沿空掘巷

摘要： 突出煤层开采中存在开采时遗留过多煤柱与消突工程量投入巨大的问题,这和现阶段煤炭开采的理念有差异,合理的煤柱宽度以及安全的巷道布置范围不仅能保证煤炭合理安全的开采,还能提高煤炭资源的采出率、降低突出煤层中防突消突的投入量和工程量。以新集二矿1_(上)煤230102工作面作为研究对象,采用理论分析和计算得出煤层开采过程中邻空煤体的应力分布规律以及极限平衡区宽度范围;采用钻孔测力计实测煤层开采过程中邻空煤体内垂直应力的变化情况,并结合数值模拟模拟工作面推进情况以及结合邻空、实体两侧煤体瓦斯含量确定了突出厚煤层采动卸压影响范围;基于FLAC^(3D)软件模拟不同煤柱尺寸下巷道掘进的情况,结合卸压范围以及工程实践中关注的问题进而确定了合理的煤柱宽度。研究结果表明:(1)随工作面持续推进,在工作面邻空煤体内的支承应力随距采空区深度的递增呈现先增高至峰值后降低至原岩应力水平的规律,其支承应力峰值会出现在煤壁深入9.18 m附近;(2)在突出厚煤层开采中,邻空煤体0~25 m为卸压影响区,其卸压区和塑性区为邻空煤体0~9.5 m;(3)留设宽7~9 m煤柱时,能提高突出厚煤层煤炭资源采出率,降低突出厚煤层沿空掘巷消突工程量,利于巷道围岩控制,保证安全生产。

摘要： 为了研究中厚煤层综采工作面沿空掘巷窄煤柱宽度,以银洞沟矿110103工作面回风巷为研究对象,通过理论分析、数值模拟相结合的方法,确定银洞沟矿护巷煤柱宽度为6 m。因为沿空巷道的作用允许其产生一定变形,根据模型变形量认为6 m宽度煤柱一定程度满足安全生产需求。

摘要： 为提高工作面煤炭采出率,利用理论计算、数值模拟和现场实验等科学手段,对东滩煤矿6306工作面沿空掘巷窄煤柱留设合理宽度进行分析和确定,并在此基础上结合现场工况提出了巷道支护技术。该支护技术应用之后,现场监测结果证明该沿空掘巷窄煤柱留设宽度满足现场施工需求。

摘要： 针对复合顶板沿空巷道煤柱合理尺寸难以确定及支护困难等问题,以泊江海子矿3-1煤层一面三巷布置的工作面为工程背景,采用理论分析和现场实测的方法,研究工作面回采后煤柱应力的分布规律。现场实测结果表明,工作面回采后煤柱应力沿侧向可分为低应力区和高应力区,低应力区距采空区边缘距离为14.5m,高应力区距采空区边缘距离为14.5~20m,最大应力峰值为29MPa,考虑到煤层裂隙发育、煤壁片帮等因素,综合确定沿空掘巷煤柱宽度为9m。同时结合具体地质条件进行沿空掘巷支护方案设计及矿压观测,巷道支护实践表明,试验巷道采用所确定的煤柱宽度及锚索网支护参数后,巷道围岩稳定,实现了工作面安全高效开采。

摘要： 本论文通过对棋盘井煤矿I020908工作面回风顺槽孤岛工作面沿空掘巷的支护条件、施工工艺的认真分析;实验测试了9#煤及顶板岩石的煤岩物理力学参数;数值模拟了I020908工作面采场及回风顺槽沿空掘巷巷道应力分布规律,结合现场调研和理论分析,确定了棋盘井煤矿I020908工作面回风顺槽沿空掘巷合理巷道煤柱宽度;同时,提出了棋盘井煤矿I020908工作面回风顺槽锚网索(梁)喷联合支护技术,并进行了现场实施;基本掌握了采用锚网索(梁)喷联合支护下的煤巷变形的基本规律,为矿井的安全生产提供了技术支撑和科学依据。

