综采工作面切顶卸压沿空留巷端头及超前支护技术优化

为解决综采工作面运输巷端头及超前支护自移式液压支架破坏沿空留巷顶板锚杆、锚索问题,结合运输巷沿空留巷设计实施方案以及端头、超前液压支架相关技术参数进行论证、计算,从而得出沿空留巷顶板补强预紧力锚索支护强度远大于端头及超前液压支架支护强度,综采工作面切顶卸压沿空留巷端头及超前范围内取消液压支架支护是科学合理的。     

坚硬厚顶厚煤层条件下沿空留巷工艺研究

详细介绍了厚层坚硬顶板综放采煤条件下混凝土充填沿空留巷的工艺,详细分析了留巷的基本支护、超前补强支护和单体临时加强支护技术,特别强调分析了深孔爆破预裂顶板和混凝土模袋挂设工艺;通过现场应用表明深孔爆破切顶、锚杆索支护、巷旁混凝土支护和单体临时支护四位一体的工艺适合此种条件下的沿空留巷要求。对于坚硬厚顶开采厚煤层实施沿空留巷有一定的借鉴意义。     

厚煤层坚硬顶板工作面沿空留巷技术

以新超煤矿90101回风顺槽沿空留巷为工程背景,研究厚煤层坚硬顶板沿空留巷围岩稳定的问题,提出围岩控制的原理和技术:高预应力、适应沿空留巷大变形的巷内基本支护和高支撑阻力、可控制沿空留巷顶底板剧烈变形的巷内加强支护的巷内支护体系;高强度、快速增阻、可缩性好的巷旁充填体,良好的充填区域顶板维护和坚硬顶板的强制放顶卸压的巷旁支护体系。     

龙滩矿沿空留巷顶板突变式变形规律与复合支护切顶技术

针对沿空留巷顶板卸压效果难以保障、围岩控制效果差等问题,以龙滩矿沿空留巷为工程背景,通过对沿空留巷顶板变形规律进行全过程监测,揭示了沿空留巷采动影响期间的顶板突变式变形规律,获取了顶板发生突变式变形的关键时机。结果表明:在切顶爆破卸压条件下,测站处沿空留巷顶板最大下沉量虽然在工程允许范围内,但都出现了2次明显的突变现象,主要是超前支承压力的影响和留巷区域顶板悬顶结构失稳分别导致。据此,形成了分阶段复合支护切顶技术,以对抗2次顶板变形突变,第1阶段采用增效锚固切顶长锚索,第2阶段采用切顶支柱与半封闭式小型框式切顶支架。工程监测结果表明,复合支护切顶卸压效果良好,留巷围岩可较好的保持稳定。     

沿空留巷充填区域锚索锚固区内外顶板离层力学分析与工程应用

以兴无煤矿厚层直接顶中厚煤层沿空留巷和余吾煤业综放沿空留巷为工程背景,建立了沿空留巷充填区域锚索锚固区内外顶板离层力学模型,推导得到了沿空留巷充填区域锚索锚固区内外顶板离层量的计算式,确定了充填区域锚索锚固区内外顶板离层量的影响因素及影响规律。结果表明:各支护因素对顶板离层量的影响程度依次是巷内顶板支护强度充填区域临时支护强度充填区域外侧临时支护强度充填区域锚索支护强度实体煤帮支护强度;各几何因素对顶板离层量的影响程度是充填区域外侧宽度充填区域宽度;沿空留巷宽度对充填区域顶板离层影响规律与基本顶在采空区侧侧向破断位置有关。基于此,提出了沿空留巷充填区域锚索锚固区内外顶板离层分区分阶段控制对策,并成功应用到兴无煤矿厚层直接顶中厚煤层沿空留巷和余吾煤业综放沿空留巷中。     

中兴矿1209运输巷水力压裂切顶卸压技术实践

针对中兴矿1209沿空留巷工作面回采过程中工作面超前及侧向支承压力影响导致充填墙体强度和留巷支护困难问题,引进水力预裂超前切顶卸压技术,在1209运输巷上方顶板进行超前水力预裂。现场应用效果表明,水力压裂可有效减小沿空留巷围岩变形,可以提高沿空留巷率,降低返修率。     

龙滩矿沿空留巷顶板突变式变形规律与复合支护切顶技术

针对沿空留巷顶板卸压效果难以保障、围岩控制效果差等问题，以龙滩矿沿空留巷为工程背景，通过对沿空留巷顶板变形规律进行全过程监测，揭示了沿空留巷采动影响期间的顶板突变式变形规律，获取了顶板发生突变式变形的关键时机。结果表明：在切顶爆破卸压条件下，测站处沿空留巷顶板最大下沉量虽然在工程允许范围内，但都出现了2次明显的突变现象，主要是超前支承压力的影响和留巷区域顶板悬顶结构失稳分别导致。据此，形成了分阶段复合支护切顶技术，以对抗2次顶板变形突变，第1阶段采用增效锚固切顶长锚索，第2阶段采用切顶支柱与半封闭式小型框式切顶支架。工程监测结果表明，复合支护切顶卸压效果良好，留巷围岩可较好的保持稳定。     

