张双楼煤矿92606工作面爆破定向切顶技术研究

张双楼煤矿-750 m西三采区92608工作面材料道在92606工作面回采过程中迎采沿空掘巷,受92606工作面全过程动压扰动影响,巷道变形剧烈,维护难度极大。通过确定爆破定向切顶技术参数,在92606工作面溜子道低帮顶板实施爆破定向切顶技术,有效解决了92606工作面坚硬顶板下隅角悬顶问题,改善了沿空巷道的围岩应力环境,提高了沿空巷道及区段煤柱的稳定性,确保了沿空掘进的92608工作面材料道的完好,满足矿井安全生产的使用,保障了矿井接续。     

迎采沿空巷道切顶防冲护巷技术研究

针对张双楼煤矿深部迎采沿空掘进巷道受采动影响变形与冲击地压双重威胁问题,研究了迎采沿空巷道切顶防冲护巷技术,以张双楼煤矿92608迎采沿空掘进工作面为工程背景,基于关键层理论分析了坚硬顶板破断线位置对相邻巷道稳定性的影响,确定了当92606工作面基本顶的切顶线位于煤柱边缘时,护巷与防冲效果最佳。模拟研究了不同装药直径下应力峰值分布情况,爆破后应力以指数函数形式快速衰减,致裂范围与装药直径呈幂函数正相关关系,以顶板岩石抗拉强度为指标值,确定了爆破切顶的最优爆破技术参数。现场实施与巷道围岩变形监测结果表明:当爆破孔直径为42 mm、间距在0.5～1.0 m、孔深在6～8 m、装药2 kg时,能够有效减小工作面下隅角悬顶长度和迎采巷道围岩变形,并极大地降低了工作面与迎采沿空巷道的冲击危险性。该技术现场应用效果显著,为深部冲击地压危险区域迎采沿空巷道围岩控制提供了借鉴。     

薄煤层切顶卸压沿空留巷技术研究与实践

以东曲矿19109工作面为工程背景,结合矿井煤层顶底板条件对薄煤层切顶卸压沿空留巷技术进行研究与实践,采用双向聚能爆破技术使巷道顶板按预定方向预裂,充分利用矿井周期性来压沿空切顶,降低了对留巷段的应力。切顶卸压沿空留巷技术的成功应用,解决了东曲矿沿空掘巷顶板难于控制和生产接替紧张的问题。     

定向预裂爆破在鹿台山矿沿空留巷的应用

为解决采掘接替紧张、巷道围岩控制较难等问题,以鹿台山矿2202工作面为研究背景,在切顶卸压沿空留巷技术中采用定向预裂爆破的方式切断顶板悬臂结构,采用理论分析、现场试验、钻孔窥视等方法,对定向预裂爆破技术进行了研究分析,得到了在沿空留巷技术中合理的爆破、装药等参数,并在现场进行了工业性试验。结果表明:采用定向预裂爆破技术中可以达到定向爆破的目的,切顶预裂成缝效果良好,能够有效切断沿空留巷中的基本顶,巷道自身的承载力得到提高,能够保障动压影响期间留巷围岩稳定,显著提高了沿空留巷支护的可靠性和安全程度,有利于安全生产,对于类似条件的切顶卸压沿空留巷中爆破参数的选择具有借鉴意义。     

高强度开采条件下巷道切顶护巷技术研究

针对厚煤层、高强度开采条件下的沿空巷道围岩变形严重、维护困难的问题,以布尔台矿42203工作面为研究背景,采用理论分析和数值模拟的方法研究沿空巷道围岩变形特征,提出采用定向预裂爆破技术进行切顶卸压,以保护临近采空区的巷道。基于不同切顶高度条件下的巷道状况模拟结果发现,切顶后明显改善了巷道围岩应力环境,并确定合理切顶高度为21 m,定向预裂爆破钻孔间距为16 m,装药密度12 kg/m,钻孔角度向采空区方向偏15°、向回采帮偏5°;最终在现场进行试验。结果表明,切顶后巷道两帮移近量86 mm,顶板下沉量55 mm;采用切顶护巷技术对沿空巷道起到了较好的保护作用,能够满足安全生产需要,同时也为类似矿井切顶卸压工程试验的实施提供借鉴。     

