厚煤层巷内预构混凝土充填带开采技术

为解决厚煤层内煤炭开采存在的资源浪费和支护问题,总结了沿空留巷和沿空掘巷技术,结合深部厚煤层开采特有的围岩特性,探讨了巷内预构混凝土充填技术在厚煤层中的应用。研究中表明,在工作面前方靠近下区段大巷内沿未采煤帮一侧预构混凝土充填带,在准备下区段工作面时,沿充填带掘进巷道,实现了无煤柱开采,同时解决了采空区对工作面干扰的问题。预构充填带因其初期强度高、密实度高、支护阻力强的特点,完全能够适应巷道围岩支护要求。在某煤矿3302工作面的实践过程中,顶底板最大移近量为13 mm,两帮最大变形值为58 mm,同时采空区也得到了密封,具有较好的推广应用价值。     

软弱顶底板沿空掘巷围岩控制技术

在现场调查和理论分析的基础上,根据最小应力原理确定了东怀煤矿3I01工作面进风巷沿空掘巷小煤柱宽度.同时,针对软弱顶底板条件下沿空掘巷小煤柱护巷围岩变形特征和应力场分布特点,提出了以控制"大结构"稳定为核心的锚杆、金属网、H型钢带、锚索和桁架锚索的非对称联合支护技术.通过数值模拟和现场应用验证了小煤柱宽度的合理性以及提出的技术对软弱顶底板沿空掘巷巷道围岩稳定性控制的可靠性,对软弱顶底板条件下的沿空掘巷及其围岩控制技术具有一定的参考价值.     

孤岛工作面窄煤柱沿空掘巷技术应用

正利煤业14-1105孤岛工作面回采巷道面临支护难题,通过理论分析计算及数值模拟、实地应用等方法,设计采用6.0m小煤柱沿空掘巷技术,根据沿空巷遭受力和围岩破坏特点,提出采用新型巷道围岩多圈层高效支护技术,设计详细的支护参数.实地应用情况表明,掘巷期间围岩基本无明显位移,工作面回采期间,顶底板移近量最大值处于0.28-0.33 m,两帮移近量最大值处于0.17～ 0.21 m,巷道表面变形处于合理可控范围内,孤岛工作面小煤柱沿空掘巷技术得到成功应用.     

小煤柱沿空留巷围岩控制应用研究

为保证小煤柱沿空留巷的顺利进行,通过分析掘巷和工作面回采时顶板的应力分布特征,结合巷道实际地质条件,设计了小煤柱和沿空留巷支护方案。小煤柱的宽度为12 m时,留巷后巷道围岩稳定,顶底板最大变形量210 mm,两帮移近量270 mm。     

沿空掘巷围岩稳定性控制方案

为了提高煤炭回采率,甘肃靖远矿区红会一矿1715运输巷道采用沿空掘巷与1713采空区留设窄小煤柱的方式护巷掘进,但是,巷道掘进过程中围岩稳定性控制问题凸显。针对1715运输巷道沿空掘巷留设窄小煤柱围岩稳定性难以控制的问题,根据自然平衡拱理论,计算了巷道两帮及顶板的破坏深度,并以此为基础,结合悬吊理论,设计出了巷道锚杆锚索支护参数,提出了切顶卸压和巷道锚杆锚索联合加固的围岩稳定性控制技术方案,为沿空掘巷窄小煤柱围岩稳定性控制提供了参考。     

大采高采场切顶卸压小煤柱护巷技术研究与应用

为解决大采高工作面强动压影响工况条件下小煤柱沿空掘巷维护难题,以阜生煤矿1102大采高工作面1106沿空掘巷为研究对象,采用理论分析、数值模拟及现场实测的方法,研究采空区侧顶板断裂对小煤柱护巷围岩稳定性的影响。建立了沿空掘巷侧向顶板断裂及煤柱载荷计算模型,得到煤柱载荷与采空区顶板断裂角呈线性递增的关系;基于切顶卸压沿空掘巷原理,提出采用切顶方法来减小煤柱载荷,达到卸压效果;计算得到1106工作面沿空掘巷煤柱宽度为8.0 m,对切顶卸压效果进行了数值模拟分析,认为经切顶处理后小煤柱及巷道煤帮侧应力峰值减小了23%,巷道顶底板及两帮变形得到了有效的控制;对切顶卸压小煤柱护巷技术进行了现场评价,现场应用结果表明切顶后的巷道顶底板移近量最终稳定在377 mm,两帮变形量稳定在242 mm左右,处于可控范围,巷道维护效果良好。切顶卸压小煤柱护巷技术的应用,实现了大采高工作面的安全高效开采。     