深部沿空留巷顶板变形破坏规律及其控制研究

为解决深部沿空留巷顶板变形剧烈问题,采用FLAC3D数值模拟与工程验证相结合的方法,研究了顾桥煤矿1115工作面轨道巷基本顶从掘进到二次采动超前影响阶段运动演化规律。结果表明:①顶板变形在掘进阶段呈对称分布,一次采动超前影响阶段出现向工作面侧旋转的偏态特征,顶板下沉曲线交点的斜率为7.25×10-4,留巷阶段顶板向采空侧回转下沉,此时的交点斜率增长了6倍,偏态效应显著加强,二次采动超前影响阶段顶板下沉曲线交点的斜率比留巷期间增长了3.2倍,偏态效应有所增加,但以平移下沉为主;②顶板变形量随着留巷进行逐渐增加,掘进期间巷道顶板最大下沉量为69.2 mm。以后每阶段较前一阶段变形量增长了0.99倍、0.82倍和2.13倍,可见沿空留巷顶板变形逐渐剧烈,支护难度显著增加,应统筹对沿空留巷进行支护设计;③提出了保证直接顶完整、各阶段逐级强化和减弱顶板变形偏态现象的深部沿空留巷顶板控制原则,经工程验证可实现消弱深部沿空留巷顶板剧烈变形。     

主动支护下沿空留巷顶板破碎原因分析

在阐述采空区边界处顶板活动规律的基础上,从巷旁支护与煤体之间的匹配、超前支护在巷内的均布程度、超前支护与上位岩层对下位岩层之间的“顶-压”作用,以及不同时期不同方向上的反复扰动4个方面,详细论述了锚杆支护条件下超前主动支护沿空留巷顶板破碎的原因,提出了“匹配协调、力求均布、弱化扰动”的预防原则,并应用于鸡西杏花煤矿东四采区23号煤层右三面下巷中,成功地解决了沿空留巷顶板破碎问题.     

云盖山一矿切顶卸压沿空留巷技术应用实践

为了解决云盖山一矿工作面采掘接替紧张问题,以22202工作面运输巷为例,进行了沿空留巷应用研究,提出了切顶卸压沿空留巷分段式支护技术,并进行了现场应用。应用结果表明:采用切顶卸压技术能有效切断沿空留巷顶板,待工作面推进后,沿空留巷顶板沿着切缝线断裂;采用三段式支护巷道,有效控制了沿空留巷围岩变形;切顶卸压沿空留巷技术应用后,现场留巷效果较好。     

石灰岩顶板沿空留巷支护技术

为深入研究石灰岩顶板条件下沿空留巷技术,针对石灰岩顶板具有悬顶大和缓慢下沉的特点,建立了沿空留巷切顶力学模型,定量设计了锚索与单体支柱联合切顶支护参数.实践表明,该支护方式能够有效保证石灰岩顶板沿空留巷切顶与支护,效果十分明显.     

坚硬顶板条件沿空留巷技术研究及应用

 针对坚硬石灰岩顶板的特点,采用理论分析、数值模拟等研究方法对坚硬石灰岩顶板条件下沿空留巷技术进行了研究。通过对巷旁充填沿空留巷方法与人工放顶卸压沿空留巷方法的可行进行分析,确定了巷旁采用强制放顶的沿空留巷方法,设计了支护方案;通过数值模拟研究,分析了巷旁人工放顶条件下沿空留巷围岩应力分布规律,得出了巷道围岩变形规律,论证了放顶卸压法沿空留巷的可行性;通过工业性试验,得到了石灰岩顶板条件下沿空留巷矿压显现规律。     

小面积薄煤层炮采工作面沿空留巷支护方法研究

为了安全高效回采小面积薄煤层,针对现场条件,设计工作面留巷方式为沿空留巷,沿空留巷支护方案由巷道支护方法和采空区侧落顶法组成。通过矿压观测,评价留巷效果,锚杆测力计的观测结果也说明了巷道两帮和顶板在超前支承压力的作用下没有明显的塑性变形。     

沿空留巷锚杆（索）主动支护巷道顶板离层分析

顶板离层是沿空留巷锚杆和锚索支护巷道最大的安全隐患之一,如何有效进行巷内锚杆（索）支护和巷旁支护,是消除巷道安全隐患最有效的措施之一。文中分析了沿空留巷与实体煤巷和沿空煤巷顶板离层形成原因的异同,建立了锚杆（索）主动支护沿空留巷的离层临界力学模计算型;在此基础上,通过简化计算,得出沿空留巷顶板岩梁平衡公式,求解了沿空留巷顶板离层临界值数学表达式;最后根据四川达竹金刚煤矿3117工作面的地质条件,试算了沿空留巷顶板离层值,并在该工作面沿空留设的运输巷进行现场顶板深基点离层实测,实测结果吻合了建立的沿空留巷顶板离层表达式的计算结果,并详细分析了巷道各测区顶板离层的发育规律。为同类型的沿空留巷锚杆（索）支护巷道的工作面沿空留巷的安全留设提供了参考经验,为巷道顶板离层临界值的估算提供了理论计算和实践检验。     

