综放沿空留巷几个关键问题的研究
沿空留巷技术研究与应用
沿空留巷技术研究与应用沿空留巷技术是一种针对地下矿山开采过程中的巷道支护问题的新型技术,通过在巷道上方留置一定宽度的空间,利用支撑结构来实现巷道的支护,有效地解决了传统巷道支护方式存在的问题。
近年来,沿空留巷技术在矿山工程中得到了广泛的应用,并取得了良好的效果。
本文将重点介绍沿空留巷技术的研究现状和应用场景,并对其未来的发展方向进行探讨。
一、沿空留巷技术的研究现状1.技术原理沿空留巷技术是一种在地下矿山开采过程中利用巷道上方留置一定宽度的空间,通过支撑结构来实现巷道的支护的新型技术。
其主要原理是通过在巷道顶部安装钢架或悬吊支撑结构,将顶板处的分散荷载集中到支撑结构上,从而减小了顶板的荷载,增加了巷道的承载能力,并且在支撑结构的作用下,有效地减小了地质应力对巷道的影响,降低了巷道的变形和开裂。
2.研究进展近年来,针对沿空留巷技术的研究取得了一系列的进展。
学者们对支撑结构的形式、材料、安装方式等进行了深入研究,提出了一系列有效的支护方案。
通过数值模拟和物理模型试验等手段,对沿空留巷技术的支撑效果进行了分析和验证,为其在实际工程中的应用提供了科学的依据。
1.岩石类矿山在岩石类矿山的开采过程中,由于地质应力的作用,巷道顶板易出现开裂和坍塌的情况,传统的支护方式难以满足巷道的安全要求。
而沿空留巷技术能够有效地减小地质应力的影响,提高巷道的承载能力,因此在岩石类矿山中具有广阔的应用前景。
2.煤矿未来,需要进一步改进沿空留巷技术中的支撑结构形式、材料和安装方式等,提高其适用范围和适应性,以满足不同地质条件下的巷道支护需求。
2.工程应用随着沿空留巷技术的不断改进和完善,其在地下工程中的应用将会越来越广泛。
未来需要加强对该技术在实际工程中的应用,总结经验和教训,为其在工程中的规范化应用提供依据。
3.科研攻关在沿空留巷技术的研究中,还存在一系列的难点和问题,需要加强科研攻关,推动该技术的进一步发展。
如何在巷道开挖过程中避免对支撑结构的破坏,如何提高支撑结构的疲劳寿命等都需要进一步的研究和探讨。
煤矿开采中沿空留巷技术的应用研究
煤矿开采中沿空留巷技术的应用研究煤矿开采是煤矿生产的关键环节,而沿空留巷技术是煤矿开采中的一项重要技术。
沿空留巷技术是指在煤炭开采过程中,为了控制矿压和提高矿井安全、增加煤炭采运效率,将煤层的一部分或全部不采取方式保留起来,这样就形成了沿空留巷。
沿空留巷技术的应用对煤矿的安全生产和提高煤矿开采效率具有重要意义。
本文将就煤矿开采中沿空留巷技术的应用进行研究。
一、沿空留巷技术的原理和意义沿空留巷技术是在煤炭开采中为了保护矿柱、控制矿压,提高矿井安全和提高煤炭采运效率而采用的一项技术措施。
它通过在煤炭开采过程中留出一定的区域,即留巷,使得矿柱能够承受一定的压力,起到支护和控制矿压的作用。
沿空留巷技术的应用可以有效地控制矿压,减少矿灾事故的发生,保障矿工的生命安全。
沿空留巷技术还可以提高煤矿开采效率,减少综采工作面的煤层损失,降低开采成本,增加经济收益。
沿空留巷技术在煤矿开采中具有非常重要的意义。
二、沿空留巷技术的应用现状1. 沿空留巷技术在矿井支护中的应用在煤层开采过程中,沿空留巷技术不仅可以对矿柱进行有效的支护,还可以通过合理的设计和施工来减少矿柱的破坏,降低煤层的损失,提高煤炭的回收率。
煤矿瓦斯是煤矿生产中的一大隐患,沿空留巷技术的应用可以有效地减少矿场内瓦斯的聚集和积聚,有效地控制了瓦斯的涌出和爆炸的发生。
通过沿空留巷技术的应用,可以减缓煤层的顶板运移速率,降低矿压的影响范围,有效地保护矿井的安全生产。
1. 技术和设备的更新换代随着我国煤矿开采技术的不断攀升和矿井深度的增加,沿空留巷技术需要更高性能的设备和更科学的技术手段来支持。
未来,沿空留巷技术的设备和技术将向着智能化、自动化和集成化方向发展。
2. 沿空留巷技术的理论研究随着煤炭资源的逐渐枯竭,煤矿的深部开采和难采煤层的开采将成为未来煤炭生产的一个重要发展方向,沿空留巷技术的理论研究将更加重要。
未来,沿空留巷技术的研究将更加注重计算机模拟、数值模拟、仿真试验等现代化手段的应用。
煤矿开采中沿空留巷技术的应用研究
煤矿开采中沿空留巷技术的应用研究一、沿空留巷技术的基本原理沿空留巷技术是指在煤层开采过程中,挖掘越空巷道留下一定厚度的覆岩,以保证巷道避让的煤柱和下部抽采的煤柱之间有一定的覆岩层厚度,达到确保安全和高效开采的技术。
沿空留巷技术的基本原理主要包括以下几点:1.保障安全:留巷技术可以有效地保证留巷和开采空间之间有足够的覆岩层,从而保障矿井开采过程中的安全。
