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.     

朱仙庄矿10煤地质力学评估及其回采巷道分类支护

为有效解决深部煤炭开采过程中回采巷道围岩失稳严重、变形破坏剧烈等问题,利用室内试验测试、围岩结构观测、地应力原位测量及现场监测等手段,分析得出巷道围岩地质力学属性和原岩应力分布特征,并结合矿井生产技术条件对巷道围岩进行地质力学评估和稳定性分类。以淮北朱仙庄煤矿10煤的Ⅱ1053工作面为工程背景,构建基于地质力学评估的巷道分类控制支护体系,并对该工作面回采巷道支护参数进行优化设计。用FLAC3D数值模拟和井下监测等技术方法,对掘进及回采期间巷道围岩应力、位移、锚杆受力及塑性区分布特征等进行分析。结果表明,将试验测试和现场数据资料相结合,以地质力学评估为基础的巷道分类支护技术明显优于以往经验设计法,能有效保障回采工作面的安全快速推进。     

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。根据南区     

锚喷支护破碎岩层的地勘坑道效果显著

我队施工地点河南省洛宁县上宫金矿区,地层复杂,地表裂隙发育,浅部含风化裂隙水。沿脉勘探坑道均布置在断裂蚀变构造带接触面,围岩f值6～8,软弱破碎,且遇水软化、泥化。沿脉主巷约80％需要支护,常常由于掘进后支护不及时以及木支架不足以维护围岩的稳定而发生冒顶和片帮。这不仅影响掘进速度,增加工程成本,而且威胁工人的安全。为此,我们于1986年下半年开始试验,1987年推广使用锚喷支护。在巷道开挖之后,首先进行围岩收敛量测,对量测数据用计算机进行回归分析,得出围岩变形曲线,     

同忻井田地应力测量与回采巷道稳定性研究

为保证同忻煤矿安全、高效开采,采用应力解除法对大同矿区同忻井田3-5#煤层的地应力场进行了测量,结合理论分析、数值模拟与现场监测,分析了在该类型应力场中不同巷道布置方向与巷道围岩稳定性之间的关系。测得同忻井田最大主应力为20.42 MPa,方位角为245.18°,确定了同忻井田地应力场属于σHv型。理论计算和数值模拟的结果表明,有利于回采巷道稳定性的布置方向为与最大水平主应力方向成30°,并采用巷道顶板离层监测仪对其进行了验证。     

对煤矿井巷支护方式的探讨

以松木为主要材料的木支护方式至今在南方煤矿区仍占70%以上,绝大多数煤矿在回采工作面及煤巷掘进中基本使用木支架。因此,如何解决巷道开拓在煤层中,既要安全进尺到指定位置,以提高煤炭资源回收率,又要千方百计降低百米巷道维修费用,这样,对支护方式的探讨就具有其重要意义了。本文对回采煤层顶区时,上风巷下底梁支护和在中厚煤层或“鸡窝”状煤     

复杂地质条件对煤层开采的影响和对策

天湖山矿区煤层赋存主要特征。天湖山矿区位于阳山———剑斗背斜西翼，煤采地层为下二迭纪童子岩组一段，矿区含煤层数较多且密集，煤层沼气涌出量低。含煤地层在成煤期地壳震荡运动极为频繁，不利于原煤层形成，煤层薄且极不稳定。后期构造运动对煤层形态稳定性影响极大，F31缓倾角逆掩断层切割全区，上盘煤层受密集断层切割，完整性差，倾角变化大；下盘受不对称宽缓复背斜褶皱挤压，产状多变，波浪起伏。从形态看，上盘的煤层常见藕节状、鸡窝状、阶梯状等各种不规则状；下盘煤层为紧密线性褶曲，波幅一般为20—30m，次级向背斜反复绵…     

突出煤层掘进防突技术研究

针对焦作矿区单一煤层开采特点,分析煤巷掘进突出和瓦斯涌出规律,探讨防突措施的适应性,研究出严重突出危险掘进工作面中高压注水综合措施,即在巷道两侧布置长钻孔抽放工作面前方及两侧煤体瓦斯,向掘进工作面前方应力集中带内打短钻孔进行中高压注水。边掘边抽钻孔提前抽放瓦斯,增大煤体透水性,有利于煤层注水和较高的压力水压裂破坏煤体,增加煤体透气性,提高瓦斯抽放效果。通过在严重突出矿井试验,3115m巷道未发生一次突出,巷道掘进速度平均提高一倍以上,有效解除了突出危险,大幅度提高了掘进速度。研究与实践证明,中高压注水综合防突措施具有广泛的适用性、有效性和安全性特征。     