切顶卸压沿空留巷施工方案优化研究

以2901运输巷为例,对切顶卸压沿空留巷施工方案进行优化,基于2901运输巷工程概况,优化了切顶卸压沿空留巷支护技术,主要为顶板补强及切顶卸压锚索加固技术、巷道临时支护设计及巷旁挡矸支护设计,设计了顶板预裂切缝方案,主要为预裂切缝孔深、双向聚能爆破预裂技术及爆破预裂切缝施工工艺等,并进行了现场巷道围岩监测。研究结果表明,优化后的切顶卸压沿空留巷施工方案可有效指导矿井安全生产。     

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。     

潞宁煤矿沿空巷道顶板大深度切顶卸压技术设计及应用

为了控制沿空侧巷道顶板的强压影响,借鉴现有的沿空留巷切顶卸压技术,结合潞宁煤矿22113工作面的实际生产状况,提出了沿空巷道顶板大深度切顶卸压技术。通过模拟确定22113工作面回风巷的合理切割高度为12 m,爆破间距6 m。实测结果表明,该技术有效的控制了巷道变形和煤柱稳定性。     

韩家湾煤矿切顶卸压沿空留巷技术应用

为进一步提高煤炭资源回收率,以韩家湾煤矿214201工作面应用沿空留巷开采技术为背景,为确保工作面成功留巷,在工作面实施爆破切顶卸压技术实践。结合煤层顶底板岩石物理力学性质,通过理论分析与现场试验确定切顶卸压爆破技术参数,在实施爆破切顶前采用恒阻大变形锚索加强切顶侧顶板支护,之后采用爆破切缝技术定向切顶卸压。现场监测结果表明,爆破切顶卸压之后,顶板能够按照预定的方向切缝,在工作面回采过程中,通过对留巷支护参数及形式的设计,最终所留巷道效果明显,达到了沿空留巷的目的。     

定向爆破技术在沿空留巷中的应用

为解决平煤二矿煤层顶板坚硬而导致回采巷道围岩较难控制的问题，采用D型聚能管定向断裂爆破技术，通过理论分析定向断裂爆破技术原理、现场试验、钻孔窥视等手段，研究了D型聚能管定向断裂爆破技术对控制沿空留巷围岩变形中的积极作用，确定了平煤二矿沿空留巷中合理的爆破、装药等工艺参数，并进行了现场工业性试验。结果表明：采用D型聚能管定向断裂爆破技术可以达到定向爆破的目的，切顶预裂成缝效果良好，能够有效切断沿空留巷中的基本顶，提高巷道自身的承载力，保障动压影响期间留巷围岩稳定，提高沿空留巷支护的可靠性和安全程度，有利于安全生产，对于同类条件下矿井聚能预裂爆破参数的选择有一定的工程参考价值。     

镇城底矿切顶卸压沿空留巷技术研究与应用

以镇城底矿28108工作面为研究背景,结合矿井地质条件对切顶卸压沿空留巷技术进行研究与应用。该技术采用双向聚能爆破技术使巷道顶板按预定方向预裂,充分利用矿井周期性来压沿空切顶,形成对上覆岩层顶板的支撑,降低了对留巷段的应力,通过采用联合支护技术来加强对上覆岩层顶板的支撑,并采用锚网+36U型钢支架将采空区与留巷区隔断。切顶卸压沿空留巷技术在镇城底矿成功应用,提高矿井开采效率,有效解决沿空掘巷顶板难于控制和生产接替紧张的问题,为切顶卸压沿空留巷技术在西山煤电的应用奠定良好基础。     