2.提高煤炭回收率:通过留巷技术可以最大限度地提高煤炭的回收率,减少矿井的损失。
3.减少瓦斯爆炸事故:沿空留巷技术可以减少煤与瓦斯爆炸的危险,提高矿井的安全性。
4.提高开采效率:留巷技术可以增加矿井的开采空间,提高煤炭的开采效率。
二、沿空留巷技术的应用现状目前,沿空留巷技术在中国的煤矿开采中得到了广泛的应用,特别是在深部、超深部煤矿开采中。
以大庆煤田、黄河煤田、鄂尔多斯煤田、韩城煤田等为代表的煤矿,都采用了沿空留巷技术,取得了显著的效果。
在实际应用中,沿空留巷技术主要包括以下几个方面的内容:1.根据煤层地质条件和矿井布置,确定留巷的位置和尺寸,确保留巷的安全性和稳定性。
2.利用先进的采矿设备和技术手段,实施留巷工程,确保留巷的质量和进度。
3.根据矿井的生产情况和瓦斯涌出规律,对留巷工程进行定期检测和维护,防止瓦斯事故的发生。
通过以上的应用实例可以看出,沿空留巷技术在我国的煤矿开采中得到了广泛的应用,并取得了良好的效果。
在提高矿井的安全性和生产效率方面发挥了积极的作用。
三、沿空留巷技术的发展趋势随着煤矿开采技术的不断发展和完善,沿空留巷技术也在不断演进和改进。
未来,沿空留巷技术的发展趋势主要包括以下几个方面:1.应用范围扩大:随着煤矿开采的深入和超深部煤矿的开发,沿空留巷技术将会在更大范围内得到应用,以满足煤矿开采的需求。
2.技术手段创新:随着采矿设备和技术的不断创新,沿空留巷技术将会实现自动化和智能化,提高留巷工程的效率和质量。
3.安全管理提升:未来,沿空留巷技术在矿井安全管理中的地位将会更加凸显,成为保障矿井安全的重要手段。
浅析煤矿综放工作面沿空留巷技术
浅析煤矿综放工作面沿空留巷技术煤矿综放工作面沿空留巷技术是指在煤矿开采中,将煤矿工作面留设一定尺寸的沿空巷道,用来保证工作面的安全和高效开采。
本文将对煤矿综放工作面沿空留巷技术进行分析和论述。
煤矿综放工作面沿空留巷技术的主要目的是保持工作面稳定并提高开采效率。
综放工作面的主要特点是煤层顶板不稳定、冒顶、大量煤炭剧烈破碎,及时排除有害因素对工作面的影响,维护煤矿工作面的持续稳定开采非常重要。
沿空留巷技术的优点主要体现在以下几个方面:1.增强工作面的稳定性。
通过留设沿空巷道,可以有效地减少顶板决口的概率,防止冒顶事故的发生。
沿空留巷技术能够消除冒顶的隐患,保障工作面的安全开采。
2.提高煤炭回收率。
留设沿空巷道可以收集和回收破碎的煤炭,减少煤炭的损失。
这样可以有效提高煤炭的回收率,降低能源浪费。
3.减少环境污染。
沿空留巷技术可以有效控制煤尘、有害气体等的扩散,减少环境污染,改善地下工作环境,保护矿工的身体健康。
沿空留巷技术也存在一些问题和挑战。
沿空留巷会占用一定的空间,降低资源的利用率。
沿空留巷需要增加工程投资,并且施工难度较大,增加了煤矿的开采成本。
沿空留巷需要进行定期巡检和维护,增加了管理的难度。
为了克服沿空留巷技术存在的问题,需要采取一系列的措施。
开展科学合理的勘探工作,确保沿空留巷的稳定性和安全性。
加强对工作面的监测和管理,及时发现并处理潜在风险,防止事故的发生。
提高设备的自动化程度和智能化水平,降低劳动强度,提高开采效率。
煤矿综放工作面沿空留巷技术是一项非常重要的煤矿工程技术。
它不仅能够保证工作面的安全和持续稳定开采,还可以提高煤炭回收率,降低环境污染。
在应用沿空留巷技术的也要注意解决其带来的问题和挑战,通过科学合理的措施,进一步提高技术的稳定性和可靠性,促进煤矿工程技术的发展和进步。
沿空留巷技术探讨
沿空留巷技术探讨摘要:随着我国社会经济的不断发展,中国的煤炭工业发展迅速,特别是近些年来煤炭工业的管理模式和建设技术都有了显著的进步,对国民经济的发展起着举足轻重的作用。
沿空留巷技术是煤矿开采工作面运输巷在回采过程中保留原巷道完整性,并作为下一个采面回风及运料巷的一种施工方法。
采用沿空留巷技术,可以节省资源,加快煤矿开采的进度。
目前来看,虽然我国煤炭工业建设技术明显有所提高、相关设备也有了一定程度的改进,但在煤矿开采巷道的技术选择和维护上仍存在着一些问题,如果处理不好,将会严重影响职工的生命安全和煤炭工业的稳定发展。
本文将对沿空留巷技术现状进行深入的探析,并在此基础上提出一些该技术施工工艺及留巷支护方式,以期为我国煤矿生产提供一些参考。
关键词:沿空留巷技术尾巷锚注支护探讨沿空留巷(英文gob-side entryretaining)技术是指一种能够使采矿工作面的运输巷在回采过程中直接采用特殊支护,保留原来巷道的功效,作为下一个采面回风和运料巷道的施工方式。
