切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术研究

为确保存在小煤窑破坏区煤层的安全掘进开采,官地煤矿探索应用了切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术,通过对恒阻锚索支护方式、预裂切缝深度及爆破方法进行合理设计,并辅以科学的临时支护方案,确保了采区顶板稳定和巷道支护稳定。     

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。     

断顶卸压留巷无煤柱开采技术在屯兰煤矿的应用

以屯兰煤矿1204综采工作面为例,为确保该矿安全开采,分别从断顶卸压、切缝成巷及补强支护等方面对断顶卸压沿空留巷技术进行了研究,即采用深孔合理爆破方式破断顶板深部岩层降低应力集中,改善留巷的围岩应力环境;采用浅孔爆破工艺对直接顶为主的顶板进行合理切缝,使留巷顶板相对完整;采用补强锚索增强切顶过程和周期来压期间巷道稳定性,保证巷道上方的倒台阶岩层结构相对稳定;采用单体支柱补强措施平衡工作面超前支承压力,后方巷道采用挡矸支护方式,实现沿空留巷和Y型通风。实践表明,上述措施取得了一定的成效,可供类似矿山参考。     

神东矿区切顶卸压成巷技术研究

为在神东矿区实施切顶卸压成巷技术,以哈拉沟煤矿12201运输巷为例,首先在巷道顶板施工切缝孔和爆破切缝,采用恒阻锚索对回采期间的留巷进行补强支护,并在回撤巷道稳定区域进行单体支护,同时对采空区侧巷帮进行喷浆,最终实现切顶卸压成巷。结果表明:12201运输巷在切顶卸压成巷后,恒阻锚索受力最大为286.7 k N,侧向压力最大2.0 MPa,巷道成形良好,同时留巷改善了通风方式,实现了安全回采。对该技术在应用中进行了总结,切顶留巷技术适用于采高小于3 m以及顶板条件中等以上的综采工作面,并对存在的爆破切缝问题、支护等施工参数及方法进行了优化及改造,为切顶卸压成巷技术在神东矿区推广提供了借鉴。     

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。     

切顶卸压技术在回采工作面的应用

文章从恒阻钢绞线加强支护设计、巷道顶板岩层切缝预裂爆破设计、实施过程设计及监测设计等方面,对山西焦煤西山煤电集团杜儿坪矿62711工作面切顶卸压技术自动成巷开采设计进行了分析。     

薄煤层沿空留巷工艺与支护优化应用研究

针对在开采工艺以及支护技术等现场实施过程中发现的问题,提出了相应改进优化措施。具体包括:从留巷工艺和支护两方面进行优化,其中留巷工艺方面优化帮部恒阻锚索与切缝孔位置、改进定向爆破管、优化切缝孔装药量等;支护优化方面通过对现场留巷全过程矿压规律和实际效果分析研究,从永久支护W钢带替换成钢筋梯子梁、扩大工作面超前支护范围以及留巷段稳定区回柱间距优化等。对优化前后留巷效果的对比,优化后的巷道成巷和稳定效果更佳,且成本得到了明显减低。     

华晋焦煤在全国首创双巷切顶成巷技术

华晋焦煤有限责任公司与中国科学院何满潮院士团队及太原理工大学等科研院校加强技术合作,开展高突近距离煤层群大采高双巷切顶成巷智能化无煤柱开采及瓦斯与火灾共治关键技术研究,在国内首创双巷切顶成巷技术。双巷切顶成巷技术主要通过在轨道巷、胶带巷双巷进行爆破定向切缝,在局部范围切断工作面顶板应力传递,减弱巷道顶板压力。     