坚硬顶板无煤柱开采支护及工艺研究与应用

同忻煤矿三盘区开采山2号煤层,顶板坚硬,采用无煤柱连续开采,在首采8301综采工作面对切顶预裂爆破卸压、补强支护、挡矸支护、开采工艺等综合技术进行了试验研究,并在8306接替工作面采用该综合技术进行了无煤柱开采,均取得了良好的效果.最终确定采用双向聚能爆破技术超前预裂顶板卸压;对沿空留巷顶板在切顶前采用10.3 m长锚索加固支护;采用29U型钢和单体液压支柱并排布置挡矸;沿空留巷顶板支护单体液压支柱支设长度不少于200 m,之后随采随回撤单体,沿走向支设5列单体液压支柱,有效地控制了沿空留巷巷道顶板.     

无煤柱综采工作面沿空留巷支护技术应用

为了保证8201无煤柱综采工作面安全高效回采，提高沿空留巷顶板稳定性，防止沿空巷顶板出现破碎、冒落现象，通过技术研究，合理分析了8201无煤柱综采工作面在回采期间主要存在的技术难题，并对沿空巷（5201巷）顶板提出了预裂爆破切顶卸压技术，并采取了“柔模浇筑+迈步式走向JW型锚索吊棚+桁架锚索支护”联合支护技术，通过实际应用效果来看，切顶卸压技术有效阻止工作面回采应力向沿空巷侧传递，防止了沿空巷顶板下沉、破碎现象；与传统挡矸装置相比，联合支护技术成本费用低、施工工序简单，有效起到了挡矸护顶作用，而且有效防止了工作面回采时超前集中应力对沿空巷破坏作用，超前应力区顶板下沉量控制在0.15 m以下。     

厚层灰岩直接顶沿空成巷切顶断裂条件及围岩移动规律研究

基于沿空留巷原理,分析了厚层灰岩直接顶板下巷旁充填沿空留巷和超前切缝断顶卸压法沿空留巷巷道顶板断裂位态,分别建立了2种不同顶板断裂位态下的结构力学模型,推导了巷道顶板支护阻力计算方法。研究表明:当切顶阻力Q≤ql时,巷道顶板沿煤壁内一定深度内断裂,沿空巷道侧向顶板悬臂结构可向沿空巷道围岩传递采场岩梁和上覆岩层移动压力;而当切顶阻力Q≥ql,巷内加强支柱+巷旁切顶墩柱+巷旁切缝的联合切顶作用时,可使得侧向坚硬灰岩顶板沿切缝结构面断裂滑落,实现顶板断裂位态主动控制,降低了坚硬灰岩顶板传递上覆岩层压力的移动变形压力,优化了顶板承载结构和围岩应力,降低了巷旁支护体承受的附加载荷。相关设计方法及研究成果应用到南屯矿厚层灰岩直接顶切顶留巷试验,取得了良好的应用效果。     

梁北矿大采高软煤工作面回采巷道沿空留巷技术应用研究

针对梁北煤矿21011大采高工作面机巷沿空留巷极软煤层、顶板含有硬厚岩层等复杂条件的特点,通过理论分析的方法研究了切顶卸压沿空留巷机理,采用D型聚能管实现超前预裂爆破方式来进行切顶卸压,减小沿空留巷的悬顶长度,降低了留巷的压力,同时利用柔模混凝土技术进行巷旁支护,并对留巷的加强支护参数进行了设计。矿压监测表明,滞后工作面90 m以后巷道变形基本稳定,顶底板变形量约为240 mm。     

薄煤层坚硬顶板工作面沿空留巷技术实践

为选择合理的沿空留巷巷旁支护方式和参数,基于北徐楼矿薄煤层坚硬顶板地质技术条件,通过对比分析3种沿空留巷方案,选取在巷内采用工字钢棚加单体支柱支护、巷旁垒砌矸石带加强支护的方法进行沿空留巷,并优化设计了留巷参数,当梯形棚间距为0.8 m,矸石带宽度为3m时能够有效地解决了坚硬顶板难切顶问题,通过留巷试验,工作面超前明显影响范围为16.3 m,巷道断面收缩率平均为19.78%,能够满足下个工作面生产的要求。     

直覆厚硬顶板沿空留巷巷旁支护方式研究

巷旁支护体成功切顶是直覆厚硬顶板沿空留巷成功的关键。通过建立沿空留巷上覆岩层结构力学模型,分析了不同巷旁支护方式下顶板破断结构,得到了强力切顶支柱能够减小顶板悬露长度;在上述研究的基础上,以某矿10106工作面沿空留巷为背景,采用数值模拟方法分析了2.4 m和3.0 m充填体、强力切顶支柱巷旁支护时支护体的应力状态及巷道围岩变形特征,得到了强力切顶支柱是具有高初撑力、高阻让压和恒定支护阻力的支护体,能够及时切顶,保证留巷稳定。现场监测表明,强力切顶支柱能够保证较好的留巷效果,满足安全生产的需要。