薄煤层无巷旁充填沿空留巷技术研究

为解决无巷旁充填沿空留巷支护难度大的问题,通过理论分析巷道围岩结构及沿空留巷支护原理,采用单体支柱代替木密集支柱,并配合十字铰接顶梁的支护方式,使矸石流入巷道自然形成巷旁矸石垛支撑巷道顶板,并对支护参数进行设计,且简化了施工工艺。实践结果表明：该支护手段效果显著,沿空留巷顶底板和两帮最大变形量分别控制在800和600mm以内,无巷旁充填沿空留巷效果达到了预期要求。     

混凝土浇筑巷旁充填技术在沿空留巷中的应用

该文以徐矿集团三河尖煤矿72202工作面轨道巷沿空留巷为工程实例,研究了顶板运动规律对巷旁充填体的性能要求,同时对现场混凝土浇筑巷旁充填技术的施工工艺进行了设计,提出了混凝土充填机加预留变形量的沿空留巷方案。经过现场工程实践应用,最终沿空留巷段最大帮部累计最大变形量为500mm,顶底板累计最大移近量为400mm,留巷效果较好。     

柔模混凝土沿空留巷技术研究与应用

为保证坤龙煤业4102工作面第一辅助进风巷采用沿空留巷时,其围岩能够保持稳定,本文依据沿空留巷巷内支护原理,结合4102工作面地质情况,确定了沿空留巷的巷旁充填体宽度为1.2 m,设计了留巷时围岩控制技术各项参数,并在4102工作面进行了现场实践。矿压监测结果表明,留巷期间顶底板及两帮的最大移近量分别为398 mm和318 mm,沿空留巷能够满足安全使用要求。     

无煤柱沿空留巷支护技术

以河北某矿2408工作面运输平巷为工程研究背景,分析无煤柱沿空留巷变形破坏规律,提出了沿空留巷的控制机理。结合地质生产条件,采用FLAC3D数值模拟对比分析了一般支护条件与加强巷帮支护条件下留巷围岩的变形规律:帮高强高预紧力锚索可以大大降低围岩变形量,缩小围岩塑性区。矿压观测结果:留巷在接受二次采动影响后,顶底板最大移近量为471 mm,两帮最大移近量为315 mm。     

综放工作面柔模沿空留巷围岩控制技术

针对综放开采沿空留巷巷帮煤柱破碎,巷道围岩变形量大,巷道稳定性差的问题,以高河矿W4301工作面为背景,分析了沿空留巷围岩结构特征,提出端头铺设金属网、架后及时打设木点柱和单体柱的切顶和挡杆技术,以及巷道超前顶板锚索补强、密集钻孔切顶、施工柔模混凝土墙充填支护体、架棚支护和煤柱侧巷帮注浆加固综合围岩控制技术。试验表明:充填支护体和锚索受力较为稳定,充填支护体和锚索能够有效承载,沿空留巷巷道两帮最大移近量为207 mm,顶底最大移近量为231 mm,围岩变形不大,控制效果较好。     

高瓦斯矿井大断面煤巷沿空留巷技术研究与应用

以高瓦斯矿井屯兰煤矿大断面煤巷沿空留巷为研究对象,建立了沿空留巷围岩结构模型,分析了沿空留巷巷旁充填体的作用机制,提出了巷内基本支护采用锚杆索配合钢梁、金属网联合支护,巷旁采用混泥土膏体材料充填,以及充填体锚带网外加固、钢筋网内加固和注浆密封的沿空留巷围岩控制技术。井下实践结果表明:沿空留巷顶板离层最大值为40mm,顶底板移近量最大为17cm,两帮移近量最大值为25cm,工作面上隅角瓦斯浓度为0.45%~0.75%,实现了高瓦斯矿井大断面煤巷沿空留巷技术的成功应用。     