沿空掘巷非对称性差异化支护技术研究

针对2103工作面沿空掘巷巷道围岩变形量大,矿压显现明显,煤柱侧与实煤体侧巷道围岩呈非对称变形问题,采用数值模拟分析确定工作面留设煤柱的合理宽度为5 m,同时利用钻孔成像技术对巷道围岩裂隙变化情况进行分析,得出实煤体侧和煤柱侧巷道围岩松动圈范围分别为1.8～2.2 m、1.5～2.4 m,据此提出非对称性差异化支护方案。支护方案优化后,通过对巷道围岩顶底板及帮部位移量变化情况和岩层裂隙发育情况进行监测,监测结果巷道在采用优化后支护方式后,80%锚杆受力在20～60 kN;巷道两帮位移变化量在75～95 mm,巷道顶底板移近量在43～95 mm,巷道围岩裂隙发育大部分集中在距围岩表面深度1.1 m以内。应用结果表明:该支护方案能够有效控制沿空掘巷巷道围岩变形,为类似条件下巷道支护提供了较大的参考价值。     

特厚煤层大采高综放面沿空掘巷支护技术

以塔山矿特厚煤层大采高综放工作面开采技术条件为工程背景,针对采用大煤柱护巷所造成的煤柱损失大、煤柱内应力集中程度大、巷道处于应力增高区支护难度大等问题,提出采用沿空掘巷技术来减小煤柱损失、改善围岩应力环境。对高强度锚杆(索)高预应力支护进行模拟,得出附加预应力场分布规律,通过对比分析确定了沿空掘巷围岩支护形式和参数,试验并分析了巷旁支护对煤柱的加固效果。现场监测结果表明:巷道掘进过程中顶、底板移近量最大57mm,两帮移近量最大64mm;工作面回采过程中顶、底板移近量平均131mm,两帮移近量平均221mm,设计的支护方案较好地控制了围岩移动;巷旁支护可以减小煤柱侧煤壁变形,但造成实体煤侧煤壁变形量增加。     

南煤大阳泉公司8128回风巷道破碎围岩沿空掘巷技术研究

为保障8128回风巷沿空掘巷期间围岩的稳定,根据沿空掘巷力学模型分析,代入回风巷围岩各项力学参数,得出合理的煤柱宽度为5.436~7.248 m,结合沿空掘巷侧向支承压力分布规律,确定护巷煤柱宽度为6 m,根据巷道围岩破碎软弱的具体特征,确定沿空掘巷采用锚网索+钢带+煤柱注浆的支护方案,掘进期间进行巷道表面位移观测验证支护效果。结果表明:巷道掘进期间,顶底板移近量及两帮移近量均较小,在现有煤柱宽度和支护方案下保证了围岩稳定性。     

窄煤柱沿空掘巷技术在赵庄二号井的应用

文章针对赵庄二号井3#煤回采工作面区段煤柱留设宽度较大、煤炭资源回采率低的问题,采用理论计算和数值模拟相结合的研究方法,确定了2325综采工作面2107巷留窄煤柱沿空掘巷时煤柱最佳宽度为8m,并给出了相应的支护方案。现场实测结果表明:当煤柱宽度为8m并采取相应支护措施后,沿空巷道顶底板和两帮最大移近量分别为154.26mm和97.15mm,巷道围岩变形控制效果良好,确保了工作面安全生产。     

东曲矿综采工作面小煤柱留巷支护技术研究

东曲矿4号煤层28203工作面为复合顶板,以往巷道支护设计不科学,导致4号煤层留巷巷道受矿压影响严重变形。根据小煤柱沿空掘巷的围岩控制原理和4号煤层顶底板条件,选定巷道支护设计方案。经过围岩强度测试和数值模拟小煤柱留巷围岩应力分布情况,现场试验结果表明,基于高预应力强力支护原理的巷道支护方案,有效控制巷道顶底板围岩变形。     

深部连续开采充填工作面沿空掘巷围岩偏应力演化与控制

为解决深部连续充填工作面沿空掘巷围岩控制问题，以邢东矿1128运输巷为工程背景，借助FLAC^3D数值模拟软件，探究1126工作面采空区在不同充填率条件下沿空掘巷围岩偏应力分布规律，模拟分析充填开采工作面超前段受开采影响的围岩偏应力演化特征。研究发现：巷道浅部围岩形成环全断面低偏应力区，顶板低值区深度明显小于两帮与底板，低值区外的巷道四边均有一个偏应力高值区；围岩最大偏应力区位于巷道右上部，峰值大于20 MPa,当充填率大于90%时，巷道围岩四周偏应力值逐渐减小且沿巷道两帮呈对称分布；充填开采对超前段巷道围岩形成的高集中应力主要分布在工作面前方0～15 m,巷道顶、底板两尖角处围岩受巷道围岩偏应力影响形成4个“突出变形区”。结合模拟分析结果、锚杆索预应力承载结构及采空区高水材料充填性能，提出巷道围岩“超强锚杆+大直径高延伸率锚索”联合支护技术，并应用于现场工程实践，结果表明该技术可实现对深部连续开采充填工作面沿空掘巷围岩的有效控制。     

综采工作面沿空掘巷巷道合理布置研究

为了确保沿空留巷巷道稳定性,研究了综采工作面沿空掘巷巷道合理布置,理论分析了沿空掘巷煤柱荷载,介绍了沿空留巷巷道布置原则,采用数值模拟软件,研究了沿空留巷煤柱宽度留设对巷道稳定性影响及巷道沿不同层位掘进时巷道垂直应力、塑性区分布以及巷道围岩变形。研究得出,沿空留巷煤柱宽度留设宽度为20 m,巷道沿顶板掘进更容易支护。     