由于这种留存巷道的方法是在原顺槽位置上,沿着采空区边缘予以保留的,所以称之为沿空留巷。
沿空留巷技术的应用可以最大限度地回收建设资源、减少煤体损失,因此,认真研究当前我国沿空留巷技术的现状,吸取教训,探究新工业体制下行之有效的施工和支护方法,是煤炭工业和社会发展的根本要求。
1 沿空留巷技术现状近年来,随着我国社会经济的飞速发展,煤炭工业发展迅速,无论是煤炭工业的管理模式还是建设技术都有了显著的进步,对国民经济的发展起到了举足轻重的作用。
从一定意义上来讲,沿空留巷技术保障了煤矿的安全生产与企业的经济效益,是关系到国计民生的大事,但目前仍存在着一些问题。
总结之,可以概括为以下几个方面。
第一,传统支架形式效果差。
以传统的支架形式来支护沿空留巷,曾经一段时间确实解决了煤矿回采工作面无煤柱采煤的问题,也杜绝了生产过程中的许多安全隐患。
但据调查显示,传统密集型的支架形式主要应用于采面地压小且煤层条件好的低瓦斯矿井开采工业中,在每层条件相对较差或瓦斯含量超标的煤矿开采中就不能使用。
沿空留巷技术研究与应用
沿空留巷技术研究与应用沿空留巷技术是一种在地下工程中采用的先进技术,它通过在地下空间中留出一定距离的巷道,以便在工程进行过程中,同时确保地下空间的稳定性和施工的顺利进行。
沿空留巷技术的研究与应用对于地下工程建设具有重要的意义,能够提高工程安全性和效率,本文将从技术原理、研究现状和应用前景等方面进行阐述。
1.2 沿空留巷技术的原理沿空留巷技术通过在地下空间中留出一定的巷道,可以起到以下作用:1) 提高地下空间的稳定性,减小地下工程施工对周围环境的影响;2) 更好地适应工程施工及工程的设施的需要;3) 避免地下工程施工时对地下空间的破坏,降低次生灾害的发生。
二、研究现状2.1 国内外沿空留巷技术的发展沿空留巷技术是近年来在地下工程领域中取得了重要进展的一种技术。
国内外许多地下工程领域的研究人员都对这个技术进行了深入研究,总结出了一些成果和技术规范。
在国外,沿空留巷技术已经得到了广泛的应用,成为地下工程建设中的一种重要技术。
在日本,一些大型的地下工程项目中,已经广泛应用了沿空留巷技术,取得了良好的效果。
在国内,我国地下工程领域的研究人员也开展了相关的研究工作。
一些地下工程的设计规范和技术标准也对沿空留巷技术进行了规范。
2.2 沿空留巷技术的研究热点和难点沿空留巷技术的研究热点主要在于技术的创新和完善。
如何在地下空间中进行巷道的预留、如何对巷道的尺寸和形状进行合理设计等问题都是研究的热点。
沿空留巷技术的难点主要在于技术的实现和应用。
在工程实际施工中如何保证巷道的稳定和安全、如何进行巷道的监测和维护等问题都是技术的难点。
三、应用前景3.1 沿空留巷技术在地下工程中的应用前景沿空留巷技术的应用前景非常广阔,可以应用于各种类型的地下工程项目。
在地铁、隧道、地下水利工程等领域,都可以采用沿空留巷技术来提高施工的顺利进行和工程的安全性。
3.2 沿空留巷技术在工程实践中的案例分析目前,沿空留巷技术在一些大型地下工程项目中得到了成功的应用。
浅析煤矿综放工作面沿空留巷技术
浅析煤矿综放工作面沿空留巷技术1. 引言1.1 煤矿综放工作面沿空留巷技术的重要性煤矿综放工作面沿空留巷技术是当前煤炭开采中非常重要的一项技术。
它可以有效控制煤矿综采工作面的瓦斯涌出和煤尘爆炸的危险,提高煤矿的安全生产水平。
通过合理布置留巷,可以减轻采煤工作面的压力,延长采煤工作面的寿命,减少因煤层顶板冒落而造成的事故发生率。
综放工作面沿空留巷技术还可以提高煤炭开采的效率,降低生产成本,使煤矿企业更具竞争力。
煤矿综放工作面沿空留巷技术的应用具有非常重要的意义,对于保障煤矿生产安全、改善矿井生产环境、提高矿井生产效率都具有不可替代的作用。
在当前煤矿生产中,进一步推广和应用综放工作面沿空留巷技术,将对煤炭行业的可持续发展产生积极的促进作用。
2. 正文2.1 综放工作面沿空留巷技术的定义综放工作面沿空留巷技术是指在煤矿综放工作面上,利用掘进机等装备从煤层开采工作面向外发展一定长度的巷道,并不开采煤炭,仅保留人员和物资运输的通道。
这种技术是为了解决综放工作面出口通道问题而提出的一种解决方案。
综放工作面沿空留巷技术的定义包括两个重点,一是在煤矿综放工作面上,二是通过掘进开采形成巷道。
综放工作面是指在煤矿中进行煤炭综合开采的一个工作区域,涉及到爆破、装运、支护等多个工序。
而沿空留巷技术则是指利用掘进机等专用设备,在煤层中开挖一条未开采煤炭的通道,以便于人员和物资的快速运输和逃生。