浅埋厚煤层回采巷道围岩破坏分析及支护优化

为解决神东矿区浅埋厚煤层回采巷道围岩变形量大、巷道维护效果不佳等问题,以神东矿区某矿105工作面胶运顺槽为工程实例,综合利用理论分析、数值模拟和现场实测方法,对巷道围岩破坏机制和围岩应力状态进行分析并对巷道支护方案进行优化。结果表明:巷道支护的主要对象是巷道塑性区内圈松散破碎煤岩体;巷道顶板、副帮、正帮松动破坏范围分别为3.42 m、1.51 m、1.36 m;巷道锚杆锚固段未全部处于深部稳定煤岩体中,锚杆锚固能力未得到充分发挥,是导致巷道围岩变形量大、锚固失效的根本原因。基于巷道围岩松动圈实测和数值分析结果,对巷道支护方案进行优化,现场应用表明,巷道支护方案优化后,锚杆支护作用得到充分发挥,巷道表面位移降幅明显,巷道维护效果得到明显改善。     

大采高工作面回风巷道支护参数优化研究

为减少大采高回采巷道支护成本,提高掘进效率,以补连塔煤矿12511大采高工作面回风巷道为对象,通过对比不同支护方案巷道围岩的稳定性,研究巷道支护参数的可优化性。针对现有支护方案,开展理论分析、现场实测进行巷道围岩稳定性分析;针对参数优化后支护方案,采用数值模拟分析巷道围岩的稳定性。结果表明：现有支护条件满足安全生产要求,采动影响下巷道围岩未发生明显破坏,支护强度偏大;通过改变锚杆、锚索的直径、数量和排距,优化支护参数;优化后方案相较于现有支护方案,正帮、副帮和顶板的变形量仅分别增加10%、6%和16%,满足巷道支护要求;方案优化后支护成本降低47.3%,提高巷道掘进效率,改善矿井接续紧张局面。     

深部巷道围岩变形的数值模拟和模型试验

为研究煤柱宽度和煤层倾角对深部沿空巷道围岩的变形影响规律,采用数值模拟对沿空巷道煤柱宽度和煤层倾角的变化对围岩的变形影响规律进行分析,结果表明,煤柱宽度的变化对巷道围岩变形的影响十分明显。随着煤层倾角的增大,巷道围岩变形曲线呈现凹槽形状,表现出在煤层倾角中间值的巷道围岩变形值小于煤层小倾角和大倾角对应的巷道围岩变形值。然后,用模型试验验证数值模拟结果。验证结果表明,煤柱宽度和煤层倾角对应的巷道围岩变形较敏感期发生在开采深度600 m和900 m左右,开采深度在600～900 m之间时,巷道围岩变形与煤柱宽度和煤层倾角的大小基本上呈线性增长关系,而当开采深度超过900 m后,应适当加宽护巷煤柱宽度,以确保深部巷道围岩的稳定。     

对煤矿井巷支护方式的探讨

以松木为主要材料的木支护方式至今在南方煤矿区仍占70%以上,绝大多数煤矿在回采工作面及煤巷掘进中基本使用木支架.因此,如何解决巷道开拓在煤层中,既要安全进尺到指定位置,以提高煤炭资源回收率,又要千方百计降低百米巷道维修费用,这样,对支护方式的探讨就具有其重要意义了.     

煤层小褶曲应力分布数值模拟

为研究煤层小构造对矿井安全生产的影响,在分析力学模型基础上,利用FLAC3D软件对煤层小型褶曲进行了应力分布数值模拟,并基于残余构造应力场反演分析,研究了煤巷掘进工作面靠近小型褶曲时工作面前方煤层应力变化情况。结果表明:发生小褶曲形变过程中,煤层内部不同部位的应力性质趋于稳定,应力集中程度发生明显变化;当变形停止后,褶曲不同部位的应力集中程度存在很大差异;对褶曲煤层进行巷道开挖,随着工作面向褶曲轴推进,工作面前方会出现应力异常变化。以上现象结合瓦斯运移规律,可以从地质力学的角度解释煤层小褶曲导致瓦斯异常涌出和瓦斯动力灾害的原因。矿井生产实例也证明了小型褶曲的重要影响。     

上行卸压开采顶板裂隙带巷道失稳过程物理模拟

为解决上行卸压开采顶板裂隙带巷道大变形问题,采用物理模拟方法,研究上覆岩层活动特征及裂隙发育破坏过程,分析锚杆支护条件下巷道围岩应力变化过程及变形破坏特征。结果表明:顶板裂隙带巷道随着上覆岩层有整体下沉特征;上行开采采动影响阶段,在采动应力与巷道掘进围岩应力叠加形成的应力场和采动裂隙场共同作用下,顶板裂隙带巷道围岩强度大幅降低,巷道断面收敛变形强烈,采动影响稳定阶段围岩应力低,用锚架联合支护或注浆加固围岩技术手段能维护巷道断面,保证其安全使用。     