白皎矿保护层沿空切顶成巷无煤柱开采技术研究

为解决白皎煤矿保护层留煤柱引发的采空区瓦斯积聚、瓦斯突出及应力集中对近距离煤层开采引起的灾害问题,提出了深井工作面卸压沿空切顶成巷无煤柱开采方法,对沿空巷道顶板实施超前预裂,切断沿空巷道顶板与采场直接顶、基本顶的联系,在周期来压作用下采场顶板沿预裂面切落形成巷帮,隔断采空区并支撑上位移动岩层,改善了巷道围岩应力环境,将巷道围岩应力集中转移到深部,实现巷道稳定.该方法采用超前双向聚能张拉爆破沿走向预裂顶板,能减小对顶板的爆破损伤;采用巷内恒阻大变形锚杆(索)+巷旁锚索加强支护+巷旁密集单体液压支柱加强切顶联合支护技术,适应巷内围岩大变形及切顶冲击变形的要求,以控制巷道围岩稳定;开发了远程矿压监测系统,实时监控留巷过程顶板稳定性.基于该方法的配套关键技术在白皎矿2422保护层开采工作面机巷得到成功应用,为深部煤矿长壁工作面提供一种经济有效的无煤柱开采新理论与技术.     

塔山煤矿综采工作面切顶留巷技术

为解决塔山煤矿三采区采掘接替紧张的问题,采用切顶卸压沿空留巷无煤柱开采技术在该采区进行切顶留巷试验研究。首先,系统介绍了切顶留巷技术原理、工艺流程及切顶留巷关键技术;其次,结合该煤矿工程地质条件,采用理论分析计算、数值软件模拟和现场爆破试验等方法,得出顶板预裂切缝高度为7.5 m、切缝角度为15°、恒阻锚索长度为9 m等关键参数,单孔最优装药结构为4+3+3+2,孔间距500 mm。留巷稳定后,顶板最大下沉量为188 mm,底鼓最大值为100 mm,两帮收缩最大值为164 mm,监测结果表明切顶卸压条件下,留巷效果满足生产需求。     

大倾角综采工作面切顶卸压沿空留巷工艺技术

根据锦旸煤矿一采区-260 m综采工作面和巷道条件,采用切顶卸压自成巷技术对上巷进行沿空留巷,在上巷采用“恒阻锚索+铁板托盘锚索”加固,对上巷的下帮进行深孔爆破技术预裂顶板,爆破后采用U型钢配金属网和粉煤灰进行辅助支护、挡矸、与采空区隔绝,工程实践中取得效好安全生产效果。     

综采工作面切顶卸压自成巷技术应用探索

针对传统开采方式需要留设煤柱造成煤炭资源的浪费、工作面接替紧张等问题,本文以亿欣煤业XV2303运输巷道为研究背景,介绍了该技术的主要原理,设计了巷道的预裂爆破切缝的主要爆破参数及巷道的支护方式,并对留巷段巷道进行监测.该试验工作面成功保留巷道865 m,留巷段顶板下沉量为20～50 mm,工作面后方30 m范围内支柱压力均值为8120 kN,采空区顶板垮落程度较好,基本沿切顶线位置垮落,巷道围岩较稳定,能够满足下一工作面的使用要求.     

中厚煤层复合顶板切顶成巷无煤柱开采技术

为了解决因工作面回采巷道掘进量大而导致矿井衔接紧张,以及工作面区段煤柱过大、资源损失严重的问题,基于塔山矿8304工作面地质条件和工作面及巷道上覆岩层变形特征,探讨了中厚煤层复合顶板切顶成巷无煤柱开采技术工艺参数,包括切缝钻孔施工深度、切顶爆破技术参数、恒阻大变形锚索补强支护参数、以及切顶留巷补强支护参数等。并进行了现场工业性试验,结果表明:塔山矿8304工作面正常回采时,工作面日均推进为6～8 m;切顶留巷巷道成型效果好,巷道围岩变形、顶板离层均不大,能够满足巷道安全使用要求;锚索受力良好,没有出现锚索拉断现象。     

切顶卸压留巷控制技术及矿压分析

以山不拉煤矿三盘区3-1煤与3-2煤2个综采工作面为工程背景,系统开展了切顶卸压沿空留巷成巷技术研究。理论研究和现场试验表明,切缝设备选型和爆破参数设计合理与否是影响切缝效果的关键因素。通过控制切缝成孔质量、加大预裂孔深度和密度、调整爆破参数、超前加强支护、掌握切顶时机等一系列措施,可有效改善采空区垮落速度和充填密实度,切断顶板压力传递,减少留巷顶板及承载帮的破坏。矿压分析验证了切缝质量的控制对不同顶板条件影响较大,直接影响应力分布和留巷效果。     

