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大巷煤柱回收工作面顶板控制技术研究

煤炭技术 2024年第4期43卷 57-61页

作者：曹建波贵州省黔西金坡煤业有限责任公司贵州毕节551500

针对轿子山煤矿9717大巷煤柱回收综采工作面实际生产情况,综合运用现场监测、数值模拟和理论分析手段,开展大巷煤柱回收孤岛工作面矿压显现规律及控制方法研究,进行工作面预裂爆破强制放顶参数设计,并在该工作面进行工程应用,对回采期... 详细信息

针对轿子山煤矿9717大巷煤柱回收综采工作面实际生产情况,综合运用现场监测、数值模拟和理论分析手段,开展大巷煤柱回收孤岛工作面矿压显现规律及控制方法研究,进行工作面预裂爆破强制放顶参数设计,并在该工作面进行工程应用,对回采期间顶板及工作面超前段回采巷道进行矿压监测,分析工作面矿压显现特征,达到保障工作面安全生产目标。研究成果将对类似地质条件下的煤柱回收工作面的回采具有一定的借鉴意义。

关键词：煤柱回收顶板控制矿压监测放顶参数

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下沟煤矿煤柱回收工作面冲击地压防治技术

陕西煤炭 2024年第1期43卷 112-115页

作者：蔡谊军李鹏飞计平陕西华彬煤业股份有限公司陕西咸阳713500

冲击地压是世界范围内井工煤矿开采遇到的严重动力灾害,对煤矿安全高效开采构成严重威胁,我国是煤矿冲击地压最严重的国家之一,彬长矿区也是冲击地压在内多种灾害叠加区域。经过多年的探索和研究,我国在冲击地压理论及预防技术和装备方... 详细信息

冲击地压是世界范围内井工煤矿开采遇到的严重动力灾害,对煤矿安全高效开采构成严重威胁,我国是煤矿冲击地压最严重的国家之一,彬长矿区也是冲击地压在内多种灾害叠加区域。经过多年的探索和研究,我国在冲击地压理论及预防技术和装备方面取得了一定的研究成果,冲击地压得到了一定的控制,说明目前的防治措施具有一定有效性。但是,彬长矿区冲击地压事故仍时有发生,没有得到根本遏制。因此,开展煤柱回收工作面防冲技术研究及安全高效回采关键技术研究具有重要的现实意义。通过对下沟煤矿煤柱回收工作面进行简要分析,对防冲的治理工作提出一些看法。

关键词：煤柱回收冲击地压灾害治理防冲预警

综采工作面巷道煤柱回收泵送支柱支护参数优化研究与应用

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煤炭科学技术 2022年第S2期50卷 69-75页

作者：古全忠马开春胡成成周海丰王志峰宁夏久威矿山安全工程有限责任公司宁夏银川750000 山东能源新矿集团职工大学山东济南271100 国能神东煤炭生产管理部陕西榆林719000 国能神东煤炭哈拉沟煤矿陕西神木719315

为了回收综采面巷道煤柱和过空巷,A矿在与22311工作面平行的空巷联络巷和交叉点区域进行了可切割泵送支柱的辅助支护试验。根据空巷支护参数,求解出了最坏情况下泵送支柱需要承担的荷载;依据泵送支柱设计强度并考虑其结构尺寸效应,求解... 详细信息

为了回收综采面巷道煤柱和过空巷,A矿在与22311工作面平行的空巷联络巷和交叉点区域进行了可切割泵送支柱的辅助支护试验。根据空巷支护参数,求解出了最坏情况下泵送支柱需要承担的荷载;依据泵送支柱设计强度并考虑其结构尺寸效应,求解出了单根泵送支柱承载能力;依据单条空巷所需支柱数量及工作面矿压规律,确定了支柱布置方式。工作面回采期间,初始设计施工段的空巷泵送支柱矿压观测结果与支护效果表明:与工作面平行空巷段,矿山压力大;空巷交叉点是泵送支柱的支护重点区域,越靠近工作面中部空巷,矿山压力越大;与工作面斜交或垂直的空巷,在锚杆锚索补强支护作用下,可不进行泵送支柱支护;空巷泵送支柱支护段顶底板变形量小,满足煤柱回收和工作面过空巷的要求并依此结果,进行了泵送支柱支护参数优化。在考虑空巷锚索补强支护作用的条件下并考虑一定的弱化系数,对22311工作面空巷段后期泵送支柱参数进行了优化设计和应用。结果表明:参数优化后的泵送支柱支护段,在工作面回采期间,顶板无明显破坏下沉,工作面安全通过空巷并成功回收煤柱,辅助支护成本降低。