综放工作面沿空留巷技术的定义是为了提高煤矿开采效率,保障生产安全,减少事故发生的概率。
通过留巷技术,可以有效避免工作面通道堵塞、人员被困等情况。
留巷技术的应用不仅提高了煤矿的生产效率,同时也提升了安全保障水平,是煤矿开采中一项重要的技术手段。
2.2 综放工作面沿空留巷技术的原理综放工作面沿空留巷技术的原理是指在综采工作面采煤过程中,为了提高采空区的支护效果和保障矿井安全生产,采用留巷方式将煤层与覆岩之间的一段区域留为一定宽度的巷道,使其不进行采掘,形成一定的支护区域,以减少采空区的变形和松动的可能性。
沿空留巷技术应用现状与存在的问题分析
发火 , 同时也兼顾 了工作面矿 山压 力的影响 。 采用煤柱 护巷 , 其主要缺 点是 会造成 大量 煤炭 资源的 损失, 其 损失 的煤炭 资源往往 占到全矿煤 炭损 失的4 0 %。 另外 , 如果煤 柱留设不合 理, 还 会使覆 岩应力在 煤柱处 形成集 中, 对其伏 巷造成 破坏 。 因此, 研 究区段 无煤柱 护巷 , 对 安全生
围岩控制 机理 研究 不够深 入 , 对沿 空留巷所处 的应力环 境 及其 矿 压显 现规律 掌握不够 , 构建的沿 空留巷受力模 型还不完善 , 还没有一 套行之 有效 的沿空 留巷支护 参数 设计 方法 , 不能很 好地 指导沿 空 留巷 工程实
践。
产、 提 高煤炭 回采率和增加经济效 益等都具有十分重要 的意义 。 3 , 工 程 实例 1 . 我 国沿空 留巷 技术 发 展现 状 某 煤矿 3 3 1 2 综 采工作面走 向长1 2 8 4 m, 倾 向宽度在 1 4 5 -1 8 6 m。 该 沿空 留巷技 术在我 国的应用 最早可以追 溯到上 世纪 五十年代 , 之 工作面为薄煤 层综采面 , 煤 层厚度在 1 . 3 - 2 . 1 m, 平均煤厚 1 . 6 m, 卧底采 后—直是煤矿开 采的重要研 究方向。 铵 照沿空 留巷 的支护方 式, 我 国沿 煤, 采高 1 >1 . 8 m。 底板 为砂岩 , 厚度4 . 3 - 7 . 9 m, 平 均厚度5 . 8 m。 直 接顶 空留巷技术到 目 前为止大致 经历了三个发展阶段 , 具体 如下: 主要为泥岩, 厚度在2 . 7 -8 . 2 m, 平均 厚4 . 9 m, 局部为粉 砂岩。 老 顶为 中
工作面后 方巷 道。 但是 用矸石 砌筑 的 墙体 , 在 应 力作用下 下沉变 形量 3 . 1 支护方案 . 很大 。 墙 体下沉后, 载 荷转移 到巷道 内的支架上 , 很多支架 因此而被压 巷 道顶板 支护方 的安 全也受到一定 的威 胁。 用锚杆 规格为  ̄2 0 mm× 2 s D O mm, 锚 索为 l 7 . 8 mmx 6 5 0 0 mm ̄ 锚杆 ( 2 ) 上世 纪八九十 年代以后 , 综合机 械化采 煤技 术在我 国广泛推 间排距9 0 0 mm ̄ 1 2 o o m m, 锚索间排距为1 5 0 0 mmx 8 0 0 mm。 巷帮支护 广使用。 使用该技 术后, 工作面推 进 速度大大 加快 , 采高也可 以根据需 方式为锚 杆+ 钢 带+ 钢筋 网支护, 锚杆 规格 与顶板支护 中的锚杆相 同, 要增大很 多。 但这也带来了新的问题 , 即巷道变 形速度和 变形量增 大, 间排距为 8 0 0 mm× 9 0 0 mm, 采 用规格为2 2 0 0 mm× 2 0 0 mm× 3 mm的钢 巷道维 护工作面 临着新的 挑战。 对此 , 我 国煤矿工作者在借鉴国外沿空 带。 采空 区侧建 造宽2 m的走 向充填带, 对 巷旁进行 充填与封 闭, 并利用 留巷技 术的 基础上 , 研发了巷旁充 填护巷技 术 。 这一 阶段, 沿 空留巷技 充填墙 对巷 道顶板 进行支 护。 为便 于制 作、 输送, 采用水 泥、 粉 煤 灰和 术从 理论 和技 术上都 有了较大 的发展 , 但 由于 巷内支 护大 多为 被动 支 水按 照质量l : k 4 : 6 : 3 的比例混 合均匀后作 充填材料 。 试块试验 表明, 充填 护, 支护 效果不够理 想 , 加 之巷旁 充填技 术又 不完善, 结 果巷道 变形量 体充填 后第3 天强度为6 . 2 MP a , 第7 天 强度为6 . 7 MP a , 第1 4 天强度为7 . 5 较大 , 不能满足大断面沿空 留巷的要求。 因此, 到9 0 年代中后期, 沿空 留 MP a , 该强度可 以满足切顶 阻 力要求 。 