预裂爆破技术在切顶卸压沿空留巷中的研究与应用

针对祁东煤矿采掘接替紧张、煤层顶板坚硬等问题,采用深浅孔相结合的预裂爆破成缝技术在7135工作面风巷沿空留巷,并进行工业性试验。试验结果表明:成缝长度超过孔深85%,对称裂缝明显,成缝率达到87%时,深浅孔结合的预裂爆破能够在顶板中形成超长定向裂缝,达到预裂爆破切缝的目的;沿空留巷后巷道两帮和顶板变形较小,两帮移近量平均为130 mm,顶板下沉量平均为140 mm,成巷效果良好,满足安全生产。     

预裂切顶卸压技术在王庄煤矿6212工作面的应用

王庄煤矿6212工作面与6208工作面相邻,两工作面之间留设5 m保护小煤柱,6208工作面回风巷受6212工作面采动影响,顶、底板最大移近量约1 502 mm,两帮最大移近量约2 087 mm,巷道变形收缩严重。通过对6212工作面回风巷进行预裂切顶卸压,6208工作面回风巷顶、底板平均移近量减小了53.92%,两帮平均移近量减小了56.97%。实践证明:采用预裂切顶卸压技术可以有效控制6208工作面回风巷围岩的变形,保证巷道稳定,减小工程维修量。     

厚煤层深孔爆破切顶沿空留巷围岩控制技术研究

为解决古城煤矿N1302工作面切顶参数与充填墙体参数不合理的问题，基于深孔爆破切顶卸压的原理与技术，通过理论计算确定爆破切顶的高度及角度，利用UDEC数值模拟分析不同切顶高度、切顶角度条件下的巷道围岩变形和应力分布特征。数值模拟结果显示，随着切顶高度的增加，巷道的变形量和充填体的垂直应力先减小后稳定；随着切顶角度的增加，巷道变形量和垂直应力不断增大。综合考虑安全生产和采煤效率等因素，最终确定的切顶优化参数为切顶高度20.5 m,切顶角度20°。现场应用结果显示，切顶后顶底板移近量分别为730 mm和710 mm,两帮移近量分别为450 mm和460 mm,表明通过对顶板进行深孔预裂爆破，可以较好地维护沿空留巷的稳定。研究结果为厚煤层沿空留巷的切顶卸压作业和巷道稳定提供了技术支持。     

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。     

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。     

官地矿12607综采面沿空留巷柔模墙支护技术研究

针对西山矿区官地矿在沿空留巷时,存在开采深度较大、顶板破碎,留巷后顶板形变量大,且煤帮被挤压凸出、底鼓严重的难题,以官地矿12607综采工作面为工程背景,开展了切顶卸压柔模墙支护技术研究。在超前工作面沿空留巷区域借助双向聚能爆破技术对顶板开展预裂爆破,减少顶板应力;伴随工作面持续开采,在距工作面后方煤壁一定区域,构筑混凝土柔模墙支护巷旁,达到有效支撑顶板的目的。现场实践结果发现：处于钻孔内不同深度处存在2条发育较明显的裂缝,说明预裂爆破具有良好的切顶卸压效果;顶板深部和浅部的最大离层量分别为19 mm和7 mm,巷道顶板支护效果良好;两帮移近量和顶底板移近量分别为486 mm和429 mm,巷道围岩变形处于可控区间内,发挥良好的留巷效果。     

综采工作面沿空留巷矿压显现规律研究

为了分析综采工作面沿空留巷矿压显现规律,为沿空留巷巷道围岩控制提供参考,以祥升煤业6201工作面沿空留巷为背景,在沿空留巷巷道内布置多个矿压测站,收集矿压数据进行分析。矿压观测结果表明沿空留巷巷道在工作面回采动压影响下,需经历剧烈变形阶段到逐步稳定,最后达到最终平衡,巷道顶底板最大移近量291mm,两帮最大收敛量为324mm。     

赵庄煤矿23101巷位置选择及支护技术研究

为提高赵庄煤矿煤炭资源采出率,预在23101巷进行迎回采面留小煤柱沿空掘巷技术试验,通过数值模拟分析确定了合理的煤柱宽度为8.0 m,借鉴相关矿井的经验,确定了23101巷的最佳支护方案,现场应用效果表明:掘巷期间巷道顶底板相对移近量最大为72 mm,两帮相对移近量最大为87 mm;工作面回采期间,顶底板相对移近量约为228 mm,两帮相对移近量约为257 mm,围岩控制效果显著,留小煤柱迎回采面沿空掘巷技术应用效果良好。     

