松散破碎围岩巷道施工技术与安全管理

一、引言 小华煤矿南区块段含煤地层为童子岩组第一段第四带(P1t1～4)地层,赋存有33#、34#等煤层,33#煤层顶底均为砂质泥岩,34#煤层顶板为砂质泥岩、细粉砂岩,底板为泥岩.该块段受F1断裂及次生断裂影响,巷道围岩极为松散、破碎.块段内岩层富水性较强,当巷道或采煤工作面开采时,生产巷道或采煤工作面淋水普遍很大,恶化了采掘施工条件,使顶板管理更加困难.     

采煤工作面的顶板管理问题探讨

顶板管理是采煤工作面安全管理的 重点。据资料统计,顶板事故约占煤矿 事故的60％,采煤工作面的事故又占了 顶板事故的70％以上。因此,我们必须 加强顶板管理,减少采煤工作面顶板事 故的发生。 1、顶、底板的定义及其分类 赋存在煤层之上的邻近岩层称为顶 板,赋存在煤层之下的邻近岩层称为底 板。顶底板的岩性、强度及吸水性与采 掘工作面的管理有直接关系,它们是确 定顶板支护方式、选择采空区处理方法 的主要依据。     

制服顶板灾害

平顶山矿务局高庄矿采煤一队切实加强顶板管理工作。到目前为止,已连续22个月无冒顶事故, 高庄矿地质复杂,工作面断层纵横交错,采煤一队在生产中不断摸索总结不同煤层顶板的性质和压力活动规律,根据不同情况,灵活改变管理顶板的方法和措施.例如,他们对比较容易破碎的顶板采取缩小棚距。挂插花梁、打临时超前柱的方法,预防了冒顶。1979年6月,他们在130米长的采面中间遇到了一条落差2米的逆断层,顶板破碎淋水,在这种复杂的情况下,他们采取提前放炮,铁梁套木梁加强超前支护构方法,过断层四个月安然无恙。22个月里,他们国采了4个采面9个块段,过…     

近距离煤层群工作面采场围岩失稳机制与控制技术

为探讨近距离煤层群工作面采场围岩失稳机制和开发相应的控制技术,采用理论计算、数值模拟和实验室试验综合方法,研究煤层群开采围岩采动应力场分布。阐明松散煤体注水加固的力学机制,并开发现场厚坚硬顶板深孔预裂爆破、深浅孔联合注水、新型采煤工艺综合技术措施。研究结果表明:在煤层群开采条件下,上下工作面相互影响程度剧烈,将下伏煤层工作面布置在上覆煤层开采后的卸压区内,可避免上煤层遗留煤柱高集中应力的影响,降低下伏煤层工作面原始应力水平。用设计的深孔预裂爆破工艺,能避免关键层断裂后对下伏煤层作面的动压冲击。提出的工作面低压短时间浅孔注水和2巷超前长孔预注水工艺,能提高松散煤体抗剪强度,增加煤体稳定性。     

西细庄矿耙矿绞车掘进技术

<正>西细庄矿原隶属于河北省张家口市国资委,2004年12月31日并入开滦(集团)蔚州矿业公司,该矿于1984年4月1日设计施工,于1986年12月9日正式投产,年设计生产能力30万t/年,2009年核定生产能力为60万t年。该矿主采煤层为5号煤,煤层厚度2.0～3.5m,平均厚度为2.75m,顶板多为细、粉砂岩,局部为粗砂岩,厚度0.73～20.15m,平均厚度为6.12m,伪底多为砂质泥岩,直接底为砂质泥岩或泥岩,局部为炭质泥     

薄煤层采煤工作面顶板穿层钻孔瓦斯抽采试验研究

以凤凰煤矿1402采煤工作面为工程应用背景,针对煤层薄、瓦斯含量高、透气性差、地质条件差的特点,运用岩层移动理论,研究了采煤工作面采空区大流量、高浓度卸压瓦斯的运移路径和富集区域;借鉴了邻近煤矿瓦斯抽采经验,选择顶板穿层钻孔瓦斯抽采方法作为主要矿井瓦斯抽采方法之一,试验了该方法的合理瓦斯抽采参数;提高了采煤工作面瓦斯抽采率,消除了采煤工作面瓦斯积聚现象。     