两硬薄煤层沿空留巷巷旁充填支护技术

为了解决两硬薄煤层开采过程中半煤岩巷掘进量大的问题,实施沿空留巷巷旁充填支护技术。通过沿空留巷支护机理理论分析,确定了巷道加强支护的方案,开发出高效充填材料,对巷旁充填体支护参数进行了优化设计,并简化了沿空留巷施工工艺。实践结果表明:该支护技术效果显著,充填体能够密实接顶,接顶率不小于95%,充填体初凝时间小于40 min,早期抗压强度可达到2 MPa左右,具有一定可缩量,沿空留巷两帮和顶底板最大移近量分别控制在123和114 mm以内,沿空留巷巷旁充填支护效果达到了预期要求。     

切顶卸压巷旁U型钢棚支护沿空留巷技术研究

为了减少煤与瓦斯突出矿井煤巷掘进工程量,保证矿井正常接续,针对云盖山煤矿一矿“两软一硬”不稳定煤层地质条件和矿井单一综放工作面组织生产,以矿井22202综采工作面切顶卸压巷旁U型钢棚支护沿空留巷为研究对象,提出了中厚煤层巷内基本支护采用锚索网+钢带、巷旁支护采用36U型钢棚支护的沿空留巷围岩控制技术。实践监测结果表明:沿空留巷顶板最大离层量115 mm,中线至巷道上帮（老空侧）、下帮最大移近量分别为24,207 mm,留巷效果显著。此沿空留巷技术避免了对采面正常生产的影响,对建设“一矿一面”安全高效矿井具有重要意义。     

古汉山矿综放面切顶沿空留巷采空区帮控制技术

基于煤矿采掘接替紧张、巷道围岩控制困难等难题，以古汉山矿1604工作面为研究背景，提出切顶卸压沿空留巷技术。对沿空留巷采空区帮控制原理及围岩运动特征进行了理论分析，形成了切顶卸压沿空留巷无煤柱开采技术采空区帮稳定性控制体系，并在现场进行了工业性试验。研究结果表明，采用高强预应力锚索补强顶板、单体柱π梁支撑顶板及可伸缩工字钢挡矸防护等联合支护体系可行；实体煤帮最大移近量为276 mm，采空区帮最大移近量为216 mm，顶板最大移近量为225 mm，底板最大鼓起量为164 mm，采空区帮挡矸防护体系变形不明显，留巷变形在合理范围内，留巷效果良好，可为类似条件下的切顶沿空留巷工程提供借鉴。     

薄煤层巷旁充填沿空留巷技术

以某矿21201综采面运输巷为研究对象,选择了充填材料,对巷旁充填体的宽度进行了理论分析和数值模拟,确定了巷旁充填体的合理宽度为1.8 m;对设计方案进行了工业性试验,观测了留巷期间巷道变形情况.经现场观测,巷道变形稳定后,顶底板最大移近量为168 mm,两帮最大移近量为114 mm,除地质构造处受断层影响有较大变形外,其他部分均无大的变形、破坏现象.试验结果表明:既定的沿空留巷方案安全上可靠,经济上合理,所留巷道在小修情况下即可满足二次使用要求,取得了良好的留巷效果.     

窄高水材料巷旁充填沿空留巷围岩偏应力演化及控制

为了解决高水材料窄巷旁充填沿空留巷围岩破坏严重及难以控制的问题,以登茂通公司2202综采工作面1.4m窄高水材料巷旁充填沿空留巷为工程背景,基于实验室实验测试了水灰比为1.6∶1高水材料的强度特征,通过数值模拟及现场工程试验研究了高水材料窄巷旁充填沿空留巷围岩偏应力分布规律及其失稳破坏机制。结果表明：①随着超前工作面距离的不断增加,偏应力峰值带位置逐渐发生偏转,偏应力峰值大小逐渐减小,越靠近工作面采动影响越剧烈|②超前工作面40m范围内的巷道围岩偏应力峰值带主要集中在巷道右上肩角与左下肩角,超前工作面距离大于50m时的围岩偏应力峰值带主要集中在巷道顶底板围岩深部处,且近似呈对称状分布|③工作面回采且留巷完成后,留巷围岩偏应力峰值主要集中于实体煤帮与实体煤侧顶板处,支护时需保证锚索杆体穿过实体煤帮及顶板围岩偏应力峰值带位置。基于此提出高水材料窄巷旁充填沿空留巷围岩采用“顶板全锚索支护+巷内三排单体支柱+实体煤侧补强锚索加固+巷旁高水材料充填墙”对拉预紧锚杆并辅以单体柱护墙+采空区侧单体柱撑顶并辅以锚杆加固顶板的分区域非对称综合控制技术,通过现场工程实践证明了留巷围岩控制技术的合理性,保障了高水材料窄巷旁充填沿空留巷的稳定性。     