在回采过程 中, 用双排 单体 液压 巷的应用范 围不仅没有扩 大, 反而出现 了减小趋势。 支柱超前工作面1 5 m进行支护 , 待 滞后 到2 5 ~3 O m时 回撤 。 ( 3 ) 进 入本世纪 以后 , 锚 网索 支护技 术和 巷旁充 填技术 的不断发 3 . 2 支护效果 展, 我 国将沿 空留巷技 术 由薄煤层工作面推广到 了厚煤层综放 工作面 。 在 回凤尾 巷内每隔8 m布置一 个观测 面, 连 续布 置5 0 个观 测断面 , 如大 同煤矿集 团雁崖煤 业有限 公司一 综放 工作 面进行了综 放大 断面沿 观测 面内采用 十字 布点法布 置测点 。 通过 对 测点 的观 测 , 发现 巷 道的 空留巷试 验。 所 选巷道在支护时, 巷内采用锚杆+ 锚索+ 喷浆联合支护, 顶底板 最大移近 量为4 9 0 mm, 两帮最 大移近 量为3 3 0 mm, 断面收 缩率 巷旁 支护运 用高水材 料充填加 上 空间锚栓 加 固网技 术 , 成果 地将上一 在2 5 %以内, 基本上可 以满足使用要 求 , 只在 局部 地段需 要进行 适当修 阶段的运输巷道 留作下一阶段的回风 巷道使用。 复。 2 . 我 国沿空 留巷 技术 存 在的 问题 4 . 结束 语 2 . 1 支护设计思路不尽合理 沿 空留巷 技术可以减少 巷道掘进 量, 减 少护 巷煤柱 的留设 , 增加资 以往 在运用沿空留巷的过程 中, 没有将 回采前的巷 道掘 进与回采后 源回收率 。 同时, 还 可以解 决上 隅角瓦 斯积 聚问题 , 避 免采 空区煤柱 自 的留巷结合起来 考虑 , 做到统筹兼 顾, 而是将其视 为两个彼此 独立的过 燃发火 的问题 。 虽然 目前该技 术还有一 些问题 尚待 解决 , 但他代 表了绿 程。 l : k  ̄ n , 对于那 些准备 回采后 继续保 留使用 的巷道 , 在选择 支护形式 色高效采 矿技术未 来的发展方向, 值得广大煤矿 工作者对其进行更 多的
浅析煤矿综放工作面沿空留巷技术
浅析煤矿综放工作面沿空留巷技术[摘要] 煤炭的回采工作一直以来都是煤矿开采过程中的技术难题,提高煤炭回采效率对于提高煤矿开采效益、最大化利用能源资源有着显著作用。
因此,煤炭实际回采工作中,要结合煤矿的实际水文条件,进行合理的巷道布置和节能高效的支护形式设计,综合各种情况进行煤炭回采设备配备,多角度、全方面地提高煤炭回采工作的工作效率和质量。
重点阐述煤矿综放工作面沿空留巷技术,并结合具体工程实例分析该技术的可操作性和技术效果,以供行业同仁参考。
[关键词] 煤矿开采;综放工作面;沿空留巷技术业内人士一致认为煤炭回采工作面沿空留巷技术是煤矿开采技术的优化改革。
这种技术在煤炭开采过程中不断应用,可以最大限度地回收资源,避免可用煤体浪费现象,符合国家对煤炭行业的最新要求,对于提高煤矿企业经济效益有着显著作用。
一、沿空留巷技术可行性分析1.地质条件分析煤矿开采综放工作面所采煤层大都为不易自燃煤层,煤层倾角较小(约为4°),是近水平开采煤层,并且煤矿工作面内无较为特殊的地质结构,涌水量较小,无大量易燃易爆有毒气体,安全性能较高,地质条件有利于沿空留巷技术的开展。
2.沿空留巷技术优点(1)在煤矿综放工作面中采用沿空留巷技术可以减少一条巷道的掘进,降低了瓦斯防治与水防治的煤炭开采成本投入,又可以节省煤矿开采时间;(2)沿空留巷技术的工作面通风方式与传统的开采方式不同,采用“Y”字型通风结构,便于工作面的瓦斯防治管理工作的进行,提高了开采工作的安全保障;(3)沿空留巷技术的应用可以实现煤矿无煤柱开采,大大提高了煤炭资源的回收效率,提高了企业经济效益,并且还符合国家对煤炭行业可持续发展的要求。
3.巷道支护分析沿空留巷技术的巷道支护难度较大,相较于传统的煤炭开采技术,需要加大巷道支护成本,并且还需要根据巷道所受采动影响规律,分区分段地选择科学合理的支护方式,进而减少巷道变形量,确保支护效果达到预期目标,确保巷道的稳定支撑和开采人员的生命安全。
浅析煤矿综放工作面沿空留巷技术
浅析煤矿综放工作面沿空留巷技术煤矿综放工作面沿空留巷技术是指在综放工作面进行开采的过程中,为了保障工作面的安全和高效开采,采用沿空留巷技术进行煤层开采。
本文将从该技术的定义、优势、施工要点和发展趋势进行浅析。
一、技术的定义煤矿综放工作面沿空留巷技术是指在煤矿综放采场上,由于煤层的特点和采煤方法的要求,需要在工作面上留下一定大小的留巷,用以保障煤层的稳定和工作面的安全。
留巷的宽度和高度通常根据矿井的地质条件和采煤工艺要求进行设计,以保证矿井的安全高效开采。