深部沿空掘巷巷道围岩应力状态及现场实测分析

通过分析阳泉矿区深部矿井15号煤厚煤层巷道围岩地质条件、顶底板岩性特征及煤岩体地质力学参数,采用数值模拟方法研究了不同煤柱尺寸条件下沿空掘巷巷道围岩应力和变形特征,并对沿空掘巷巷道工作面侧帮和煤柱侧帮煤柱应力状态进行了动态监测。结果表明,沿空掘巷巷道工作面侧帮和煤柱侧帮煤应力状态差异较大,其中工作面侧帮煤体应力受本工作面回采影响显著,不同深度测点垂直应力变化明显,煤柱侧帮煤柱应力受本工作面和临近采空区双重影响,垂直应力峰值高,应力波动显著。     

基于煤柱应力实测的沿空掘巷煤柱宽度留设与围岩控制技术

针对复合顶板沿空巷道煤柱合理尺寸难以确定及支护困难等问题,以泊江海子矿3-1煤层一面三巷布置的工作面为工程背景,采用理论分析和现场实测的方法,研究工作面回采后煤柱应力的分布规律。现场实测结果表明,工作面回采后煤柱应力沿侧向可分为低应力区和高应力区,低应力区距采空区边缘距离为14.5m,高应力区距采空区边缘距离为14.5～20m,最大应力峰值为29MPa,考虑到煤层裂隙发育、煤壁片帮等因素,综合确定沿空掘巷煤柱宽度为9m。同时结合具体地质条件进行沿空掘巷支护方案设计及矿压观测,巷道支护实践表明,试验巷道采用所确定的煤柱宽度及锚索网支护参数后,巷道围岩稳定,实现了工作面安全高效开采。     

窄煤柱沿空掘巷锚梁网支护实践

通过上区段采空区上覆岩层结构对侧向煤体的极限平衡区和滞后时间的分析,确定沿空掘巷的煤柱宽度和最佳开挖时间,工程实践证明沿空巷道在掘巷和回采过程中围岩变形明显不同,固帮护顶能有效控制沿空巷道围岩稳定。     

高瓦斯矿井煤柱内沿空掘巷围岩稳定性分析

高瓦斯厚煤层综放工作面通常采用双U型巷道布置方式,巷道之间的煤柱留设十分重要。根据潞安集团余吾煤业S1202工作面实际情况,提出了一种称为宽煤柱内沿空掘巷的新型巷道布置方式;通过对综放工作面上覆岩体破断运动规律的研究,认为沿空巷道基本顶弧形三角块结构的稳定是保持沿空掘巷围岩稳定的前提;建立沿空巷道小煤柱力学模型,推导出煤柱内沿空掘巷小煤柱宽度计算公式,最终确定S1202瓦斯排放巷道排巷沿空侧护巷煤柱合理宽度为5m,为潞安矿区类似条件下巷道优化布置提供了依据。     

特厚煤层综放开采沿空掘巷窄煤柱围岩控制

针对某矿特厚煤层综放开采沿空掘巷宽煤柱护巷时带来的巷道变形量大,煤炭损失严重等问题,提出了窄煤柱护巷技术.以该矿8305工作面为工程背景,结合内外应力场理论和极限平衡区理论,得出基本顶断裂线位置距采空区为3m,并最终确定窄煤柱宽度为6m.基于对特厚煤层窄煤柱护巷围岩控制难点分析,提出了顶板以高强高预应力锚杆支护系统、组合锚索支护系统和多锚索-钢带桁架系统的强力联合支护技术,煤柱帮采用强力锚杆支护系统和喷浆加固的围岩控制技术,以及实体煤帮钻孔卸压处理和强力锚杆、锚索支护系统对特厚煤层沿空掘巷围岩稳定性的控制.现场实践表明,5305巷道围岩控制效果良好,能够实现对特厚煤层沿空掘巷围岩稳定性的控制.     

综放工作面回采巷道窄煤柱宽度合理化研究

针对某矿深部采区区段煤柱宽度及巷道支护方案的设计难题,本文首先对区段煤柱的影响因素进行分析,运用深井厚煤层综放工作面窄煤柱沿空掘巷技术,对该矿1303轨道顺槽与上区段采空区之间留设的窄煤柱宽度进行计算,进而设计出1303轨道顺槽的永久支护方案,并进行了实践应用及围岩变形量观测,保障了沿空巷道围岩的有效控制,实现了预期的技术经济效益。     

复合顶板中厚煤层沿空掘巷煤柱宽度研究

将沿空掘巷煤柱宽度按照沿采场边缘的塑性区、煤柱侧帮锚杆支护作用区和安全余量三部分之和作出了初步确定,采用极限平衡理论计算了采场边缘的塑性区宽度,利用自稳隐形拱理论确定了帮锚杆支护作用区,并通过Midas数值模拟获得了最佳煤柱宽度。根据自稳隐形拱理论对沿空掘巷顺槽进行了支护设计,为复合顶板中厚煤层下沿空掘巷支护提供了理论依据。