摘要： 为进一步提升煤矿生产的安全性和效率,以保兴煤矿11073工作面为例,在分析其地质条件的基础上,通过FLAC3D软件建立数值模拟模型并对其围岩稳定性进行分析,基于数值模拟结果和工作面的实际情况采用永久支护和强化支护方式对围岩进行联合控制,最后通过监测得知联合控制方案有效可行。

摘要： 合理的窄煤柱宽度与围岩控制方案是确保沿空掘巷成功实施的关键因素。为探究煤柱宽度与沿空巷道围岩应力及变形特征之间的关系,以羊场煤矿得马矿井21904运输巷为研究背景,通过理论计算确定了煤柱合理宽度为3.89~8.25 m;采用数值模拟的方法分析了不同煤柱宽度下煤柱垂直应力和巷道表面变形特征,确定了煤柱最佳宽度为5 m;对沿空巷道支护方案及参数进行设计,并对现场围岩控制效果进行观测。结果表明:巷道顶底板和两帮相对移近量最大值均小于40 mm,巷道围岩变形控制效果良好。研究成果为类似工程条件下巷道施工提供了借鉴。

摘要： 基于胀锁式对穿锚索的沿空掘巷窄煤柱双向加固技术是一种针对沿空掘巷留设煤柱支护的新型技术,为进一步研究胀锁式对穿锚索加固机理及优化支护方案,以济宁三号煤矿123_(下)04工作面沿空掘巷留设煤柱为工程背景,结合室内试验和现场工业试验的相关结论,采用FLAC^(3D)数值计算软件,分析了对锚固单元中煤体内部破裂特征及其演化过程和胀锁式对穿锚索荷载特征、不同加固方式下窄煤柱变形量变化规律及应力分布变化规律和胀锁式对穿锚索受力变化规律。结果表明:胀锁式对穿锚索可以有效控制窄煤柱变形;由锚索预应力产生的压应力区呈对称分布;锚固体内部产生了共轭剪切破坏带,且共轭剪切带与水平面夹角约为45°;锚索轴向荷载具有显著阶段特征;峰前阶段,锚索轴力基本稳定;峰后阶段,锚索轴力显著增大,且杆体中部载荷大于两端;锚索采用间排距在0.8 m×1.0 m~1.5 m×1.0 m的双排布置方式较为合理。研究成果可为完善胀锁式对穿锚索沿空掘巷窄煤柱双向加固理论和进一步推广该技术提供有力支撑。

摘要： 为解决倾斜厚煤层沿空掘巷窄煤柱留设合理宽度及围岩控制等难题,以新疆硫磺沟煤矿(4-5)06工作面沿空掘巷为原型,运用理论分析、数值模拟及现场监测相结合的研究方法,研究倾斜厚煤层相邻工作面回采期间围岩应力分布、变形特征及相应的控制技术。结果表明,窄煤柱应避开侧向支承压力集中区,合理的煤柱宽度应小于峰值应力所在位置,即距离采空区边缘10 m。回采期间,煤柱宽度小于4 m时,围岩整体变形相对较小,煤柱进入塑性破坏状态,但不存在稳定承载区域;煤柱大于5 m时,煤柱内存在“近零位移”区域,煤柱帮承载能力相对较强,综合考虑采空区积水、瓦斯、地质构造等影响,以及煤炭资源利用最大化,最终确定煤柱留设宽度为4~5 m。结合矿压监测结果,进一步优化试验工作面围岩支护方案,并提出在地质构造和淋水段加强支护,现场实测表明,该技术可有效控制倾斜厚煤层沿空掘巷非对称变形。