高水固化材料巷旁泵充填沿空留巷在单一煤层中的应用

为了满足我国煤炭生产日益发展的需要,克服以往沿空留巷技术存在的不足和弊端,针对沿空留巷需经两次采动影响,矿压显现强烈,顶底板及两帮移近量大等特点,我们与中国矿大北京研究生部共同在鹤壁矿务局一矿1807回采工作面下顺槽,采用中国矿大北京研究生部研制的高水固化材料和插底式矿工钢梯形可缩性支架及鹤壁矿务局研制的套装式矿工钢梯形双向可缩性支架作为巷旁支护材料和巷内支护材料,进行了高水固化材料巷旁泵充填沿空留巷新技术的工业性试验。1807工作面下顺槽充填工作于1990年12月24日起到1991年8月底结束,共充填395m。该地区由于受向斜轴的影响,1807工作面下顺槽留巷后仍作为下区段1808工作面的下顺槽使用。从1991年9月5日1808工作面回采开始,截止到1991年11月10日,已沿走向推进95m,留巷经两次采动影响,状况     

沿空留巷围岩变形特征与控制技术研究

沿空留巷受两次工作面采动影响,巷道变形量大,为了研究沿空巷道围岩变形规律和控制技术,本文采用FLAC3D模拟上煤层回采后,本煤层一次回采巷旁充填、二次回采时应力位移变化情况。由模拟可知,伴随回采工作面的推移以及构筑巷旁充填体,工作面后方覆岩逐渐垮落,距后方100m后,上覆岩层基本稳定。采用锚网索支护和注浆加固提高沿空巷道承载能力,通过监测围岩变形量可知,支护取得了良好效果,能为类似条件下沿空留巷围岩控制技术提供借鉴。     

东曲矿大采高工作面沿空留巷技术应用研究

东曲矿在28210工作面进行沿空留巷技术应用试验,通过理论分析、数值模拟等方法确定巷旁充填体的宽度。现场监测结果表明,两帮移近量最大为554mm,实体煤帮顶底板最大移近量为279mm,充填体帮顶底板最大移近量为376mm,断面收缩率约为22%,达到了预期目标。     

坚硬顶板沿空留巷巷旁支护技术及工程应用

针对沿空留巷坚硬顶板条件,在传统巷旁密集单体支柱切顶支护的基础上,提出了"锚索+单体液压支柱"巷旁主动强力切顶支护技术。巷旁先采用密集单体支柱支护,然后打锚索支护,构成强力切顶结构,待采空区顶板垮落后,将密集支柱回出,支设新的一排柱距较大的单体支柱。通过力学分析得到了巷旁单体支柱和实体煤的支护阻力大小,并对木城涧煤矿六槽东四壁运输巷进行沿空留巷试验。围岩监测数据表明:一次采动后沿空留巷顶底板移近量达125mm,两帮移近量达到52mm;二次采动对顶底板及两帮的移近量影响较小,仅分别增加了40mm、5mm。可见,采用"锚索+单体液压支柱"巷旁支护对坚硬顶板沿空留巷的围岩稳定性具有良好的控制作用。     

薄煤层采空区内切眼原位留巷技术研究

采空区内切眼原位留巷因其断面较大、受动压影响无周期性而不同于传统留巷。五里堠煤业采用双"U"通风,切眼留巷的方案为:掘进时高预应力一次支护,保持顶板完整性;工作面回采后进行木柱和料石墙巷旁支护;最后进行爆破切顶,减小应力集中。井下试验表明,留巷过程中切眼经受强烈动压影响,顶板下沉450mm,外帮移近300mm,围岩完整性较好,留巷取得成功。     

