腾晖矿沿空掘巷技术支护应用

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为了提高2号煤的采出率,腾晖矿在2-105工作面进行窄煤柱护巷试验.通过理论计算和数值模拟的方式确定了煤柱的宽度为7 m.以巷道表面位移为评价指标,以锚索长度等作为关键参数,设计了正交试验方案,并采用FLAC3D确定了具体的支护参数.现场矿压观测表明,2-105运输巷变形量小,满足了生产需求.
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以煤峪口矿82002大采高综采面为工程背景,采用相似模拟和现场试验的方法,分析了大采高综采面顶板破断特征与覆岩活动规律:工作面开挖至一定范围时,采空区冒落矸石逐渐压实,基本顶岩层内应力先较小后增加,而在工作面前方未开挖煤体以及滞后工作面一定范围内的基本顶岩层出现应力集中现象,表明工作面存在一定的压力拱结构,该结构承载开挖扰动形成的载荷,现场矿压规律验证了相似模拟的合理性。
长沟煤矿15123工作面回风巷受断层影响,围岩变形严重,拟采用注浆锚索、高强锚注支护技术应对;注浆锚索、注浆加固后,大大改善围岩控制效果;现场监测表明,可有效控制断层破碎带区域围岩变形,巷道的变形量在可控范围内,从而确保了回风巷的通畅与安全。
煤壁片帮是阻碍综放工作面安全高效生产的重要原因。本文以马脊梁矿8113工作面为研究背景,分析了该工作面煤壁片帮机理及片帮的主要原因。结果表明,8113工作面煤壁主要以剪切破坏方式为主,过大的顶板压力是导致煤壁产生剪切破坏的主要原因。现场生产中通过改善支护质量,保证综放支架初撑力,改用整体结构顶梁,并在特殊地质构造下配合采用注浆加固的措施防治煤壁片帮。工作面煤壁片帮次数较前期降低了75%,推进速度相较于前期提高了20%,取得较好的应用效果。
为掌握西冯街煤业3408综放工作面开采期间矿山压力显现规律,对该综放面液压支架及两巷单体液压支柱工作阻力进行现场监测;通过矿压观测分析得出以下数据:3408综放面回采期间平均周期来压步距为18.8 m,工作面综放支架动载表现为工作面端头区域大、中部区域小,工作面正常开采期间超前支承压力影响范围约为50~60 m,煤壁前方约13 m左右位置为支承压力峰值区,支承压力集中系数为2.1~2.2。
采用理论计算方法确定了南关煤业1207材料巷支护锚杆长度、直径、间排距以及锚索长度、直径、间排距,设计了锚网索支护技术方案,于南关煤业1207材料巷现场试验。巷道移近量监测结果显示,采用设计的支护技术方案,实现了南关煤业1207材料巷围岩的稳定控制,表明了设计的合理性和可靠性。
针对挖金湾煤业8115工作面4号煤层开采中的涌水量进行计算及影响因素进行分析,旨在为防突水措施的制定提供依据。分别采用对比测算法和动力学计算法计算了矿区涌水量,正常涌水量为3.77 m3/h,最大约为5.11 m3/h。结合矿区实际,分析了断层结构、含水层、采空区积水以及奥灰水对涌水量的影响机理和程度。
以21031工作面过F4断层为工程实例,探讨实现工作面快速高效过断层技术;通过对比分析,确定选用调斜破底过断层方案;该方案能降低设备故障率及增加过断层回采煤量;过断层期间,采用超前预注浆、锚索托顶、撞楔挺顶等安全技术措施,实现对破碎顶板的有效管控;方案实施为沙坪煤矿节约成本1200余万元,多回采煤量0.038 Mt,确保了工作面正常生产;可为其他煤矿工作面过断层提供经验借鉴。
近距离煤层开采时,易造成下煤层回采巷道出现顶板冒落、大变形、矿压显现严重等问题。为此,根据近距离采空区下综采巷道顶板岩层采动程度进行了划分,针对性提出了不同区域巷道支护技术方案,现场监测了综采面回采期间巷道变形破坏状况,实测结果表明了设计的分区域支护技术和参数的合理性。
针对煤峪口矿顶煤回收率低的问题,根据工作面巷道布置方式,提出放顶煤采煤工艺技术,通过对割煤、移架、推移前部输送机、放顶煤、移后输送机、顶板管理关键工序的研究,实际应用后结果表明:回采工效由3.5 t/工提升到12 t/工,降低巷道掘进量,顶煤回采率达到80%。
以新元煤矿9108综采工作面为实例,对该工作面支架初撑力、工作阻力等进行现场监测及分析;监测数据表明,工作面初次来压步距约40 m,周期来压步距平均为22 m,工作面来压在工作面布置方向及推进方向上均具有明显的分区特点;生产过程中支架普遍初撑力不够,需加强现场管理;支架工作阻力属于正态分布,整体工作状态较好。