综采工作面预打切顶眼弱化坚硬顶板技术研究

对综采工作面端头坚硬顶板的弱化机理进行分析,提出巷道预打切顶眼弱化坚硬顶板技术,并进行现场施工。结果表明,巷道预打切顶眼可以很好地对坚硬顶板进行弱化,工作面端头悬顶面积明显减少,获得了较高的经济效益。巷道预打切顶眼技术在治理端头顶板悬顶问题中取得了良好的效果。     

复合灰岩顶板闭合爆破切顶技术研究

邱集煤矿1102工作面顶板为致密坚硬的复合灰岩顶板,基于四周固支岩梁模型,理论计算未切顶前顶板初次垮落和周期垮落步距,发现工作面推采后出现采空区大跨度悬顶等问题。为解决这一难题,分析计算合理悬顶长度,提出工作面深孔爆破闭合切顶技术;拟采用聚能爆破定向断裂顶板形成闭合贯穿裂缝,帮助采空区顶板随推采及时垮落,减小采空区悬顶长度;根据工程地质条件,针对性设计聚能预裂爆破切顶高度、切顶角度和炮孔间距,并推导出合理封堵长度计算公式,形成了一套完整的爆破切顶参数选取方案。经现场试验证明,爆破切顶后,相邻炮孔间裂缝贯通形成闭合切缝面,采空区悬顶沿闭合切缝面及时垮落,复合顶板初次垮落步距从45m降低为24m,周期垮落步距从19m降低为11m,分别降低了46.6%和42.1%,垮落效果良好,可为类似地质条件下解决大跨度悬顶问题提供参考。     

基于深孔预裂爆破的工作面坚硬顶板弱化技术研究

为有效解决慈林山煤矿工作面切眼坚硬顶板大面积悬顶的技术问题,系统分析比较了现有坚硬顶板处理技术,论证了深孔预裂爆破技术的技术经济优势.以15201工作面为试验对象,采用理论计算方法获得了包括压碎圈半径、裂隙区半径和预裂高度在内的影响预裂爆破效果的关键参数;基于工程类比法,确定了科学合理的炮孔布置、爆破方式和装药方式;在...     

近水平煤层大断面巷道支护技术

近水平煤层大断面开切眼导致围岩应力的分布规律发生变化。以寸草塔煤矿为研究背景,通过理论分析开切眼巷道顶底板及两帮的应力分布变化情况。结合现场工程实践与理论分析确定采用"锚杆+桁架锚索+锚网"的支护方案,保障井下工作人员在开切眼过程中的安全。     

大西煤业大断面开切眼支护技术

以大西煤业一采区3101工作面大断面开切眼作为研究对象,在对开切眼顶板岩样物理力学性质分析的基础上,采用理论计算和工程类比相结合的方法对大断面开切眼支护技术进行研究,并采用顶板离层动态监测系统对支护效果进行监测。结果表明,大断面开切眼6组测点的顶板围岩位移均小于40 mm,顶板离层在允许范围内,有效解决了该大断面开切眼的支护问题。     

神农煤业坚硬顶板切眼预裂爆破弱化技术应用

为避免采空区坚硬顶板大面积悬顶造成的安全事故,以神农煤业15101工作面顶板赋存K2石灰岩为工程背景,提出采用预裂爆破方法提前破坏坚硬顶板结构,避免采空区形成大面积悬顶现象。基于此,设计了工作面液压支架布置方案、预裂爆破弱化顶板方案。矿压观测结果显示,采用该技术后,初次来压步距减小了56.6%,初次来压强度降低了7.6%,表明了坚硬顶板切眼预裂爆破弱化技术的优越性和合理性。     

厚煤层大断面切眼稳定控制

以山西某矿厚煤层9m×3.5m大断面切眼为研究对象,阐明了厚煤层大断面切眼的围岩控制特点及锚网索联合作用的机理,采用工程类比和理论分析的方法确定了高强高预紧力及时支护技术的参数.工程实践结果:经过80 d的矿压观测,两帮移近量91 mm,顶底板移近量124 mm,顶板离层量3mm,工程实践验证了该类型切眼支护的指导思想和支护技术的科学性.     

