道掘进过后40 d基本趋于稳定;变形稳定后煤柱帮深基点的最大变形量为124 mm,实体煤帮深基点的最大变形量为50.1 mm,巷道两帮移近量均在200 mm左右,顶底板移近量均在100 mm左右。围岩变形量及围岩深部位移均控制在允许范围内,巷道支护设计合理,能够满足顺槽的正常掘进作业和运行。