关键词：煤柱回收巷道空巷泵送支柱参数优化

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大巷煤柱回收综采面矿压显现规律及控制研究

大巷煤柱回收综采面矿压显现规律及控制研究

作者：曹建波中国矿业大学

学位级别：硕士

大巷煤柱回收工作面通过空巷时,常常伴随超前支承压力增大,巷道变形严重,工作面支架压架、倒架等现象,给安全生产带来隐患。论文针对轿子山煤矿9717大巷煤柱回收孤岛工作面顶板控制问题,运用现场实测、数值模拟和理论分析相结合的研究方... 详细信息

大巷煤柱回收工作面通过空巷时,常常伴随超前支承压力增大,巷道变形严重,工作面支架压架、倒架等现象,给安全生产带来隐患。论文针对轿子山煤矿9717大巷煤柱回收孤岛工作面顶板控制问题,运用现场实测、数值模拟和理论分析相结合的研究方法,开展了大巷煤柱回收孤岛工作面矿压显现规律及控制方法研究,确定了大巷煤柱回收孤岛工作面矿压控制技术方案,主要研究成果如下:(1)采用理论分析的方法分析9717工作面基本顶垮落步距,计算得出工作面基本顶初次断裂步距为49.28 m,周期断裂步距为40 m;(2)基于轿子山煤矿9717工作面地质条件和煤岩力学性质,建立FLAC数值模拟模型,分析得出覆岩随着煤层开采的破坏变形规律,采空区顶板位移分布由“圆环状”演变为“马蹄环”,顶板呈“O-X”型破断,破断后顶板相互铰接形成砌体梁,工作面遗留空巷对顶板破坏形式影响不大;(3)工作面应力集中区超前支承压力峰值为25 MPa,距煤壁约5.5 m,超前支承压力影响范围约为30 m;工作面超前支承压力在遗留大巷两侧煤体较大,超前支承压力峰值约为25 MPa,峰值位于顺槽与遗留大巷间煤体。强制放顶能够有效减小工作面超前支承压力,放顶高度为16m时效果最佳;(4)建立了支架与围岩相互作用的力学模型,得出9717工作面支架额定工作阻力应不小于2055.55 k N,工作面选用ZY2100/11/22(A)型掩护式液压支架。计算得出工作面前方单体支柱承重力不得小于205.25 k N。采用DW22-300/100、DW25-300/100、DW28-300/100、DW31.5-300/100型液压单体支柱配合1.2m铰接顶梁和3.6mπ型梁进行巷道支护;(5)设计超前爆破预裂方案并现场实施。实测表明,工作面支架末阻力平均值为31.08 MPa,为支架额定工作阻力的74.52%,工作面支架最大工作阻力为40.20 MPa,为支架额定工作阻力的97.43%,回采期间支柱最大压力为22 MPa,支柱压力整体比较稳定波动小,回采过程中顺槽及二水平大巷顶底板最大移近量为138 mm,两帮最大移近量为183 mm,大巷煤柱回收孤岛工作面矿压控制效果较好。该论文有图28幅,表5个,参考文献98篇。

关键词：煤柱回收孤岛工作面矿压显现顶板控制

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浅埋煤层大巷煤柱回收工作面矿压显现规律

浅埋煤层大巷煤柱回收工作面矿压显现规律

作者：张小红西安科技大学

学位级别：硕士

煤层回采结束后,大巷煤柱煤炭资源遗留在地层中造成资源浪费,但在大巷煤柱中布置工作面时,由于大巷煤柱宽度较小,所布置工作面为短壁工作面,进而造成回采过程中三条大巷局部范围内产生高应力集中的情况,掌握其回采过程中矿压显现规律具... 详细信息