摘要： 以恒源煤矿487工作面窄煤柱沿空掘巷为工程背景,基于该矿工程实况采用理论计算、数值模拟等手段综合确定487工作面回风巷最优护巷煤柱宽度为5m;基于数值模拟分析了487工作面回采后沿空掘巷超前段顶板、实体煤以及煤柱内围岩应力分布、围岩变形与塑形区演化特征,针对性提出了高强锚杆索组合非对称支护技术,并分析了巷道支护应力场的合理性。工程实践表明:工作面回采动压影响下沿空掘巷围岩剧烈扰动范围存在于超前工作面30m内,顶底板及两帮移近量最大分别为574mm、759mm;超前工作面30m后巷道围岩变形趋于稳定,顶底板及两帮移近量平均分别为190mm、315mm,5m护巷煤柱和高强锚杆索组合非对称支护技术有效控制了沿空掘巷围岩变形。

摘要： 本文以赵固二矿二1煤层为研究背景,研究了大采高沿空掘巷围岩应力状态与力学特征、掘进和采动影响期间围岩变形与稳定性的动态演化规律,分析了煤柱尺寸效应及影响机理.并建立了大采高沿空巷道不同煤柱宽度FLAC3D三维数值模型,较真实地模拟了巷道支护结构与沿空巷道力学状态演化,研究得出在当前地质赋存和工程技术条件下,煤柱宽度为5m时围岩变形量最小,宽度为3m时次之,而煤柱宽度较大时(8m和11m)围岩变形量相对较大,通过综合分析优化该工程地质条件下沿空巷道煤柱尺寸合理煤柱宽度为5m,为相似条件下沿空巷道布置与煤柱优化提供了可靠依据.

摘要： 以赵固二矿二1煤11030运输巷沿空掘巷时的围岩和应力环境为研究对象,从巷道掘进前煤柱应力分布、掘巷期间围岩应力状态和围岩拉伸破坏发育特征三个方面,通过建立FLAC3D模型研究窄煤柱宽度对沿空巷道掘进期间矿压显现规律和围岩稳定性的影响.结果证明:煤柱宽度越小,掘巷时围岩条件越差,表现为煤岩体在应力重新分布过程中对应力变化敏感、易变形破坏、承载能力差等力学特性;巷道围岩应力重新分布后,集中应力向煤壁深部平移,煤柱宽度对应力极限平衡区宽度几乎没有影响,均为14.2m,但对垂直应力峰值影响显著;基于数值模拟研究及分析,综合考虑矿山压力与支护、采空区隔离与通风安全、资源采出率与社会经济效益等方面,建议选用受力状态较好、破坏程度较低的宽度为5m的煤柱,为类似条件下的沿空巷道布置与煤柱尺寸优化提供依据.

摘要： 以张双楼矿7121工作面为背景,分析了孤岛工作面沿空掘巷应力分布特征及冲击地压发生原因,提出了巷道控制技术,并进行了FLAC数值模拟分析.孤岛工作面应力分布基本呈“马鞍形”,应力集中系数k约为3,高静载主导-强动载诱发的动静载叠加诱冲机理;巷道采用高强锚杆内强支护体、大直径钻孔弱结构体、原岩应力外强结构体为一体的支护-卸压协同控制技术;支护-卸压协同控制时应力峰值58.66MPa、两帮收敛量57.76mm、右帮塑性区范围较大,冲击危险性小;现场巷道变形监测效果良好.研究成果为深井煤岩强动力灾害防治提供借鉴和指导.

摘要： 随着矿井开采深度的增加,采煤工作面回风平巷受区段煤柱支撑压力和采动压力的影响越来越大,巷道维修工程量和维修成本增大.本文通过任家庄煤矿运用留窄小煤柱沿空掘巷技术实践,得出留窄小煤柱沿空掘巷不仅可以改变巷道受力状况,改善巷道使用及维护条件,而且,提高采区回采率,具有普遍推广意义.