鹿台山矿沿空留巷围岩变形规律分析及补强支护设计

为缓解鹿台山煤矿矿井采掘接续紧张的状况,同时减少相邻工作面区段巷道掘进工程量,降低掘进工程费用,确保2203工作面顺利接替,对2202工作面轨道顺槽进行沿空留巷试验。根据巷道围岩地质条件,通过理论分析,并结合切顶卸压预裂爆破顶板技术,提出了切顶卸压沿空留巷支护方案。通过连续观测工作面回采期间的巷道围岩变形特征,总结了切顶卸压沿空留巷的矿压显现规律。分析结果对于鹿台山矿沿空留巷实践有一定的参考价值。     

D型聚能管定向预裂爆破技术在沿空留巷中的应用

针对传统沿空留巷方式存在施工工序繁多、经济成本高、留巷效果差等问题,提出D型聚能管定向预裂爆破沿空留巷技术,理论分析了该技术原理,并在现场试验中确定了合理爆破相关参数,同时在王庄煤矿21031进风巷沿空留巷应用过程中,利用钻孔窥视技术和巷道围岩矿压观测分析对该技术进行评价和分析,结果表明:D型聚能管定向预裂爆破技术具有更好的聚能效果,能够提高定向预裂爆破切缝结构面形成和成缝率,且形成的对称裂缝较为明显,有利于工作面采空区顶板垮落,减小工作面顶板周期来压对留巷巷道的影响,巷道围岩变形量均在可控范围内,留巷断面满足工作面安全生产要求,达到了切顶卸压留巷目的。     

一次采全高综采工作面切顶卸压沿空留巷技术

根据塔河矿业榆树泉煤矿1014工作面和巷道概况，采用一次采全高综采工作面切顶卸压沿空留巷技术对其进行开采，在1014工作面采用“恒阻大变形锚索+钢带”加固后，再进行深孔爆破技术预裂顶板沿空切巷，爆破后采用临时和永久支护相结合方式加固支护顶板，最后架U型钢方式进行挡矸。结果表明：该技术可有效降低矿井掘进成本，满足矿井安全生产要求，取得了较好的支护效果和经济效益。     

综放工作面沿空留巷定向预裂爆破技术研究

为了解决矿井在留设煤柱开采时出现应力集中而导致巷道围岩控制难及采掘接替紧张等问题,结合古汉山矿1604综放面沿空留巷的实际地质条件,提出采用定向预裂爆破技术,对厚煤层综放面沿空留巷定向预裂爆破关键参数进行研究。通过分析定向预裂爆破原理,确定切顶高度、切顶角度及爆破钻孔布置间距是确保切顶留巷的关键参数。并对现场不同爆破方式的试验效果作了对比分析。结果表明:合理的定向预裂爆破高度为12.3m,切顶角度α、β分别为15°、60°,爆破孔装药结构为"8+6+4+2";现场实施预裂爆破后,留巷段顶底板移近量平均为624mm,两帮移近量平均为338mm,能够满足巷道后期使用的要求。为厚煤层综放面沿空留巷技术的推广应用提供技术参考。     

破碎顶板切顶留巷采空区顶板垮落特征试验研究

垮落带内含有的坚硬厚砂岩冒落性差,易在沿空留巷实体煤帮的支撑下形成三角板结构,随着上覆岩层的断裂和应力传递,造成沿空巷道采动压力影响剧烈。基于禾草沟二号煤矿1105工作面厚砂岩顶板设计10种不同间距切顶钻孔试验方案进行现场试验,并在相应区域对沿空侧采空区岩层垮落特征进行监测。试验表明,在未爆破区域和爆破区域,采空区顶板岩石垮落时间随炮孔间距的增大而增大,爆破区域沿空侧采空区垮落矸石充填满巷帮时间为非爆破区域的0.4倍,沿空巷道稳定速度更快。在未爆破区域和爆破区域中,沿空侧巷帮垮落矸石块度随切顶钻孔间距的增大而增大,未爆破区域垮落矸石块度最大为1.33 m,爆破区域垮落矸石块度最大仅为0.36 m。在设计方案中,巷道顶板压力与巷道顶底板位移均随切顶钻孔间距的增大而增大,相同间距钻孔,爆破区域巷道顶板压力与巷道顶底板位移均明显小于非爆破区域。根据试验结果,在设计方案中,钻孔间距400 mm、间隔爆破时,切顶效果较好,沿空侧采空区顶板冒落性好、接顶速度快、沿空巷道动压显现较弱。     