切顶卸压沿空留巷之复合型顶板的定向聚能切缝技术

针对12201工作面切顶卸压沿空留巷项目中复合型顶板岩层间隔分明、岩性差异大的特点,提出了聚能管间隔空气柱装药的方式进行定向聚能切缝爆破,并首次在此类项目中采用孔内摄像仪对切顶孔爆破前后孔内岩性和裂隙进行记录、对比的方法验证切缝效果,解决了因复合型顶板导致的定向聚能切缝效果差的难题,确保了切顶卸压沿空留巷项目的成功应用。     

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.     

切顶卸压技术在小煤柱沿空掘巷中的应用

基于切顶卸压技术原理,以同煤集团晋华宫煤矿301扩区2101巷和5103巷为工程背景,在充分分析其地质资料的基础上,对顶板预裂切缝、爆破参数、恒阻锚索进行了设计,提出了以"爆破预裂切顶卸压+恒阻锚索支护"为主体的技术方案,在2101巷进行爆破预裂切顶,在5103巷进行恒阻锚索支护,工程实践表明:小煤柱掘进巷围岩无较大变化,确保了巷道围岩的稳定。     

厚煤层无煤柱沿空留巷围岩“卸压-支护”机理及控制技术研究应用

为确定色连二矿厚煤层无煤柱开采沿空留巷时,巷道围岩切顶卸压及支护机理参数,采用理论分析、数值模拟、工程类比及工业试验的研究方法对留巷相关参数进行研究,研究表明:理论分析确定沿空巷顶板悬臂梁越短,顶板压力越小,留巷段稳定性随围岩切顶高度增加而增加,切缝孔窥视确定装药结构为3-2-2-2-2-1-0时,顶板围岩能够形成切缝面,切缝效果较好;数值模拟及现场工业试验研究表明,留巷段采用"深浅部围岩"分层支护参数支护时,顶板锚索锚固围岩稳定,工作面动压影响留巷段距离为270.4m,巷道顶底板最大变形量为628.92mm,满足安全高效生产需要,研究为同类型地质条件矿井提供参考。     

寺河煤矿二号井切顶卸压沿空留巷技术应用研究

为解决寺河煤矿二号井97盘区采掘接替紧张等问题,在97307工作面采用切顶卸压沿空留巷技术。在介绍切顶卸压沿空留巷技术原理、施工工艺流程的基础上,结合该工作面生产地质条件,给出恒阻大变形锚索支护参数;结合工程实践、理论计算等,得出顶板切缝高度8.0 m、切顶角度80°、孔间距500 mm、单孔装药量3.0 kg、四孔爆破间隔一孔等关键聚能爆破参数。现场矿压监测结果表明,滞后工作面150 m后,留设巷道围岩基本稳定,巷道变形量较小,满足下个工作面正常使用。     

厚煤层无煤柱沿空留巷围岩“卸压-支护”机理

为确定色连二矿厚煤层无煤柱开采沿空留巷时，巷道围岩切顶卸压及支护机理参数，采用理论分析、数值模拟、工程类比及工业试验的研究方法对留巷相关参数进行研究，研究表明：理论分析确定沿空巷顶板悬臂梁越短，顶板压力越小，留巷段稳定性随围岩切顶高度增加而增加，切缝孔窥视确定装药结构为3-2-2-2-2-1-0时，顶板围岩能够形成切缝面，切缝效果较好；数值模拟及现场工业试验研究表明，留巷段采用深浅部围岩”分层支护参数支护时，顶板锚索锚固围岩稳定，工作面动压影响留巷段距离为270.4m，巷道顶底板最大变形量为628.92mm，满足安全高效生产需要，研究为同类型地质条件矿井提供参考。