摘要： 为了确定孔庄煤矿Ⅳ1采区沿空掘巷的合理区段煤柱尺寸,针对孔庄煤矿深部开采的7433综放工作面地质和开采技术条件,利用FLAC3D数值模拟软件建立工作面回采的三维力学计算模型,得出工作面侧向煤体支承压力分布规律.其中低应力区范围为10m,支承压力影响范围为58m,支承压力高峰位于煤壁内26m;回采后采空区上部岩梁运动基本稳定时滞后工作面的距离为280～300m.在此基础上,通过数值模拟软件分别对留设不同尺寸煤柱进行模拟分析,对比不同煤柱尺寸下沿空巷道煤柱侧水平位移、巷道顶板下沉量以及四周塑性区范围,最终确定留设煤柱的最优尺寸为7m.

摘要： 为了提高2号煤的采出率,在1927运料巷进行三软煤层沿空掘巷试验.通过理论计算确定合理的煤柱宽度为4.72 ～5.34m,然后利用FLAC3D数值模拟软件比较了护巷煤柱不同宽度下巷道围岩的应力分布及围岩破坏情况,最终确定煤柱的宽度为5.0m.同时,在沿空掘巷顶板运动特征的基础上,提出巷道稳定性是由"顶板-两帮-支护体"共同组成的联合承载结构决定的.建立了该结构的力学模型,进行了力学分析,得出了影响其强度的因素,并结合数值模拟确定了支护参数.现场应用表明,1927运料巷变形量小,能够满足生产的需求,为三软煤层沿空掘巷设计提供了参考.

摘要： 长期以来,塔山煤矿区段间一直采用留设宽煤柱护巷,煤柱宽度38m-45m,工作面采高3.8m,放顶煤高度11.2m,回采期间两巷出现较严重的冲击矿压现象,影响安全生产,且煤炭损失严重.为此,试验研究沿空掘巷.运用数值模拟分析,得出综放沿空掘巷小煤柱合理宽度为6m.现场试验表明,巷道围岩变形得到了有效控制,满足了工作面正常生产要求.

摘要： 在现场调查和理论分析的基础上,根据最小应力原理确定了东怀煤矿3I01工作面进风巷沿空掘巷小煤宽度.同时,针对软弱顶底板条件下沿空掘巷小煤柱护巷围岩变形特征和应力场分布特点,提出了以控制"大结构"稳定为核心的锚杆、金属网、H型钢带、锚索和桁架锚索的非对称联合支护技术.通过数值模拟和现场应用验证了小煤柱宽度的合理性以及提出的技术对软弱顶底板沿空掘巷巷道围岩控制的可靠性,对软弱顶底板条件下的沿空掘巷及其围岩控制技术具有一定的参考价值.

摘要： 羊场湾煤矿作为神华宁煤集团主力生产矿井,核定生产能力为1500×104t/a,采用6.2m大采高一次采全厚工艺开采.受上区段采动压力影响,回风顺槽在掘进过程中出现剧烈变形,甚至破坏,被迫采用单体支柱密集棚加强支护,造成人力、物力的较大消耗,影响工作面掘进和采掘接续,构成了顶板安全的隐患.

摘要： 针对塔山矿特厚煤层留设大煤柱开采过程中煤炭资源损失严重、巷道冲击矿压明显、巷道变形难以控制等技术难题,综合运用地袁沉降实测、实验室物理相似模拟及数值模拟等方法,取得了如下成果:掌握了特厚煤层大采高综放面采空区稳定前后端部结构特征,提出了三角滑移区及其运动模式,并将工作面端部分为滑移破裂区、拉压裂隙区和压剪裂隙区三个裂隙发育区;分析了采空区稳定前后侧向支承压力时空演化规律,当采厚为15m时,应力降低区为0～17m;确定在上区段工作面回采结束9个月后留设6m小煤柱掘巷.