深井开采沿空留巷顶板锚杆强化控制技术研究

随着我国煤矿开采深度的逐年增加,瓦斯含量逐渐增大且赋存异常,回采工作面瓦斯超限问题严重威胁着煤矿的安全生产,而沿空留巷则是解决工作面瓦斯超限问题的最有效途径,但沿空留巷顶板稳定性控制问题则制约了沿空留巷技术在我国更广泛地推广应用。本文以顾桥矿1115(1)采煤工作面沿空留巷为背景,全面总结了沿空留巷顶板控制技术的国内外研究现状及存在的主要问题,并分析了沿空留巷顶板控制的基本原理,在煤巷顶板预应力结构理论的基础上,提出了顾桥矿深井开采沿空留巷顶板稳定性控制的锚杆强化控制技术原理,对巷道所处的不同阶段有针对性的提出了顶板的安全控制技术。该研究成果在顾桥矿1115(1)采煤工作面沿空留巷中得到了成功应用,对类似条件下的沿空留巷顶板控制具有重要的指导意义。     

顶板灰岩瓦斯涌出异常分析及治理技术

为厘清吕梁矿区某低瓦斯矿井顶板灰岩瓦斯涌出异常的原因,实测开采煤层及邻近煤层瓦斯含量、顶板裂隙涌水量、岩溶水离子成分及裂隙内瓦斯浓度,结合瓦斯异常涌出地点地质构造特征,剖析顶板灰岩瓦斯富集的原因,跟踪考察工作面瓦斯治理效果。研究表明:顶板灰岩裂隙水的封堵作用及层间裂隙水对顶板灰岩溶蚀改造形成的瓦斯储集空间是顶板灰岩瓦斯涌出异常的原因;使用顶板高位钻孔抽采灰岩富集区瓦斯,可减少巷道空间的瓦斯涌出量,降低瓦斯浓度,保障工作面的安全高效生产。     

坚硬顶板煤层一次采全高矿压显现规律研究

大采高综采技术是厚煤层开采工艺的重要发展方向,越来越多的被采用,矿压事故在矿山生产安全事故中占有较大比例,有效掌握矿压规律,采用合理生产工艺是采矿生产过程中必须认真考虑的问题。大采高综采工作面采场顶板跨度大、高度高,矿山压力复杂,矿压显现规律特殊,管理难度大。针对某煤矿9、10号煤层大采高综采工作面顶板坚硬特性,为掌握类似地质条件下大采高工作面矿压显现规律,作者从理论分析入手,采用相似模拟实验方法,经过对模拟实验数据进行研究分析,得出了本矿区特定坚硬顶板条件下大采高工作面矿压显现规律,认为类似地质条件大采高工作面,顶板垮落易造成动力冲击,顶板破坏形式主要是拉断和剪断,最大压力值发生在工作面中部前方,采空区积水的影响情况和地表的沉陷状况,还需通过其他方法进行进一步的分析、论证,提出了针对类似围岩条件采煤工作面的安全技术和管理措施。     

采煤工作面瓦斯涌出量分源计算

采煤工作面瓦斯涌出量计算是矿井通风设计和瓦斯治理的重要依据。根据煤层瓦斯涌出特点,将瓦斯涌出源分为煤壁、采落煤、运煤和采空区4个分源。基于采煤工作面瓦斯浓度监测数据中包含的各源瓦斯涌出信息,建立绝对瓦斯涌出量分源计算方法。以古汉山矿长壁采煤工作面为例,介绍该方法的应用过程。研究结果表明,通过分析采煤和准备工序期间单一或组合瓦斯浓度监测曲线特征,能够计算采煤工作面分源瓦斯涌出量。     