煤层回采结束后,大巷煤柱煤炭资源遗留在地层中造成资源浪费,但在大巷煤柱中布置工作面时,由于大巷煤柱宽度较小,所布置工作面为短壁工作面,进而造成回采过程中三条大巷局部范围内产生高应力集中的情况,掌握其回采过程中矿压显现规律具有重要意义,论文针对赵家梁三一煤矿大巷煤柱赋存特征,以实验室实验围岩力学性能为基础,通过理论计算、物理相似模拟、数值计算、现场矿压监测相互印证的研究方法,对大巷煤柱回收工作面回采过程中矿压显现规律进行研究。主要研究结论如下:基于实验室围岩力学性能,运用关键层理论,判别出覆岩关键层位置,并初步计算得出采场基本顶初次破断步距为83.28m,周期破断步距为42.8m;相似模拟实验表明:3101工作面和3102工作面回采完成后,大巷煤柱回收工作面两侧保护煤柱稳定性良好,大巷煤柱回收工作面回采完成后,两侧保护煤柱上方应力分布均呈马鞍型,并由煤柱载荷力学模型得出保护煤柱最小宽度为24.6m,而保护煤柱实际宽度为50m,表明两侧采空对大巷煤柱回收工作面开采影响较小;通过数值模拟得出:采场超前支承应力应力峰值最大为8.45MPa左右,应力集中系数为3.07,应力峰值距离煤壁8m,应力影响范围约为30m,可为巷道超前支护提供理论依据;沿工作面倾向应力分布呈两边小中间大的分布特征,回采过程中工作面中部矿压显现程度更为剧烈;现场监测得出:大巷煤柱回收工作面初次来压步距平均为80.32m,周期来压步距平均为38.54m;沿工作面倾向液压支架工作阻力呈现两头小中间大的分布特征,初次来压期间支架平均工作阻力为5165kN,来压强度比较强烈,周期来期间支架平均工作阻力为4870kN,工作面支架阻力仍然存在一定的富余,ZZ7600/17.5/35型支撑掩护式液压支架能够满足工作面安全生产的要求;工作面倾斜长度变短后,初次来压步距为正常工作面的2.8倍左右,周期来压步距为正常工作面的4.1倍左右,初次来压强度变化较大,而周期来压强度变化较小,原因为采空区岩石碎胀系数较大,在其支撑作用下覆岩能够形成平衡结构,降低采场压力,现场监测结果与模拟实验结果比较接近。赵家梁三一煤矿大巷煤柱回收工作面矿压显现规律可为工作面后续回采提供理论指导,同时也可为地质条件相似的大巷煤柱回收工作面提供借鉴。

关键词：浅埋煤层矿压显现煤柱回收超前支承压力

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煤柱回收工作面沿空掘巷围岩控制技术研究

能源技术与管理 2023年第6期48卷 23-26,57页

作者：于永政沈兆振魏昌胜江苏安全技术职业学院江苏徐州221000 宜兴市自然资源和规划局江苏无锡210024

为了解决孤岛煤柱回收中的巷道支护难题,以山西某矿拟回收的遗留孤岛煤柱为背景,通过数值模拟的方法对孤岛煤柱边缘两侧的应力分布、塑性区分布规律、巷道顶板上方应力分布规律等进行研究。分析了煤柱宽度为3、5、8 m时的窄煤柱沿空掘... 详细信息

为了解决孤岛煤柱回收中的巷道支护难题,以山西某矿拟回收的遗留孤岛煤柱为背景,通过数值模拟的方法对孤岛煤柱边缘两侧的应力分布、塑性区分布规律、巷道顶板上方应力分布规律等进行研究。分析了煤柱宽度为3、5、8 m时的窄煤柱沿空掘巷巷道围岩变形规律,确定了沿空掘巷护巷窄煤柱的合理宽度为4 m。现场应用表明,选择合理护巷窄煤柱宽度、高强度高预紧力锚杆支护技术,能够有效地控制孤岛煤柱内沿空掘巷巷道的围岩变形,实现了短壁工作面窄煤柱沿空掘巷的安全回采,技术经济效益显著。