摘要： 本发明公开一种采用预掘挡矸回收巷回收沿空留巷挡矸支架的方法，包括如下步骤：S10、获取采煤工作面的参数；S20、计算采煤工作面所需挡矸支架的型号、数量以及支护范围；S30、计算挡矸回收巷的参数，挡矸回收巷的参数包括挡矸回收巷的长度、宽度、高度以及支护形式；其中，挡矸回收巷的开口设于回撤通道内，挡矸回收巷与沿空留巷联通，且挡矸回收巷的走向与沿空留巷一致；S40、施工挡矸回收巷，施工时按照边掘进边支护的方案进行，待掘进完成后向挡矸回收巷全断面充填矿用无机发泡材料；S50、采煤工作面采煤结束后，利用挡矸回收巷回收挡矸支架。本发明通过挡矸回收巷可对沿空留巷内的挡矸支架进行回收，可有效保障工作面安全高效回采。

摘要： 本发明公开了巷顶沿空掘巷顶板非对称锚杆支护试验台和试验方法，试验台壁是由内外嵌套结构组成，可以实现横向和上下的伸缩，适应各种大型和小型试验的要求。按照常规岩石力学试验得到的强度和相似模拟试验要求进行配比，配比出能够满足相似比折算出来的强度的透明岩体材料。该方法可实现实验室对巷顶沿空掘巷非对称顶板的支护研究，实体模型顶部边缘为弧形，试验可完成非对称锚杆支护试验，即左右锚杆长度不一，通过透明岩体观察到非对称锚杆支护下岩体内部裂隙的发育情况，克服了岩体内部无法观察到的黑箱难题。考虑了巷顶沿空掘巷上部的采空区矸石垫层对顶部载荷的影响，实现了错层位巷顶沿空掘巷非对称围岩的非对称锚杆支护机理的研究。

摘要： 本发明涉及煤炭开采领域，具体是一种倾斜厚/特厚煤层巷顶沿空掘巷顶煤支护加固方法。解决了采用架棚支护成本高、操作复杂、工人劳动强度大的问题。包括以下步骤，1）在倾斜厚/特厚煤层中采用进风巷沿顶板设置，回风巷沿底板设置的错层位巷道布置，工作面下端通过圆弧段逐渐过渡至水平，下一工作面的回风巷，即巷顶沿空掘巷与上一工作面的进风巷重叠布置。2）巷顶沿空掘巷与上一工作面平行推进。3）从进风巷向巷顶沿空掘巷打锚杆或锚索，或者从回风巷的巷顶沿空掘巷向进风巷安装锚杆或锚索。4）锚杆或锚索贯通中间煤体后，在两条巷道中分别在锚杆或锚索两端安装托盘，加固和支护巷顶沿空掘巷顶煤。

摘要： 本发明涉及煤炭开采领域，尤其涉及双巷布置的沿空掘巷一体化支护与一巷多用回采方法。结合现有超长推进距离工作面双巷掘进技术的限制以及沿空掘巷技术跳采而产生孤岛工作面无法保障工作面高效生产的局限性。提出了双巷布置的沿空掘巷一体化支护与一巷多用回采方法。本发明适用于煤层厚度较大的采区，可在纵向上布置“一高、一低、水平错距”的回采巷道；在煤质较硬、瓦斯含量较高、煤层及顶板具有动力灾害问题的矿井，可充分实现“一巷多用”功能。该方法实现了，提高矿井煤炭资源采出率；利于巷道维护；沿顶措施巷道可根据矿井实际情况，作为卸压巷、瓦斯抽采巷或实现顶煤弱化等多功能用途，达到沿顶巷道“一巷多用”的效果。

摘要： 本发明公开了一种煤矿沿空掘巷的巷帮支护系统及方法，涉及煤矿井巷工程技术领域，该系统包括锚索、托盘、调芯球垫圈和锚具；巷帮上设有锚索孔，所述锚索伸入所述锚索孔内并通过凝固药卷与所述锚索孔的内壁固定连接；所述托盘、调芯球垫圈和锚具均套在所述锚索位于所述锚索孔外的部分且从靠近巷帮的一侧到远离巷帮的一侧依次排列；所述托盘上朝向所述调芯球垫圈的一侧设有凹槽，所述调芯球垫圈与所述凹槽转动配合。本发明的优点在于：提高了支护强度，避免了对锚造成剪切破坏，从而避免了二次支护和巷道维修，消除了安全隐患。