深孔爆破切顶卸压控制沿空掘巷围岩变形技术研究

为了解决九里山矿采掘接替紧张导致的沿空掘进的巷道变形严重的问题,对15071工作面运输巷进行了深孔定向爆破卸压的研究与实践工作。通过理论分析、现场试验、矿压观测等手段明确了爆破切顶卸压技术对控制沿空掘巷围岩变形中的积极作用,并研究了爆破、装药等相关参数和工艺。研究结论认为15071工作面运输巷进行的深孔爆破切顶措施对相邻的15091沿空掘进的巷道起到了良好的卸压效果,与未切顶卸压巷道相比,掘进期间巷道围岩压力减小,巷道变形量得到有效控制,支护质量明显提高。     

沿空巷道切顶围岩变形控制机理及工程应用

为减少薄-中厚煤层开采工作面区段煤柱损失,提出了切顶法沿空成巷无煤柱开采技术,即在上区段回采工作面运输巷内,采用张拉聚能爆破在运输巷顶板与采场侧向顶板间形成一条切缝结构面,该结构面可阻滞采场侧向顶板移动压力向沿空巷道围岩的传递,并促使侧向顶板沿切缝切落,切落矸石则隔断采空区而形成运输平巷采空区侧巷帮,矸石碎涨后充填冒落空间支撑上位岩层继续移动,从而实现沿空巷道稳定。沿空巷道切顶力学模型的理论与数值分析结果显示,巷旁爆破切缝将可传递采场岩层移动变形压力的岩梁结构改变为沿切缝切落的短臂岩梁结构,大大降低了沿空巷道受采场侧向岩层移动变形压力的作用,减小了沿空巷道围岩压力及变形量。基于该原理提出的巷内加强支护、巷旁密集支护、巷道顶板切缝等主被动联合切顶技术,在各种不同条件下薄煤层、中厚煤层切顶成巷工程实践中均取得了良好效果,实践表明,该方法可有效降低采场岩层移动对沿空巷道产生的压力,减小沿空巷道围岩变形。     

综放工作面聚能爆破切顶卸压护巷技术应用

为保证镇城底矿28116工作面南一下组回风下山的稳定,基于切顶卸压护巷技术,分析了工作面切顶卸压前后的巷道受力情况,提出了针对巷道顶板进行切顶卸压,切断悬臂梁结构,防止应力传递到巷道中;并根据工作面具体参数确定了聚能爆破炮孔布置位置及爆破技术参数,共确定聚能爆破孔170个,辅助孔169个;在现场作业时,采用了锚索补强支护,切顶卸压后并针对南一下组回风下山顶巷道变形量及顶板离层量进行了监测,结果表明:变形量较小且可以保证南一下组回风下山巷道安全稳定。切顶卸压技术有效地提高资源回收率,为矿井带来更大的经济效益和安全效益,为类似矿井工作面提供了借鉴经验。     

基于无煤柱开采技术的“灾害”治理技术的实践

本文介绍了西铭矿在西山煤田2~#煤层中推广应用"110工法"开采技术时,在原有"顶板深孔定向爆破切顶卸压+巷道补强支护"的基础上,采用"高水材料巷旁充填+顶板深孔定向爆破切顶卸压相结合的沿空留巷+充填墙插管抽采与预注氮+将充填工艺纳入采煤正规循环作业程序"等技术革新,解决了"110工法"潜在的安全隐患,为其在西山煤田2~#煤层中推广应用提供了安全保障。