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复杂条件普采工作面沿空留巷技术研究

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1绪 论

1.1研究目的与意义

1.1.1小宝鼎煤矿采掘存在的严重问题

1.1.2无煤柱开采可行性分析

1.1.3预期的社会经济效益分析

1.2国内外研究概况

1.3研究内容与方法

1.3.1主要研究内容

1.3.2研究方法

1.4本章小结

2留巷前锚网加强支护设计

2.1试验巷道围岩及原支护方式

2.2试验巷道锚网加固参数设计

2.2.1关于锚杆直径

2.2.2顶板及两帮锚杆锚固形式

2.2.3锚固剂类型及规格

2.2.4锚杆及其附件、锚杆布置

2.2.5支护及监测材料汇总

2.2.6加固施工要求

2.3本章小结

3充填材料合理配比及结构尺寸确定

3.1水泥、煤及水的配比

3.2巷旁充填体宽度确定

3.3本章小结

4充填方案确定与充填工艺研究

4.1试验点地质及生产技术条件

4.1.1 8322-3工作面位置与地质概况

4.1.2 8322-3工作面生产技术条件

4.2充填工艺与充填体基本参数确定

4.2.1巷旁充填工艺

4.2.2风力充填系统的设计

4.2.3充填体位置确定

4.2.4充填设备布置

4.2.5充填体的成形设计

4.3充填点支护

4.4巷旁充填施工过程

4.4.1巷旁充填工艺

4.4.2充填劳动组织与充填作业安排

4.4.3工作面前方与后方巷内加强支护

4.4.4充填固料用量与每班充填时间

4.5人工沿空留巷的施工方法及措施

4.5.1施工方法

4.5.2安全措施

4.6本章小结

5工业性试验及技术效果分析

5.1矿压观测方案

5.1.1观测目的

5.1.2观测内容

5.1.3观测方法

5.1.4测区布置

5.2矿压观测结果

5.2.1巷道围岩表面收敛观测结果

5.2.2支柱载荷观测结果

5.2.3充填体内部载荷观测结果

5.3充填效果图片

5.4本章小结

6创新点及主要结论

6.1创新点

6.2主要结论

致 谢

参考文献

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摘要

近年来,攀煤(集团)公司小宝鼎煤矿,由于矿井生产能力提升,在目前主通风机条件下已出现通风能力紧张问题,加之目前高瓦斯掘进头、工作面增多,就目前的通风状况,再多布置掘进头保接替从客观上已不能满足“一通三防”要求,此外,矿井长期采用留煤柱开采,造成诸多技术、生产、安全及经营方面的问题,因而存在重大安全隐患。
   本文通过试验研究煤矿井下无煤柱开采技术,选择一种成本低、效率高、效果好的开采方式。首先研究了沿空留巷围岩稳定的基本规律和沿空留巷顶板与充填体相互作用机理,通过确定充填材料合理配比及结构尺寸,设计留巷前锚网加强支护,最后确定了充填方案及其工艺。
   研究表明:巷帮充填对前巷内锚杆、锚索进行加强支护可以有效、减少顶板下沉,确保沿空留巷巷旁围岩整体稳定。充填体以工作面碎煤为骨料、普通硅酸盐水泥为胶结料的充填体,充填体能否保证沿空留巷的成功关键在于巷旁充填材料的是否配比合理,以保证巷旁充填充填体的初期强度和后期强度。研究表明,充填体强度与材料配比有明显关系,水泥含量越高,充填体强度就越高;含水量越高,充填体强度就越低。
   首次突破已有的成本较高的高水材料充填工艺,研究采用成本低廉、材料来源广泛的普通硅酸盐水泥(胶结料)和工作面碎煤(骨料)为充填体材料的沿空留巷新技术。此项技术在大倾角(煤层平均倾角24°)煤层条件下沿空留巷取得成功,并有效解决瓦斯含量高、有发火倾向的煤层掘进速度慢、安全可靠性差等问题。

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