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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。
近距离采空区下综采巷道分区支护技术
【摘 要】
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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。
【机 构】
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霍州煤电集团吕梁山煤电有限公司调度室
【出 处】
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江西煤炭科技
【发表日期】
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2021年3期
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松峪煤业XV1302工作面回采期间通过大小断层共计6条,其中较为复杂的断层为FJ2正断层,断层落差达12 m,通过分析探讨,如采用“施工绕道甩构造”的方法,施工难度较高,耗费成本预计较大,而采取“浅截深、快拉架、速打护帮板”以及“对三角区采取挑木料支护的方式控制顶帮”的方式快速通过,缩短了施工时间,节约了成本,为类似工作面过断层积累了经验。
因工作面顺槽掘进过程中受相邻回采面的采动影响,导致顺槽掘进期间及后期回采过程中受压较大、维护困难;以斜沟煤矿23111工作面为工程实例,拟在该工作面的顺槽回采期间提前采用深孔爆破方法进行切顶卸压,以减小对相邻工作面顺槽掘进的影响;应用结果表明,顺槽深孔爆破切顶卸压技术切断了回采面及端头采空区的采动压力传播,显著减轻了相邻工作面顺槽掘进及回采期间的矿压显现。
坚硬顶板在工作面回采后易形成大面积悬顶,从而引发顶板安全事故,当煤层埋深浅、顶板岩层厚度较大时,尤为如此。本文以米山煤业某矿15112工作面为例,提出对15112回风巷顶板进行水压致裂的方法,切断巷道与采空区顶板岩层的力学传递路径,改善巷道围岩力学环境。现场实践表明:水压致裂技术不仅可以软化巷道顶板,避免采空区大面积悬顶,还可以有效控制巷道大变形。
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。
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