摘要： 本发明公开了回风巷沿空掘巷全长锚固方法，回风巷沿空掘巷全长锚固方法，包括如下步骤：S1：根据工作面设计支护方案；S2：准备支护材料；S3：临时支护；S4：锚杆施工；S5：锚索施工。本发明使用左旋高强度锚杆加锚索、锚杆全长锚固支护方案，在不增加支护材料费用情况下，支护强度更高，掘进进尺变高；使用此支护方法后，小煤柱帮再无明显变形，支护达到效果；支护排距由原先的0.7m增加到1.0m后，进尺由2.8m增加到4.0m。

摘要： 本发明公开了巷顶沿空掘巷顶板非对称锚杆支护试验台和试验方法，试验台壁是由内外嵌套结构组成，可以实现横向和上下的伸缩，适应各种大型和小型试验的要求。按照常规岩石力学试验得到的强度和相似模拟试验要求进行配比，配比出能够满足相似比折算出来的强度的透明岩体材料。该方法可实现实验室对巷顶沿空掘巷非对称顶板的支护研究，实体模型顶部边缘为弧形，试验可完成非对称锚杆支护试验，即左右锚杆长度不一，通过透明岩体观察到非对称锚杆支护下岩体内部裂隙的发育情况，克服了岩体内部无法观察到的黑箱难题。考虑了巷顶沿空掘巷上部的采空区矸石垫层对顶部载荷的影响，实现了错层位巷顶沿空掘巷非对称围岩的非对称锚杆支护机理的研究。

摘要： 本发明涉及煤炭开采领域，具体是一种倾斜特厚煤层巷顶沿空掘巷非对称锚秆支护方法。包括以下步骤：第一步：采用错层位巷道布置方法，在相邻区段的同一层煤层中，将连接回采工作面两端的进风巷与回风巷分别布置在特厚煤层的不同层位，进风巷沿顶板，回风巷沿底板；第二步：将接续工作面的回风巷以内错式的方式布置在已开采区段下部采空区边缘下方，形成巷顶沿空掘巷，通过调整内错距离；第三步：具体设计锚杆或锚索支护方案。本发明降低了支护成本，提高了成巷速率，矿井安全得到保障，有利于高产高效。

摘要： 本发明涉及煤炭开采领域，具体是一种倾斜厚/特厚煤层巷顶沿空掘巷顶煤支护加固方法。解决了采用架棚支护成本高、操作复杂、工人劳动强度大的问题。包括以下步骤，1）在倾斜厚/特厚煤层中采用进风巷沿顶板设置，回风巷沿底板设置的错层位巷道布置，工作面下端通过圆弧段逐渐过渡至水平，下一工作面的回风巷，即巷顶沿空掘巷与上一工作面的进风巷重叠布置。2）巷顶沿空掘巷与上一工作面平行推进。3）从进风巷向巷顶沿空掘巷打锚杆或锚索，或者从回风巷的巷顶沿空掘巷向进风巷安装锚杆或锚索。4）锚杆或锚索贯通中间煤体后，在两条巷道中分别在锚杆或锚索两端安装托盘，加固和支护巷顶沿空掘巷顶煤。

摘要： 本实用新型公开了一种沿空掘巷巷旁支护结构，包括底座与支护体，所述底座两侧对称设置有稳定机构，所述底座顶部中间设置有液压缸，所述液压缸顶部设置有安装板，所述安装板与底座之间设置有密封机构，所述支护体设置于安装板顶部，所述安装板顶部边缘设置有加强框板，所述加强框板与支护体相贴合，相邻两个所述支护体通过固定机构连接，所述支护体右侧设置有填充口，且所述支护体内开设有与填充口相连通的腔室，本实用新型结构简单，设计合理，能够根据煤矿巷道的高度，加设不同的数量的支护体，并通过液压缸对装置进行高度的微调，从而更好的通过支护结构进行支撑。