论减少井下排矸量对煤炭清洁开采的意义

<正>煤炭是重要的能源和原料,但在煤炭的开采、加工过程中会排放出大量的污染和废弃物,如矸石、井下废气、粉尘、污水等,严重污染环境,而控制污染的措施之一就是清洁开采。采煤过程中排放的矸石,主要来源于井下岩石巷道掘进、半煤岩巷掘进、煤仓和溜煤眼的掘进以及采煤工作面的矸石(掺入煤炭中的顶、底板岩石或煤层夹矸中的岩石)。它与矿井开拓系统和采区巷道布置紧密相关。随着     

倾斜煤层断顶卸压模型试验研究

为研究倾斜煤层断顶卸压位置对煤岩体稳定性的影响,以双鸭山某矿的回采工作面为试验原型,开展地质力学模型试验。采用相似材料和模型架,模拟工作面回采区域的地质构造及煤层赋存的应力状态,通过数字图像相关方法(DICM)实时测试模型断顶前后煤柱、煤体和顶板区域的变形场。结果表明:在巷道紧邻煤柱上部实施断顶,巷道及煤柱内侧出现明显变形集中区域,上覆岩体下沉,煤柱内侧受拉伸;在相邻采空区紧邻煤柱实施断顶,粗砂岩和细砂岩沿岩层界面发生界面滑动,但位移量较小;在煤柱外边缘以里3 m处实施断顶,采空区一侧煤体受上覆顶板压力作用发生塑性变形,煤柱体外侧塑性区产生水平位移,顶板下沉对巷道变形影响较小。煤柱外边缘以里3 m是最合理的断顶卸压位置。     

大倾角煤层开采覆岩破断机制研究

为了探究大倾角煤层开采覆岩变形、失稳、破断的演化特征,结合潘二矿1212(3)工作面地质与工程条件,采用数值模拟、物理模拟、理论分析相结合的方法,分析了大倾角煤层开采覆岩变形破坏规律,探讨了巨厚砂岩直覆和无坚硬岩层2种条件下大倾角煤层开采顶板破断失稳形式。研究结果表明:受倾角影响直接顶冒落、滑移,充填下部采空区,基本顶中上部挠度最大而发生断裂,破断裂纹逐渐向基本顶两侧及相邻岩层演化;大倾角煤层倾向岩层间的联动时序性破断是形成非对称拱形承载结构的主因;预裂爆破巨厚砂岩顶板、充填开采软弱岩层工作面可促使关键块体组成的拱形承载结构形成,保证大倾角工作面安全回采。     

薄煤层无人工作面机械化开采技术分析与实践

从薄煤层机械化开采技术应用现状出发,分析了当前薄煤层开采中的关键技术,包括综采技术、刨煤机采煤技术、螺旋钻机采煤技术和煤锯采煤技术等,重点分析了国内外综合机械化无人工作面开采技术现状及其在我国的应用情况;并结合朔里煤矿实际条件,介绍了综合机械化开采技术及其配套设备、巷道布置系统和顶板管理技术在薄煤层开采中的具体应用,为选择符合不同地质条件下薄煤层开采的合理方法提供技术指导。     

基于热流固耦合工作面前方瓦斯渗流数值模拟

通过分析温度和地应力对深部煤体瓦斯运移规律的影响,建立了瓦斯渗流热流固耦合模型,以贵州省松和煤矿15#煤层12150采煤工作面为例,利用ComsolMultiphysics软件对深部煤层工作面前方瓦斯渗流进行数值模拟。研究结果表明:受采动影响,在工作面前方“三带”中,卸压区存在大量新裂隙和通道,瓦斯压力梯度最大;在应力集中区至卸压区过渡段瓦斯压力下降速度最快,解释了在该区容易导致瓦斯突出的原因;在应力集中区,瓦斯压力和有效应力较高,压缩煤体,导致煤颗粒排列紧密,渗透率降低;在卸压区,煤体体积形变逐渐变大,产生了很多新裂隙,发生扩容,渗流通道贯通,导致渗透率急剧增加,因此在应力最大处形成了煤层渗透率最低点,随着时间的推移,渗透率最低点逐步远离工作面;在采煤工作面前方,虽然温度升高后瓦斯热运动加剧,有促进瓦斯渗透率的趋势,但由于工作面前方有效应力较大,煤体受热膨胀应力小于有效应力,导致煤体内膨胀,渗流空间减小,造成渗透率降低。     