二、技术的优势1、保障工作面安全:采用沿空留巷技术可以将煤层产出区与支护区分开,减小煤层变形及顶板运移对支护的影响,提高工作面的安全性。
2、提高采煤效率:留巷的设立可以减少对支护的需求,节约支护材料和人力成本,同时也方便设备的通行,提高采煤作业效率。
3、降低成本:通过合理设计留巷的大小和位置,可以减少煤层的损失和支护材料的使用量,有效降低了采煤成本。
4、利于环保:留巷的设立可以减少煤层开采对地下水、地质环境造成的影响,减少采空区对地表环境的破坏。
三、技术的施工要点1、科学设计:首先要根据工作面的地质条件和采煤要求,科学合理地设计留巷的位置、宽度和高度,保证留巷的稳定性和安全性。
2、合理布置支护:按照设计要求进行支护布置,包括采用钢架支护、注浆支护等技术手段,确保留巷的支护牢固可靠。
3、严格管理施工:在施工过程中要严格按照设计要求进行操作,保证留巷的施工质量和安全性。
4、定期检测维护:对留巷的支护设备和围岩进行定期检测和维护,确保留巷的稳定和安全。
1、智能化技术应用:随着智能化技术的不断发展,未来留巷的施工和管理将更加智能化,包括无人化作业、远程监控等技术手段的应用。
2、绿色环保:未来留巷技术将更加注重对环境的保护,采用更环保的支护材料和施工工艺,减少对地下水和地表环境的影响。
3、结合信息化:通过信息化手段对留巷的施工和管理进行全面监控和数据分析,提高留巷的施工质量和管理效率。
综采工作面沿空留巷安全技术研究
综采工作面沿空留巷安全技术研究发布时间:2022-08-21T08:23:18.748Z 来源:《科技新时代》2022年1月第1期作者:朱洪[导读] 煤矿作为我国丰富的自然资源朱洪贵州发耳煤业有限公司贵州省六盘水市 553017摘要:煤矿作为我国丰富的自然资源,在我国以及世界的经济发展中发挥着重要的作用。
煤矿的开采问题不断的显露,只有创新和发展开发技术,煤炭资源才能在开采的第一环节被保护,避免资源的浪费和流失。
沿留空巷技术是煤矿技术的一大突破,通过在开采工作面后沿着采空区,对着原采空道进行保护。
对沿空留巷技术的研究和创新,更好的保护了煤体,更大程度上开采回收了煤炭资源。
关键词:煤矿;沿空留巷;安全技术科技技术的发展进步,沿空留巷技术被广泛应用在综采煤矿工程中。
沿空留巷技术的使用,不仅保护了巷道,使它在使用中不易变形,还隔绝了巷道和采空区,避免水、瓦斯和有毒气体的进入,保障了采矿工人的人身安全。
这是一项伟大进步的技术,为我国煤矿事业的发展铺上了平稳大道。
煤矿的开采效率提高,开采的成本降低,开采的安全性提高,煤矿业也能健康发展,。
煤矿业的发展为国家经济发展提供了强大保障,所以煤矿开采技术的发展还要不断进步和提高。
一.沿空留巷技术的内涵沿空留巷技术是指采煤工作面后的采空区。
相比于传统的传统的挖掘方式,更大程度上保护了传统原有煤柱,采取了对原回采道的维护措施,降低了开采成本和损失率。
沿空流巷掘进可以自动控制煤柱之间通道的最小宽度,实现巷道无煤柱的开采,避免工作面在正常开采的工作流程中突然发生变形,造成巷道损害,维护方便了巷道,减少工程损失。
也就隔绝住了地下巷道空气和采空区。
防止了水、瓦斯气体、一氧化碳等其它有毒刺激性气体等的意外侵入,造成人员伤害和工程破坏。
同时对于沿空留巷技术矿压学的表现影响因素也是同样很重要的,我们在设计隔离墙时的重要基础考虑就是考虑沿空巷隔离墙体的上部顶板矿压力学性能表现,可以较为明显准确的体现沿空留巷道墙后的支撑墙体结构强度和顶板强度以及对巷道稳定性能的影响。
沿空留巷技术研究与应用
沿空留巷技术研究与应用沿空留巷技术是一种在地下采矿中使用的先进技术,它通过沿着矿层开挖留下一定的巷道空间,以便后续的采矿作业进行。
这种技术在煤矿、金属矿山和盐矿等地下采矿领域有着广泛的应用。
本文将对沿空留巷技术的研究与应用进行详细介绍,以及对这一技术的发展趋势进行分析和展望。
一、沿空留巷技术的研究现状沿空留巷技术是近年来地下采矿领域的一大创新,它的出现极大地改变了传统的采矿方式,提高了采矿效率和安全性。
目前,国内外对沿空留巷技术的研究已经取得了一系列的成果。
在矿山工程领域,沿空留巷技术的研究主要集中在以下几个方面:1. 巷道的设计与施工技术研究沿空留巷技术的关键在于如何设计和施工出一条安全、稳定的巷道,以便后续的采矿作业进行。
巷道的设计与施工技术是沿空留巷技术研究的核心内容。
研究人员在探索不同地质条件下的巷道设计参数、支护方式、进度控制等方面进行了大量的实验和研究,取得了丰富的经验和成果。
