松软煤层沿空掘巷“精准治断层”技术实践

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深部软岩巷道一般具有地应力大、围岩松软破碎以及围岩流变性大等特点,如支护措施不当,巷道围岩变形愈加剧烈,最终导致巷道破坏;以任楼煤矿Ⅱ7324S风巷的现场施工为实例,拟提出“超前预注浆加固-管缝锚杆超前护顶-长短锚索交替支护-窄煤柱注浆加固-喷、注浆封堵”全断面一次施工技术,以期实现高地应力松软煤层沿空掘巷“精准治断层”的目的 ;实践表明,巷道安全穿过断层,并顺利揭开了煤层.
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以亿欣煤业XV2303工作面实例,为实现工作面无煤柱开采,拟采用爆破切顶无充填留巷技术;确定切顶高度和角度等关键参数;回采期间对超前影响段、剧烈影响段和留巷稳定段采取不同的支护措施;现场应用表明,巷道表面位移小,切顶效果良好;经济效益显著.
增子坊矿303综放工作面有5处发育陷落柱,若采取常规留煤柱方式过陷落柱,面临生产组织困难、巷道掘进工程量大、综放设备频繁搬家等问题;通过对煤层赋存、陷落柱发育情况分析研判,拟采用爆破弱化陷落柱坚硬岩体后采煤机割矸过陷落柱技术方案;实践表明,在过陷落柱期间,采面能保持2.1 m/d的推进速度,且顶板及煤壁始终保持稳定.
同一巷道单一支护形式具有一定的局限性,无法有效实现巷道整体区域的稳定控制.本文以正益煤矿围岩条件复杂的11-104回风顺槽为工程背景,提出11-104回风顺槽分区域差异性联合支护技术,在正常区域采用锚网索联合支护技术,在围岩破碎区域采用锚网索注联合支护技术.该技术应用后,实现了11-104回风顺槽围岩的稳定控制.
为实现游仙山矿大采高综采工作面的安全回采,采用现场观测和理论计算的方法在15210工作面进行了大采高综采工作面矿压规律的分析.基于工作面矿压观测结果,工作面来压强度较小,端面失稳主要表现为煤壁片帮.通过对锚索受力进行分析,工作面的超前支承压力影响范围为37.8~46.5 m,其中前方17.6 m为剧烈影响区.结合理论计算结果,得到工作面的初次来压步距为31.7 m,周期来压步距为17.6 m.
本文以榆树坡矿5105综放工作面为研究背景,通过对工作面回采期间支架工作阻力及工作面超前支承压力进行监测,结果表明,5105综放工作面开采期间,顶板初次来压步距为22.5~28.8 m,周期来压步距为7.6~14.1 m,来压期间支架工作阻力在22.7~38.1 MPa之间,动载系数在1.53~2.56之间;总体表现为工作面中下部来压强度较大、上部来压较小的特点.支承压力影响区在超前煤壁约40 m范围内,并在工作面前方22 m位置处达到峰值,约为7.1~7.9 MPa,集中系数约为1.65~1.97.
福城煤矿副井井筒延伸掘进时采用FJD-6A型伞钻凿岩、光面爆破破岩、HZ-6型抓岩机出矸、MJY3.7/7.5型移动式金属大模板砌壁,实现了副井筒快速、安全掘进.现场应用后,井筒延伸速度达到90 m/月,同时井壁围岩稳定,现场取得显著应用效果.
以凌志达煤业15206工作面为工程背景,对其陷落柱岩石进行力学参数测定;重点探讨工作面强行过陷落柱技术方法;拟定割煤、松动爆破方案与技术措施;实践表明,工作面已顺利通过陷落柱,实现高效安全生产;可为其他采面过类似条件的陷落柱提供一些经验借鉴.
为解决煤层开采过程中煤壁片帮问题,综合运用理论分析、试验研究等方法对浅壁注水工艺进行了可行性分析,并在开元煤炭有限责任公司9714工作面进行了现场实践.结果 表明:浅壁注水能够在工作面前方形成一层抗剪强度较高的粘结层,可提高煤壁的整体性与稳定性;当煤体含水率在2%~12%区间内时,内聚力和抗剪强度两项力学性能指标随着含水率的增加而逐渐递增,煤体抗压强度则与含水率呈反比关系;煤层浅壁注水工艺实施后煤壁片帮冒顶事故较过去降低了80%,片帮深度和影响范围也大幅缩减.
以斜沟煤矿18104工作面为实例,切眼拟采用扩安一体化施工工艺.施工期间用综掘机进行截煤扩帮,用滑移式临时支护装置进行临时支护,用电牵引安装叉车铺设轨道、运输液压支架等,用履带式起重机进行设备的吊装、移位,以及整机与部件安装、回撤,机械化程度更高.实践表明,切眼扩安一体化施工工艺既大大缩短了工期,又节省了大量人力、物力,取得了较好的效果.
为研究顶梁负载变化对支架支护稳定性和可靠性的影响,本文采用ADAMS仿真分析软件对掩护式液压支架顶梁在支护过程中的负载特性进行仿真分析,结果表明摩擦力的增加有利于维护液压支架整体的稳定性,同时提高极限承载能力,能够显著增加掩护液压支架顶梁的负载能力.