综采工作面坚硬顶板初放及端头悬顶水力致裂控制试验

为解决综采工作面坚硬顶板悬顶难垮问题,山西高平科兴米山煤业在15112工作面切眼及顺槽超前支护段进行了水力致裂顶板试验,通过该试验,较好地解决了工作面坚硬顶板初放及端头悬顶问题。     

综放工作面坚硬顶板预裂爆破技术研究与应用

针对古城煤矿N1303综放工作面开切眼处坚硬顶板易造成大面积悬顶的实际情况,采用现场调查与理论分析等方法,对综采工作面深孔预裂爆破弱化顶板技术进行了研究,合理确定了弱化顶板高度、炮孔间距、倾角与深度等技术参数,为同类条件下的顶板预裂爆破技术的应用提供借鉴。     

厚硬顶板沿空留巷切顶参数优化及围岩控制方法研究

针对厚硬顶板沿空巷道切顶参数不合理导致的工作面悬顶及巷道围岩变形问题，文章采用理论分析、数值模拟与现场监测相结合方法对沿空巷道切顶参数优化及围岩控制方法进行了研究。结果表明：厚硬基本顶未切顶部分所受拉应力大小与切顶高度及切顶角度密切相关，原切顶参数无法满足顶板顺利垮落需求，需合理优化切顶参数；由此确定合理的切顶高度与角度分别为9 m与15°,并提出了巷道顶板“锚杆索+钢筋网+梯形钢筋托梁”补强支护及两帮“锚杆+可缩U型钢+金属网+单体支柱”联合支护方法。通过现场实践，优化后的切顶参数裂缝率达80%以上，沿空巷道围岩控制效果显著，保障了工作面安全高效回采。     

深部大采高超大断面切眼围岩控制技术及其应用

为解决深部大采高超大断面切眼在施工过程中存在顶板下沉量大、两帮变形严重等问题,以平煤股份十一矿己16-17-24030切眼为工程背景,采用理论分析与现场监测方法,提出了切眼卸压减跨控顶与应力损失补偿支护技术,确定了适合大采高超大断面切眼掘进的"二次成巷、二次拉底、二次补充支护"施工工艺,并对施工效果进行检验。结果表明:小断面掘进切眼表面位移较小;二次扩帮其位移量增大,两帮移近量为322mm,顶板下沉量为174mm,并在切眼施工45d左右趋于稳定;该技术能够有效控制深部大采高超大断面切眼围岩变形。     

静态胀裂剂在阳煤三矿预裂顶板中的应用

锚杆(索)联合支护下,造成回采巷道以及扩展到切眼和端头后方顶板不能随工作面推进及时冒落,引起切眼和工作面端头后方较大范围的悬顶,从而造成一系列的安全隐患。阳煤三矿属于高瓦斯矿井,不可以采取爆破方法预裂顶板。本文探讨了静态胀裂剂预裂顶板的机理以及施工工艺,经实践表明,静态胀裂剂在高瓦斯矿井中对坚硬顶板进行弱化处理,使得老顶及时断裂卸压,防止坚硬顶板悬顶面积过大对工作面或回采巷道超前支护段造成强冲击作用。     

厚煤层沿空掘巷水力切顶围岩控制技术实践

针对厚煤层综采工作面留设煤柱沿空掘巷巷道围岩大变形技术难题,以陕西黄陵二号煤矿422工作面回风巷为工程背景,分析切顶卸压围岩稳定控制机理,认为切顶卸压节理为切断应力传递路径、减小悬顶长度、改善应力集中,理论确定了切顶高度及角度等技术参数。结合422工作面生产条件,确定了422回风巷煤柱侧水压致裂切顶卸压技术方案并应用于现场实践。现场监测结果表明,422回风巷采用切顶卸压技术后,两帮收敛量最大为148 mm,顶底板移近量最大为174 mm,有效降低了巷道围岩应力,保证工作面安全高效回采。     

厚层灰岩顶板综采工作面初次放顶实践

针对厚层灰岩顶板工作面初次来压步距大,易引起工作面顶板安全事故的问题,以神农煤业15101工作面为背景,在工作面切眼及两端头顺槽分别布置了爆破放顶钻孔和退锚爆破钻孔。通过矿压观测分析可知,1^#切眼初次来压步距平均为26.9m,工作面上下端头顶板能够及时垮落,悬顶面积不大,达到了弱化顶板的目的。     