沿空留巷巷道围岩变形量的影响因素分析

首先采用灰色关联度理论分析了采深、采高、充填体宽度、工作面长度、煤层倾角、巷道断面大小等因素对顶底板移近量、两帮移近量的影响程度。然后采用正交数值模拟方法对沿空留巷围岩变形量的因素进行了分析。研究结果表明:工作面埋深和巷道断面面积对沿空留巷的围岩变形量具有较大的影响,而采高、煤层倾角及工作面长度对沿空留巷巷道变形量影响相对较小。     

放顶煤软岩巷道柔模混凝土沿空留巷技术研究

以霍尔辛赫矿3605放顶煤工作面为研究对象,针对放顶煤软岩巷道柔模混凝土沿空留巷应用技术采用理论技术、数值模拟、现场试验的方法进行研究。结果表明:柔模墙体支承压力峰值在工作面后方20～60 m,峰值在38～42 MPa.工作面后方45～55 m,顶底板移近量最大速率为21 mm/d,两帮移近量最大速率24 mm/d,确定是由基本顶发生二次破断形成新的应力峰值。顶底板最大移近量为252 mm,两帮最大移近量为195 mm,采用柔模支护、切顶卸压、高压喷射注浆加固底板技术有效控制了围岩变形。     

深部复杂条件下切顶卸压沿空留巷无煤柱开采技术应用研究

为了解决大埋深、高瓦斯、高地温、破碎顶板等复杂条件下的沿空留巷难题,以新集一矿360804综采工作面的轨道顺槽外为研究对象,通过将切顶卸压与柔模支护技术进行集成创新,并进行应用,同时现场对留巷顶板受力情况及巷道变形量进行了监测。结果表明:通过在超前工作面实施爆破切顶,很好地降低了巷道所受应力,巷道顶板所受最大应力约为53 kN;同时柔模墙也起到很好的让压与抗压作用,巷道顶底板相对移近量最大值约为483 mm,两帮相对移近量最大值564 mm,巷道围岩变形在允许范围内,留巷效果良好。     

定向预裂切顶沿空掘巷技术应用研究

为了解决九里山矿沿空掘巷巷道支护压力大、变形量大、支护困难、维修工程量大的问题,基于切顶卸压原理和定向预裂爆破技术,结合九里山矿15091回风巷顶板岩层情况,确定了预裂爆破的深度,采用了双缝定向预裂管有效控制爆破产生裂隙的方向,实现了定向爆破。制定了切顶沿空掘巷施工方案,确定了定向预裂爆破参数及沿空掘巷巷道支护形式与参数,并通过矿压观测,对沿空掘巷成巷效果进行了评价。研究结果表明:采用定向预裂切顶爆破后,成巷不稳定时间由30 d缩短到20 d,短时间内巷道进入稳定期;沿空掘巷巷道两帮移近量最大为326 mm,较未切顶巷道减少了112 mm;顶板最大移近量为135 mm,较未切顶巷道减少了80 mm,巷道变形量明显减少,巷道维修量也大幅减少,取得了较好的经济效果。     

切顶卸压沿空留巷围岩变形规律研究北大核心

沿空留巷围岩剧烈的矿压显现已成为煤矿安全高效生产的瓶颈,切顶卸压作为能够有效降低巷道压力的有效措施之一,受到了越来越多的关注。以王庄煤矿91-101工作面风巷为工程背景,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,研究了新型切顶卸压沿空留巷围岩竖向位移变化规律、应力及塑性区的分布特征,揭示了切顶高度对围岩变形影响规律。研究结果表明:新型切顶技术效果显著,巷道采空侧位移比未断顶时减小了46.7%,最佳切顶高度为19 m;现场沿空留巷顶底板和两帮平均移近量分别为312 mm和128 mm,留巷变形得到有效控制。     

大埋深综采煤层沿空留巷变形联合控制技术

为了解决大埋深综采煤层沿空留巷围岩变形问题，以梧桐庄煤矿182605工作面为工程背景，通过现场调研、理论分析与方案设计，提出了“巷道超前补强加固支护+切顶卸压爆破技术+高水材料沿空留巷巷旁支护”联合控制技术体系，并结合现场实测数据验证了该方案的可行性。工程实践表明：联合控制支护体系实施后，对巷道围岩的变形起到了有效控制作用，截止距离工作面开切眼293 m时，两帮移近量和顶底板移近量呈现先上升后逐渐减小，最终趋于平稳；受损单体液压点柱仅占比4.1%；该技术已成功实施沿空留巷640 m，巷道变形控制在允许变形范围内，整体留巷效果较好。     