“解放”井下采煤工人——“综采工作面无人化开采技术”介绍

<正>目前,我国煤矿安全形势依旧严峻,综采工作面仍是事故高发地。2013年,我国煤矿共发生顶板事故274起、死亡325人,分别占煤矿事故总量的45.4%和30.5%;较大顶板事故8起,采煤工作面占4起;瓦斯事故死亡348人,占事故总量的32.6%,重大以上瓦斯事故10起,采煤工作面占7起。在特别危险、环境特别恶劣的综采工作面,减少用人,甚至不用人,实现少人或无人开采,直接减少采煤工作面的人员数量是减少人员伤亡、保障安全的重要手段,由发生     

司马矿薄基岩区顶板突水危险性数值模拟研究

为了研究司马矿薄基岩厚松散层特殊地质条件下的采动覆岩破坏、渗流等特性,评价发生顶板突水的危险性,建立了薄基岩厚松散层开采条件下的数值计算模型。采用理论分析、数值模拟和现场工程相结合的方法,利用多物理场耦合数值模拟软件COMSOL Multiphysics,研究了随工作面推进采场的变形、破坏、渗流和应力变化规律。结果表明:在司马矿薄基岩厚松散层这一特定的地质条件下,工作面涌水量、顶板破坏高度均随工作面推进不断增加并最终趋于稳定,当工作面推进到200 m时,顶板破坏高度约为80 m,工作面涌水量约为33 m3/min,与实测数据基本吻合;随着开采的进行,在采空区后方煤层的支承压力峰值位置几乎不变,在工作面前方形成的支承压力峰值极值点位置不断前移,应力集中系数约为2.0;在司马矿薄基岩区,在煤层采厚为5 m、基岩厚度为40 m的条件下,若顶板黏土层厚度大于40 m,将不会发生顶板突水。     

井下顶板事故及其预防

井下顶板事故就是顶板岩层冒落或两帮岩石片帮崩落,影响生产,威胁人身安全健康。 顶板事故在发生前的征兆是: (1)在巷道和回采工作面的顶板会连续发出不正常的声响,同时掉渣现象增加,裂口变大,下沉量明显增大。     

攻克“三软”防治瓦斯关

河南省郑州煤炭工业（集团）有限责任公司（以下简称“郑煤集团”）所采煤层为豫西“三软”不稳定煤层。“三软”得名于其煤软、顶板软、底板软。“三软”煤层的煤呈粉末状,煤层硬度系数小于0．2,属极软煤层。煤层顶板为泥岩、炭质泥岩、页岩,松软易碎;煤层底板为泥岩、炭质泥岩,遇水膨胀;受滑动构造影响,煤层为全层构造煤（糜棱煤）,煤层致密,透气性极差。国家发展改革委员会制定的瓦斯抽采利用方案,曾将郑煤矿区所属三大煤田（荥巩、登封、新密）列为我国34个单一煤层严重突出矿区之首,称其为“国内煤与瓦斯突出最危险的矿区”。     

强行送电引起的瓦斯事故

阜新矿务局王营煤矿121区2112工作面,1995年11月28日发生了一起由于强行送电造成的瓦斯事故,死亡1人,伤26人。 2112工作面是综放工作面,采孙家湾一号煤层,煤层厚11.5m,设计掘进三条巷道,分别为上顺槽,下顺槽和顶板瓦斯道。上顺槽巷道长度为443m,下顺槽长度为472m,顶板瓦斯道至10月28日已掘进140m。由于工作面上顺槽供电故障,局扇电机烧毁,需要更换新局扇来排放瓦斯。当瓦斯道换完局扇送电时,发现局扇和附近的压风管线出现火花,在第2次强行送电时,漏电电流通过2112上顺槽安设的压风管线带电产生火花,引燃2112工作面积聚的瓦斯,造成燃烧,致使在上顺槽附近作业人员1人死亡,26人受伤。