2. 沿空留巷技术的安全性研究地下采矿作业属于高风险行业,安全问题一直是地下矿山工程领域的重中之重。
针对沿空留巷技术的安全性问题,研究人员进行了大量的模拟实验和实地观测,探讨了在不同地质条件下采用何种支护材料、支护方式以及预警监测系统等安全技术的应用,以保障沿空留巷技术在实际工程中的安全性。
3. 沿空留巷技术的自动化控制研究随着科技的发展,地下矿山作业的自动化程度越来越高。
沿空留巷技术作为地下采矿的一种新技术,其自动化控制技术也成为研究的热点之一。
研究人员通过对人工智能、自动感知等技术的研究和应用,使沿空留巷技术在实际采矿作业中实现更高效、更安全的运行。
沿空留巷技术在地下采矿领域得到了广泛的应用,并在一些具体的工程项目中取得了显著的效益。
以中国煤炭工业为例,沿空留巷技术已经在一些大型的煤矿项目中得到了应用,并取得了很好的效果。
通过沿空留巷技术,煤矿的采煤效率得到了显著提高,矿工的安全条件得到了极大的改善,同时还提高了矿山的资源利用率。
浅析煤矿综放工作面沿空留巷技术
浅析煤矿综放工作面沿空留巷技术煤矿综放工作面沿空留巷技术指的是在综放工作面上,通过在煤壁和开采巷道之间留置一定的空间,形成类似于走廊的通道,以便于煤矿工人在工作面上进行通行、采掘和矿石运输等工作。
该技术具有提高采煤工作效率、减少煤尘污染、保障煤矿工人安全等特点,因此得到了广泛应用。
煤矿综放工作面的沿空留巷技术主要应用于半煤柱采区和周边岩层煤的采掘。
其原理是在尽量保持生产效率的情况下,尽可能地减少煤层下沉和结构变形,从而降低地面塌陷、地裂缝等地质灾害的发生。
并且,采用沿空留巷的技术可以减少不必要的巷道开挖和支护工作,从而减少煤矿的投资成本。
沿空留巷技术的关键是确定留巷的位置和尺寸。
一般来说,留巷的位置应该靠近煤壁,在煤层顶板下沉前将留巷完工,并要保证留巷的宽度足够容纳矿车的通行和矿石的运输。
因此,需要根据不同煤层的性质和采矿参数来确定留巷的具体位置和尺寸。
同时,还需考虑到留巷施工的技术难度和工期,要在满足生产需求的同时尽可能减少施工成本。
沿空留巷的施工方式有多种,一般都需要采用水平挖掘和崩落法。
水平挖掘是通过开采巷道和煤壁之间的空间,使土壤和煤矿岩层形成弧形,从而达到支撑保持煤壁稳定的目的。
而崩落法则是通过控制煤壁下沉速度,将煤矿和地层形成的裂缝尽量保持在留巷内部,从而减少地质灾害的发生。
另外,在沿空留巷施工过程中还需要注意矿柱的保留问题,尤其是在挖掘到煤柱时,需要停止施工,并采取相应的支护措施以保证煤层稳定。
总之,煤矿综放工作面沿空留巷技术是一种有效的采煤工艺,可以在保证生产效率的同时减少地质灾害的发生,提升整个煤矿的安全生产水平。
未来,随着煤矿深度开采和复杂地质环境的增加,该技术将会得到更广泛的应用和发展。
沿空留巷关键技术研究
25D04工作 面倾斜 长度 为 1 5O m,走 向长度达到 1 1 80 m;工作面采用三巷布 置 ,分别为皮带顺槽 、轨 道顺槽、专用回风巷 ,由回风联络巷 (后期为 25D03工 作面切眼)连接轨道顺槽与专用 回风巷 ,形成 “两进~ 回”的工作面通风系统。
25D04工作面沿空留巷工程在 25D04轨道顺槽实 施 ,全长 1 180 m,属沿 D煤层的半煤岩巷道 ,巷道宽 4 m,中部高 2.5 m,项板较好 ,锚 网支护 ,主要用于 25D04工作面勒道运输及进风用。
2015年 11月 ,东怀煤矿正式在 25D04工作面进 行预裂爆破切顶沿空留巷。
1 工程概况
25D04工作面 为东怀煤矿五采区 D煤第 四个采煤 工作 面 ,工作面位于二水平南 侧 ,东 为工作 面 25D05 采空区,西为 25D03未采工作面 ,南至 F4断层 ,北至 五采区三条下山;煤层厚度为1.2~1.8 m,平均厚度为 1.5 m,煤层稳定,煤层结构复杂 ,煤层走向为 NE20。 ~ NW 70。 ,倾 向 N E1倾 角 为 6。 ~T3。 ,平均 为
保 沿 空 留巷 留得 住 巷 道 。 【关键词 】沿 空留巷 ;放炮切顶 ;巷道支护 【中图分类号 盯D353 【文献标识码 】A 【文章编号 674—0688(2016)04—0048—03
沿空 留巷是合理开发煤炭资源 ,提高煤炭回收率 , 减小采掘 比,提高生产效率 ,有利于矿井安全生产和提 升矿井技术经济效益的一项先进的地下开采技术。
忿业科技创新
噍业料投与良辰
2o16 ̄ 碡期(总第414期)
沿空留巷关键技术研 究
韦景耀 ,孙松林 (百 色 百矿 集 团有 限公 司 ,广 西 百 色 533000)
浅析煤矿综放工作面沿空留巷技术