关键词：孤岛煤柱沿空掘巷煤柱回收围岩控制

裕兴煤业15号煤层大巷保护煤柱回收工作面布置研究

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煤炭与化工 2023年第3期46卷 14-17页

作者：李德军山西煤炭运销集团裕兴煤业有限公司山西晋城048000

为提高煤炭资源采出率、延长矿井服务年限,欲对裕兴煤业一采区大巷保护煤柱进行回收。综合运用数值模拟、理论分析及矿压监测等手段对回收工作面合理布置方式进行研究。结果表明,回风平巷与15101工作面采空区间煤柱合理宽度为4~6 m,运... 详细信息

为提高煤炭资源采出率、延长矿井服务年限,欲对裕兴煤业一采区大巷保护煤柱进行回收。综合运用数值模拟、理论分析及矿压监测等手段对回收工作面合理布置方式进行研究。结果表明,回风平巷与15101工作面采空区间煤柱合理宽度为4~6 m,运输平巷与15103工作面采空区拐点间距离应不小于20 m,两顺槽掘进期间表面变形量在设计允许范围内,侧面论证了巷道布置位置的合理性,对于类似煤柱的回采设计具有借鉴意义。

关键词：大巷煤柱煤柱回收数值模拟

南庄煤矿煤柱回收工作面过底板空巷高水充填技术研究

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煤 2022年第3期31卷 28-31,69页

作者：蔡俊林杜鹏荣高继耀翟黎伟大阳泉煤炭有限责任公司山西阳泉045000 河南理工大学能源科学与工程学院河南焦作454003

为延长矿井服务年限,提高资源回收率,南庄煤矿拟对八采区大巷煤柱进行回收,但面临着工作面过空巷问题,其中影响最大的为底板空巷。针对底板空巷,提出了部分充填和整体充填方案,并采用数值模拟方法对所提出的方案进行了研究,结果表明:部... 详细信息

为延长矿井服务年限,提高资源回收率,南庄煤矿拟对八采区大巷煤柱进行回收,但面临着工作面过空巷问题,其中影响最大的为底板空巷。针对底板空巷,提出了部分充填和整体充填方案,并采用数值模拟方法对所提出的方案进行了研究,结果表明:部分充填时,采场底板的塑性区、铅直方向位移和最大主应力能够满足工作面安全推采的需要,具有较好的技术经济效果。所提出的充填工艺、充填材料能够为类似的综采工作面过空巷提供参考。

关键词：煤柱回收空巷充填

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大煤柱回收工作面巷道支护及防治水技术研究

自动化应用 2023年第16期64卷 153-155页

作者：李彬山西煤炭运销集团吕梁有限公司山西孝义032300

为提高矿井煤炭资源采收率及经济效益,降低煤炭资源损失量,本文提出对浅部的2#煤层25采区大煤柱进行回收。结合2#煤层赋存条件、煤柱特征,在煤柱工作面回采巷道与邻近采空区间留设5 m保护煤柱,回采巷道处于围岩应力降低区,为后续支护工... 详细信息

为提高矿井煤炭资源采收率及经济效益,降低煤炭资源损失量,本文提出对浅部的2#煤层25采区大煤柱进行回收。结合2#煤层赋存条件、煤柱特征,在煤柱工作面回采巷道与邻近采空区间留设5 m保护煤柱,回采巷道处于围岩应力降低区,为后续支护工作开展创造良好条件。结合现场条件及以往围岩支护经验,提出采用“架棚+顶锚索”方式支护围岩,并给出围岩支护参数。由于邻近采空区可能存在积水,为此,在巷道掘进期间按100~200 m间隔布置探放水钻孔,对采空区技术进行探测、疏排。经现场应用,煤柱回收工作面回采巷道围岩变形量始终在允许范围内,后续掘进及回采期间均未出现异常涌水情况。

关键词：巷道掘进围岩支护煤柱回收防治水