大断面动压回采巷道围岩变形规律及其控制技术

针对大断面动压回采巷道大变形问题,以成庄矿近20 m~2的强扰动回采巷道为例,采用数值模拟及现场实测的方法,对围岩破坏特征、变形规律以及稳定性控制技术进行分析。研究表明:断面尺寸的增大及强回采扰动迫使巷道发生非对称性变形,内部发生分区破坏;采掘应力作用下巷道围岩变形破坏具有明显的阶段性特征;对于大断面动压回采巷道稳定控制,单一的传统支护方式已难以奏效,需采用新型"三高"锚杆及注浆加固等分区协同支护技术;实例中采用该技术支护巷道后,底板底鼓量减少450 mm,两帮移近量减少800 mm,巷道变形得到了有效控制。     

矿山压力的研究、分析、认识及其在我矿巷道掘进中的运用,促进了煤矿安全生产

通过对掘进巷道不同围岩性质,遭到破坏时显现的不同压力研究分析认识,并应用于巷道设计及掘进过程中,即根据不同的压力情况,合理选择巷道断面形状、巷道尺寸、巷道位置＼巷道支护形式及其相关材料,达到有效预防巷道失稳,有效地减轻矿压的危害,使巷道保护、巷道支护、巷道维修费用降低到最低程度,又确保安全生产的目的。对矿山压力的研究、分析、认识及其在巷道掘进中的应用如下：一、矿山压力的研究、分析、识识。在实践生产工作中,我们通过研究、分析、认识到围岩压力是由于原岩应力平衡,在采掘过程中,遭破坏,在建立新的平衡时…     

两次错打铃 丢了工友命

1992年4月19日中班,徐州市煤炭工业公司马庄煤矿355掘进工作面正在施工。22时53分,第六部小绞车司机朱子军听到走钩铃响,即按下绞车启动按钮开始拉车。约2分钟后,他发现装满煤的重车以不同往常的速度迎面冲来,急忙向身后的躲避峒跑去。惊慌之中,被飞驰而来的矿车追上撞倒,人体被沿轨道向前推滑约9米,因伤势过重而当场死亡。 355掘进工作面设计全长420米,事故发生时已掘进310米。为了回采时铺设运输机方便,巷道沿中线掘进。由于断层的破坏和煤层顶底板的变化,造成巷道起伏不平,人工推车很困难。为此,安装了10部JD-11.4型调度绞车用来牵引矿…     

沿空留巷在大倾角采煤工作面的应用

<正>沿空留巷在大倾角采煤工作面的应用,一直是井下采煤不断探讨和急需解决的问题。大海煤矿1801区回采工作面由于煤层倾角大,煤层赋存不稳定等特点,增加了掘进工程量,也严重制约了安全生产。因此,该区在回采的过程中,采用沿空留巷方法,减少掘进工程量,从而提高了煤炭资源回采率,实现了安全高效。下面就沿空留巷在大倾角采煤工作面的应用,谈几点认识。     

特厚煤层巷道冲击特征及冲击危险性评价方法研究

通过研究特厚煤层巷道能量储存、应力分布及围岩强度特征,揭示了特厚煤层巷道与薄及中厚煤层相比具有储存能量多、应力影响范围广及围岩强度低的主要冲击特征。基于特厚煤层巷道冲击特征和冲击地压启动理论,提出了综合弹性能指数、应力比指数和冲击能量速度指数的冲击危险性评价多元指数法,建立了特厚煤层巷道冲击危险性的综合评价指标体系。将该评价指标体系应用于陕西某矿特厚煤层掘进期间巷道冲击危险性评价,根据评价结果对冲击地压危险区域采取了合理的卸压措施,保证了工作面的安全开采。     

突出煤层低位抽放瓦斯巷道消突的石门揭煤技术

针对要穿越缓倾斜突出煤层的石门揭煤时出现的情况:煤层瓦斯压力大,穿越煤层长,并且是又从煤层底板进行石门揭煤,单独在掘进工作面采用瓦斯抽放钻孔的消突措施,控制范围小,施工难度高,工程量大,消突效果差,揭煤周期长等难题,为此专门在揭煤路径的方向上,距离煤层底板适当距离处,布置一条低位抽放瓦斯专用措施巷道进行消突。由于在低位抽放巷道中进行钻孔施工容易,钻孔能够控制煤层范围大,并且在岩石围岩中的封孔质量高,抽放瓦斯效果好,消突效率高,这较原来石门揭煤方法工期缩短了近40%时间,取得经济效益和安全效益双赢。同时这种工艺也可用于其他类似石门揭煤。