刀把式工作面切眼对接阶段煤体采动应力分布规律研究

以云盖山二矿23304工作面为工程背景，对工作面基本顶的破断形式直接影响刀把式工作面由短工作面过渡到长工作面时切眼对接阶段衔接面周围煤体的应力分布和矿压规律进行了研究。采用理论分析结合3DEC数值模拟的方法分析了云盖山二矿23304刀把式工作面1号切眼工作面与2号切眼对接阶段基本顶不同破断形式和覆岩结构特征，揭示了不同岩梁属性对内应力场范围的影响规律。结果表明，侧向关键块B断裂位置对煤体影响程度由小到大依次为：采空区侧、煤壁前方、煤壁正上方，侧向基本顶断裂位置深入煤体6.21 m，内应力场范围约为12.91～14.43 m，煤体弹性模量对内应力场范围表现为负相关且影响最显著。     

三道沟煤矿综采工作面端头悬顶治理方法研究

针对三道沟煤矿85207工作面回采过程中可能存在工作面端头悬顶垮落致灾问题,采用数值模拟与理论分析相结合的方法,对工作面悬顶机理及其治理方法进行了研究。结果表明:工作面回采后,在工作面端头部位形成三角形悬顶区域,理论计算得到顶板极限垮落距为30.6m,一旦悬顶超过极限垮落距,将发生顶板垮落致灾风险;通过对工作面悬顶治理方法进行优选,确定出工作面端头基本顶与直接顶提前断顶为最优治理方法。在此基础上,提出工作面端头提前爆破与浅孔水压致裂相结合的工作面端头悬顶综合治理方案,并给出了工作面端头悬顶辅助治理措施,有效解决了工作面端头悬顶问题,保证了工作面的安全高效回采。     

近距离采空区下大断面切眼支护技术应用

以9101采煤工作面为工程实例,该采面切眼跨度为8 m,且上覆为8~#煤层采空区及煤柱。切眼拟采用分次掘进方法施工,首先掘进巷道宽度4.5 m,后刷扩3.5 m;在掘进期间,通过探测切眼顶板与上覆8~#煤层采空区层间距,再设计切眼顶板支护方案;现场应用后,切眼顶底板、巷帮变形量分别为60 mm、73 mm,实现了近距离采空区下大断面切眼围岩变形有效控制。     

深井大断面软弱厚煤顶开切眼巷道围岩稳定性及控制

针对深井大断面软弱厚煤顶切眼巷道存在的支护难题,以郭屯矿3301大采高工作面开切眼为工程背景,采用数值模拟、理论分析与现场实测相结合的方法,研究巷道围岩变形破坏规律及相应的控制技术,研究结果表明:①切眼巷道围岩依次划分为裂隙贯区、裂隙发育区、微裂隙区,随着切眼宽度增加,裂隙区位增大特征明显,当巷道宽度为12 m时,裂隙贯通区最大高度为2.6 m,两帮裂隙贯通区为1.1 m,顶板裂隙贯通区高度为1.5 m;②大断面、高采掘应力与煤体低强度是深井大断面厚煤顶切眼巷道稳定性主要影响因素,三者相互作用、相互影响,导致顶板和两帮裂隙快速发育进而发生塑性破坏,产生显著表面变形;③结合实际地质生产条件,提出了"高强锚杆支护+大直径锚索支护+单体柱加固"为核心的控制技术,并阐述了其控制机理,现场工业试验验证了支护方案的合理性。     

软底石灰岩顶板沿空留巷综合支护技术

针对软底坚硬顶板沿空留巷悬顶时间长,悬顶距大,底板松软,易造成巷道端头部位支护强度不足及顶板来压时沿下帮煤壁折断问题,提出"提高支护强度,强力实现沿空切顶"的支护理念;设计了单体液压支柱切顶与锚网护顶、混凝土垛切顶与锚网护顶、密集单体液压支柱切顶与锚网护顶3种巷旁支护方案;以滨湖煤矿泥岩底板石灰岩顶板沿空留巷为例,通过数值模拟和现场监测表明锚网+单体液压支柱切顶与锚网护顶为最优支护方案,可有效控制巷道顶板下沉并实现切顶。     

中深孔预爆破技术在特厚煤层综放工作面初次放顶中的应用

以四棵树煤炭有限公司八号井B_51107综放工作面为工程背景,针对特厚煤层综采放顶煤工作面初次放顶容易造成大面积悬顶等一系列安全隐患,对特厚煤层综采放顶煤工作面采用两巷超前中深孔预爆破初次放顶方法及关键参数选择进行了初步探索。在工作面运输巷和轨道巷内向开切眼巷布置炮眼,实施中深孔预爆破。该技术在顶煤回收,消除顶板大面积来压安全隐患以及防止回风隅角瓦斯超限等方面取得预期效果,实现了B_51107综放工作面初采期间的安全、高效生产。