深井孤岛煤柱工作面沿空留巷支护技术研究

以车集煤矿深井孤岛煤柱工作面为工程背景，探究深井高应力孤岛煤柱工作面沿空留巷充填体—围岩变形机理；构建沿空留巷围岩力学结构模型，计算出沿空留巷支护所需充填体的宽度及强度，并通过FLAC^3D软件模拟、现场监测验证了充填体宽度和强度的合理性。研究结果表明：孤岛煤柱工作面沿空留巷采用高水充填材料巷旁充填技术，以充填袋成形方式进行充填，可使充填体有效接顶；采用“锚杆锚索联合支护+巷旁充填体”方式进行煤柱中巷支护时，合理的充填体宽度为4.0 m,应力达到8.0 MPa时巷道变形趋于稳定。现场监测结果表明：23下工作面开采30 d内，煤柱中巷最大顶板下沉量不超过50 mm,充填体帮部变形不超过40 mm;回采结束后30 d内，顶板下沉量不超过20 mm,充填体帮部变形量最大为348 mm,煤帮变形量较小，最大处为150 mm,沿空留巷效果良好。     

墩柱式沿空留巷技术研究

为解决济宁二号煤矿工作面回采距离短、掘进速度慢、采掘接替紧张的难题,通过采用墩柱压力试验、建立力学模型、理论计算及现场试验方法,创新性地提出采用墩柱结构进行沿空留巷。结果表明:墩柱能够满足留巷强度要求,切顶所需压力为21.96 MPa;当钢管内砂石质量配比为1.0∶1.6时,墩柱式沿空留巷效果最好,墩柱既能保持较高强度,又具有良好的可缩性;矿压观测结果显示顶底板移近量最大为596 mm,两帮移近量最大为299 mm,能够保证沿空留巷的稳定性。     

两硬薄煤层沿空留巷稳定性研究

为解决两硬薄煤层条件下沿空留巷难度大的问题,以姜家湾煤矿为研究对象,提出了巷内采用协调让压支护、巷旁采用抗压和让压结合的支护方式,给出了恒阻让压锚杆(索)让压曲线及高分子让压膨胀材料和抗压材料的配比,经分析确定巷内采用18 mm×2 400 mm的让压锚杆和17.8mm×8 000 mm的让压锚索支护,巷旁采用2 m宽高分子让压膨胀材料和抗压材料支护方案。应用结果表明:巷道顶底板和两帮最大移近量分别为255、249 mm,巷道断面最大收敛率为15.0%,确保了两硬薄煤层沿空留巷的稳定性。     

再论我国沿空留巷技术发展现状及改进建议

在2006年发表的《我国沿空留巷支护技术发展现状及改进建议》一文的基础上,总结了21世纪以来我国沿空留巷技术的新发展,包括巷旁充填的施工工艺与方法,由高水、膏体充填发展为柔模墙体及超前柱式支护,使得支护强度和隔绝密闭性有了极大地提升,并且具有了一定柔性以适应顶板的下沉;经过20余年的发展,沿空巷道巷内基本支护具有了高预紧力、高强度、高刚度和大延伸率的特性,能够有效控制巷道围岩的大变形,实现及时主动支护,并普遍辅以单体支柱作为巷内补强支护,进一步保持围岩的稳定性与完整性;统计分析了部分沿空巷道的支护形式及留巷效果,愈发说明了沿空留巷的成功与否是巷旁支护和巷内支护共同作用的结果。介绍了无巷旁充填切顶卸压沿空留巷新技术,包括卸压原理、切顶方法、切顶参数及切顶后巷内的支护方式及其工程应用等。阐述了近年来我国在沿空留巷理论研究方面取得的新成果,包含充填体的切顶阻力和支护阻力,充填体与围岩之间的相互作用关系及受力变形特征,切顶卸压沿空留巷的围岩活动规律及其与支护体之间的相互作用关系等。指出了我国沿空留巷技术在巷旁支护、巷内支护及相关理论研究方面存在的技术问题与科学问题。最后从支护设计、围岩控制、研...