顶底双软型薄煤层快速沿空留巷技术研究

针对顶底板双软型薄煤层工作面特殊开采条件,分析了沿空留巷的技术难点与关键技术。采用理论分析与数值模拟方法研究了薄煤层沿空留巷围岩破坏特征及变形规律,建立了薄煤层综采面沿空留巷结构模型,通过方案数值模拟对比分析,揭示了薄煤层综采面快速沿空留巷基本原理,提出"采空区预先垒砌矸石袋,巷道内及时构建胶结充填体和铰接顶梁与单体支柱巷内滞后补强支护"的沿空留巷方案,实现了顶底板双软型薄煤层综采面快速沿空留巷。赵官能源煤矿的工程实测表明:巷道顶板下沉量最大仅为197 mm,底鼓量为83 mm,巷道两帮移近量为327 mm,工作面留巷效率达到18 m/d。     

综放切顶沿空留巷围岩变形特征分析及防治

为了掌握高地应力条件下综放沿空留巷围岩变形与破坏特征，以古汉山矿1604工作面为工程背景，采用理论分析的手段研究分析了综放沿空留巷围岩变形破坏形成机制，并提出采用预裂爆破切缝、强帮护顶等围岩控制措施，总结了综放沿空留巷技术原理，确定了沿空留巷支护参数，最后在现场进行了工业性试验。研究结果表明:沿空留巷巷道整体稳定性好，顶底板最大移近量为240~320 mm，两帮最大移近量为360~410 mm，支护效果良好，成巷效果较好；解决了采掘接替紧张、巷道维护困难的难题，满足了安全生产需要，提高了煤矿生产效率。     

强烈动压影响下的沿空留巷巷道加固技术

为解决强烈动压影响下沿空留巷巷道加固的技术难题,针对新庄孜煤矿66110工作面运输巷受自身工作面及下方仅10 m距离的66109工作面的采动影响及需要沿空留巷的情况,采用理论分析与现场实践的方法分析其破坏特点及影响因素,结合高预应力强力一次支护理论与最新研制的高强度支护材料,提出了巷道的加固方案,确立了合理的支护参数,并成功应用。研究结果表明:采用强力锚杆锚索联合支护系统后,66110运输巷在受到2个工作面采动影响的情况下,工作面前方巷道两帮移近量为210 mm,顶底板移近量为242 mm,分别比原支护巷道降低80%和69%,工作面后方留巷段两帮移近量为406 mm,顶底板移近量为340 mm,巷道变形得到了有效控制。     

高瓦斯矿井高水材料充填墩柱沿空留巷技术

为了改善木垛沿空留巷木料消耗量大、劳动强度高、施工复杂、支护强度较低的问题,高河煤矿采用了高水材料充填墩柱沿空留巷技术,并在E1302回风巷进行了工业性试验。结果表明:木垛沿空留巷顶底板最大移近量为286 mm,采用高水材料充填墩柱沿空留巷技术顶底板最大移近量为188 mm,墩柱最大变形量为65 mm,高水材料充填墩柱沿空留巷技术施工工艺简单、墩柱抗压强度大,可有效控制围岩变形,同时增大巷道通风断面有利于风排瓦斯,防止矿井发生瓦斯事故。     

1226工作面运输巷切顶卸压沿空留巷技术研究

为保障1226工作面切顶沿空留巷技术的顺利实施,通过分析切顶卸压技术原理,将切顶卸压划分为两个区域实施,切顶的高度分别为10m和11m,结合工作面具体条件对切顶卸压沿空留巷技术的方案进行设计,并通过矿压监测验证技术方案的效果。结果表明:运输巷留巷期间顶底板及两帮最大变形量分别为96mm和118mm,保障了留巷围岩的稳定。     

综放工作面沿空留巷围岩控制技术研究

为了解决综放面沿空留巷应用的难题,以常村煤矿S5-11综放工作面沿空留巷为工程背景,分析了综放面沿空留巷覆岩破坏特征,得到了沿空留巷成功应用的关键因素,采用数值模拟的方法,对充填体的稳定性进行了研究,给出了沿空留巷围岩控制关键技术,并对S5-11工作面沿空留巷支护方案进行设计。现场应用表明:巷道两帮最大移近量为430mm,顶底板最大移近量为570mm,充填体变形量为50mm~70mm,巷道断面尺寸基本满足生产要求。该技术方案实现了沿空留巷的成功应用,避免了煤炭资源的浪费,保证了矿井的安全生产。