深井厚煤层沿空巷道超前支护设计优化

来源 :山东煤炭科技 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jinghong_22
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针对深井厚煤层综放面超前支护范围内沿空巷道变形难以控制的问题,结合工作面超前支承压力分布规律,确定了超前支护和加强支护范围,建立了沿空巷道超前支护体受力力学模型,获得了支护体的支护阻力,设计了支护参数.得到:巷道加强支护范围为20 m,支护体的支护阻力为2428 kN/m,支护参数为一排单元支架和两排单体支柱;巷道超前支护范围为20~50 m,巷支护体的支护阻力为1619 kN/m,支护参数为一排单元支架和一排单体支柱.
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为解决软弱顶板岩层大断面切巷围岩控制难题,开发了锚网索联合支护技术.技术以强化顶板软弱煤岩层、充分利用基本顶坚硬岩层为核心,采用高强度、高预紧力的锚网索支护,切巷掘出3个月后围岩趋于稳定,围岩呈现分阶段变形特征,顶、帮最大变形量分别为135 mm、169 mm.
针对东大煤矿16108运输顺槽在掘进前期存在探放水施工效率低、探水设计不合理、探水精度低、巷道水害隐患大等技术问题,在掘进后期对原探放水设计方案进行优化改进.实际应用效果表明:对16108运输顺槽探放水施工设计优化改进后,共计探放上覆12下煤层采空区积水4328m3,探水施工后巷道未出现涌水现象,探放水效果理想.
为了提高巷道掘进过断层的效率,减少断层带破岩量,控制断层带附近围岩破碎现象,在2062巷过F4断层时采用俯斜爆破法施工工艺,并采取超前管棚支护、注浆、铺设钢筋网、施工组合锚索以及架设梯形棚联合支护,减少了掘进机破岩量,降低了掘进机故障率,有效控制了断层带顶板破碎、下沉,应用成效显著.
四明山煤矿9103工作面回采期间顶板破碎、煤壁片帮,严重制约着工作面安全高效回采,从煤层赋存、围岩应力、支护强度等几方面分析了围岩破碎机理,对原回采工艺进行合理优化,提出了“深孔卸压+铺设聚氨酯纤维网+超前管棚支护”联合支护措施,工作面回采效率提高至6.7 m/d,有效控制了围岩变形、破碎.
为实现坚硬顸板下特大断面切巷的稳定控制,以寺家庄矿15302工作面切巷基本顶赋存厚而坚硬的细砂岩为工程背景,提出采用一次掘巷、二次扩巷的成巷工艺.基于此,设计开发了特大断面切巷锚网索柱联合支护技术,包括一次掘巷高强度锚网索支护技术、二次扩巷高强度锚网索主动+临时支护技术.技术应用后,实现了工作面切巷的稳定控制.
针对3105综采工作面过陷落柱区域顶板结构强度大、综采效率低、采煤机截齿磨损严重的问题,提出了一种新的预裂爆破技术.通过采用组合式扩裂弹体提升了相邻炸药包之间的关联度,通过铝合金装置储药器简化了连接操作,提升了预裂爆破的效率和爆破效果.根据实际应用表明:新的预裂爆破方案能够将爆破一致性提升到91.4%,采煤机截齿的磨损率降低74.8%,综采面的综采效率提升24.5%.
以昌泰煤矿1502皮带顺槽支护为研究对象,对巷道围岩进行力学试验分析,使用钻孔窥视仪对围岩钻孔内部情况进行考察,运用软件FLAC3D对巷道围岩变化情况进行数值模拟研究,制定巷道支护优化措施.现场实施后,通过对顶板、左右帮位移情况的统计分析,优化后的支护措施效果更好,同等材料下,调整后的支护措施整体稳定性更佳.
为应对“三软”煤层综放沿空掘巷围岩稳定性差的问题,通过数值模拟分析、揭示“三软”煤层中锚杆、锚索载荷变化规律及其与围岩变形相互作用关系,为“三软”煤层沿空掘巷锚网支护参数优化提供理论依据,改善了巷道支护状况,降低相邻工作面间保护煤柱压煤率,提高矿井经济效益和社会效益.
新景煤矿9114回风巷为大断面巷道,地质条件较为复杂,巷道围岩稳定性较差.采用现场监测、理论分析、数值模拟的手段对该巷围岩的破坏原因进行了研究,对原支护方案进行了优化.现场监测结果表明,9114回风巷的围岩稳定性得到了显著提高.
根据高动压巷道围岩稳定性的主要影响因素,阐明了高动压巷道的围岩控制理论,提出在3上煤辅助运输顺槽采用“让压锚杆+螺纹钢锚杆+锚网+钢筋梯子梁+锚索”的分次联合支护及快速掘进技术,并对主要支护参数进行了设计;在FLAC3D中分析了3上煤辅助运输顺槽的围岩位移.结果 表明:采用分次联合支护技术后,巷道顶底板形变量均较小,围岩处于稳定状态,巷道的掘进效率大大提升.