孤岛工作面沿空掘巷巷道位置及支护设计研究

针对孤岛工作面沿空掘巷巷道位置及支护问题,结合2302孤岛工作面工程实例,采用理论分析、FLAC~(3D)数值模拟和现场实测等方法研究孤岛工作面应力分布特征,分析留设不同宽度煤柱对巷道安全生产的影响,确定巷道最佳位置及支护方案。结果表明,受两侧采空区影响,孤岛工作面应力呈现马鞍形分布;FLAC~(3D)软件分别模拟不同煤柱下巷道开挖情况,分析煤柱内应力分布与巷道顶板位移情况,确定沿空掘巷合理留设煤柱宽度为6 m;通过数值模拟与现场实测,得出巷道采用设计的支护方案,变形得到有效控制。     

综放工作面过上覆集中煤柱应力区支护技术探析

以8102孤岛小煤柱综放工作面为研究背景,针对该工作面受上覆集中煤柱应力影响,巷道变形严重的问题,提出在采煤侧煤帮施工卸压孔、底板开卸载槽、地面水力压裂、巷道顶板补强支护以及单体柱超前支护加固技术和工艺,有效降低强矿压给回采工作面带来的安全风险,实现工作面的安全回采.     

孤岛工作面区段煤柱留设及支护参数优化

禾草沟煤矿50113工作面是501盘区东翼两侧跳采所形成的孤岛工作面。煤岩体应力集中,上覆岩层存在多层厚硬砂岩顶板关键层。该工作面受顶板破断、顶板自重及煤柱宽度留设不当等影响可能发生冲击动力现象。针对50113孤岛工作面可能存在的冲击危险,采用数值模拟、理论分析以及现场实践确定合理的煤柱留设宽度,降低孤岛开采应力集中程度;同时对巷道支护参数的防冲能力进行验算,根据验算结果制定合理的巷道加固方案,确保巷道支护强度满足防冲能力;通过留设合理煤柱宽度、加固支护强化巷道防冲能力,有效降低工作面冲击危险程度,保证工作面的安全开采。     

孤岛工作面动压回采巷道水力切顶护巷技术

为了解决孤岛工作面回采巷道受到相邻工作面采空区未完全垮落老顶高支承压力的影响,采用水力切顶的方法,将采空区老顶的压力传递路线切断,使孤岛工作面回采巷道所受应力大大降低,回采巷道的支护维护更加容易。通过FLAC数值模拟软件结合五阳煤矿7603孤岛工作面实际地质、生产条件,模拟分析7605工作面开采对7603孤岛工作面运输巷煤柱形成侧向支承压力状况,通过水力切顶之后,应力监测表明煤柱应力平均降低30%,改善了7603孤岛工作面回采巷道的支护应力环境。     

孤岛综放工作面回采巷道围岩控制技术研究

基于伯方煤矿3205孤岛综放工作面工程地质条件,研究了孤岛工作面覆岩应力以及位移分布特征,提出回采巷道加强支护方案。孤岛工作面上方的岩层中垂直应力峰值是原始(垂直)地应力的2倍以上,在孤岛工作面推进过程中,回采巷道超前支承压力峰值是常规工作面的1.2~1.7倍,加剧了巷道支护难度。采用极限平衡理论,提出加强支护方案,使孤岛工作面回采巷道顶板平均变形量减少约65%,巷道两帮平均变形量减少约60%,有效控制了巷道围岩变形。     

残采孤岛工作面轻放开采研究

通过矿山压力观测, 分析了某煤矿高应力区残采孤岛轻放工作面液压支架支护阻力的循环变化规律、工作面沿倾斜方向上的压力分布特征以及顶板及顶煤的活动规律。研究结果表明, 工作面轻放支架支护参数合理, 支架适应性良好, 对高应力区应用轻放开采回收边角煤柱安全可靠。     

孤岛工作面回采巷道支护技术研究与应用

在对野川煤业3号煤层地质条件分析的基础上,得出了煤岩物理力学特性对围岩控制的不利影响因素,根据这些不利因素在巷道掘进中需要采取有针对性的防范措施,进而分析了孤岛工作面区段煤柱高集中应力形成的机理,得出区段煤柱稳定的判断依据是其在高支撑应力作用下,经过塑性变形破坏后内部是否依然存在一定宽度的弹性应力核。通过FLAC3D数值模拟软件,模拟了孤岛面区段煤柱应力场及位移场分布、演化规律,为孤岛工作面回采巷道支护提供了设计基础。基于理论与试验分析结果,提出了孤岛面回采巷道支护参数和效果监测信息反馈处理方法,在野川煤业3号煤3102孤岛工作面取得了良好的效果。     

王庄煤矿孤岛面煤柱应力演化规律及支护技术研究

利用FLAC~(3D)数值模拟软件分析了王庄煤矿43M1孤岛工作面回采过程中煤柱内部水平应力和垂直应力的演化规律。基于数值模拟结果,提出了相适应的巷道支护方案,现场监测表明:采用支护方案以后,顶板、煤柱侧和实体煤侧最大变形量分别为485 mm、362 mm和335 mm,巷道围岩变形得到了有效控制。     

特厚煤层坚硬顶板孤岛工作面综放开采技术研究

为解决特厚煤层坚硬顶板大采高综放孤岛工作面回采过程中遇到的强矿压问题,以同忻矿8102工作面为背景,模拟分析了孤岛工作面开采过程中的应力分布状况,依此为基础提出了以"小煤柱沿空掘巷+高工作阻力液压支架+坚硬岩层地面水力致裂+巷道卸压"为核心的孤岛工作面安全生产技术保障体系,并通过现场实测验证了保障体系的合理性。现场应用表明:21000kN高工作面阻力液压支架支护能力富余量大,适应效果良好;巷道采用6m小煤柱沿空掘巷,回采期间顶底板最大移近量为700mm,两帮最大移近量为1020mm,巷道围岩变形可控,满足工作面实际生产需求。     

孤岛工作面窄煤柱布置与支护研究

针对孤岛工作面回采巷道的布置与支护问题,采用数值分析软件对回采巷道不同窄煤柱宽度进行分析,发现回采巷道布置以后煤柱内应力场重新调整,应力峰值由煤柱中央转移至两侧,煤柱应力分布由钟形演变为驼峰状,应力集中系数有所降低。当窄煤柱为4 m时,巷道稳定性明显好于3 m窄煤柱,大于4 m后窄煤柱应力又有所升高,选择孤岛工作面回采巷道的窄煤柱宽度为4 m较为合理。根据回采巷道所处围岩环境,确定了锚网支护参数,监测结果发现巷道可两个月之内进入稳定控制状态,控制效果良好。