浅析煤矿综放工作面沿空留巷技术煤矿综放工作面沿空留巷技术是指在综放工作面上采用沿空留巷的方式来支护和保护工作面,以确保工作面的安全和稳定。
本文将从煤矿综放工作面的特点、沿空留巷技术的原理与优点、设计与施工要点以及存在的问题与解决方法等方面进行浅析,旨在为煤矿工程技术人员和管理人员提供一定的参考和指导。
一、煤矿综放工作面的特点煤矿综放工作面是指煤炭综合采矿工作面,主要由采煤机、运输设备、支护设备等组成。
综放工作面存在着工作空间狭窄、地质条件复杂、瓦斯、煤尘等危险因素多等特点,工作面的安全性和稳定性是至关重要的。
二、沿空留巷技术的原理与优点沿空留巷技术是指在综放工作面上,利用煤柱或者煤矿矿岩体作为自然支架,将巷道留在煤柱或者煤矿矿岩体的上部,以减少对采动煤柱的影响,保证工作面的安全稳定。
沿空留巷技术的优点主要有以下几点:1.提高了工作面的采煤效率。
通过沿空留巷技术的应用,可以减少对煤柱的影响,提高了采煤机的工作效率。
2.减少了支护成本。
采用沿空留巷技术可以有效地利用煤柱或者煤矿矿岩体作为自然支架,减少了对支护材料的需求,降低了支护成本。
三、设计与施工要点1.合理确定留巷位置。
留巷位置应该尽量选择在岩石层或煤炭层的上方,以确保煤柱或煤炭矿岩体的稳定支撑作用。
2.选择合适的支护方式。
根据留巷位置、地质条件等实际情况,选择合适的支护方式,采用钢支架、木支架、煤巷等方式对留巷进行支护。
3.加强巷道排水和通风。
对留巷进行排水和通风工作,以确保留巷内的空气清新、排水畅通,保证工作面的安全与稳定。
4.加强留巷巷道的监控。
通过监控留巷巷道的变形情况、压力变化等数据,随时掌握留巷的工作情况,及时采取相应的措施。
四、存在的问题与解决方法在实际应用中,沿空留巷技术也存在一些问题和挑战,主要包括留巷位置选择不当、支护方式不合理、巷道排水及通风难题等。
为了解决这些问题,可以采取以下措施:1.严格按照设计要求进行施工。
在施工过程中,要严格按照设计要求进行施工,并加强现场管理,确保施工质量。
浅析煤矿综放工作面沿空留巷技术
浅析煤矿综放工作面沿空留巷技术煤矿综放工作面沿空留巷技术是一种常用的煤矿采掘方法,基本原理是在煤矿综放工作面煤岩爆破掏煤过程中,将煤岩爆破掏除后的空间保留留作巷道,以供瓦斯抽放和人员逃生等使用。
该技术的主要优点包括以下几个方面:一、提高安全性。
煤矿综放工作面沿空留巷技术能够保留一定的空间作为通道,当发生事故时,可以通过空留巷的使用进行瓦斯抽放和人员撤离,提高逃生通道的可靠性和安全性。
二、节约资源。
由于煤矿综放工作面沿空留巷技术可以利用爆破掏煤后形成的空间作为巷道,因此不需要再单独开挖巷道,可以节约开挖巷道的资源和成本。
三、提高采矿效率。
煤矿综放工作面沿空留巷技术可以使采矿工作面向两边延伸,增加开采面积,提高采矿效率。
一是对煤矿深度的限制。
由于煤矿综放工作面沿空留巷技术需要在爆破掏煤后形成的空间进行巷道开挖,因此对于深部煤矿来说,由于爆破后的空间不足以满足巷道开挖的需求,该技术的适用性受到限制。
二是对瓦斯抽放的要求高。
煤矿综放工作面沿空留巷技术往往需要对爆破后的空间进行瓦斯抽放,以保证巷道内的瓦斯浓度达到安全范围。
煤矿瓦斯赋存规律复杂,瓦斯抽放工程设计难度大,需要综合考虑煤层瓦斯补给、巷道瓦斯渗流和瓦斯抽放系统等多个因素,增加了工程的难度和风险。
三是对采矿技术的要求高。
煤矿综放工作面沿空留巷技术需要在爆破掏煤工艺基础上进行巷道开挖,对采矿技术要求较高,需要具备丰富的采矿经验和技术实力。
煤矿综放工作面沿空留巷技术是一种具有优点和挑战性的煤矿采掘方法。
在应用时需要根据具体情况综合考虑,合理选择和设计巷道系统,确保煤矿的安全运营和高效开采。
沿空留巷技术研究与应用
沿空留巷技术研究与应用【摘要】沿空留巷技术是一种在地下工程中常见的支护技术,其研究与应用对于保障工程施工安全具有重要意义。
本文通过对沿空留巷技术的背景和意义进行分析,探讨了其在不同领域的应用情况。
沿空留巷技术在矿山、地铁建设和城市围岩工程中的应用均取得了显著成果,展示了其在工程建设中的重要作用。
本文还对沿空留巷技术的发展历程进行了回顾,并对未来发展方向进行了展望。
结论部分总结了沿空留巷技术在工程建设中的价值,强调了其未来的潜在前景。
通过本文的研究,有助于更好地推动沿空留巷技术的发展,并促进其在工程领域的广泛应用。
【关键词】关键词:沿空留巷技术、矿山、地铁建设、城市围岩工程、发展历程、应用、重要性、价值、前景展望。
1. 引言1.1 沿空留巷技术研究与应用的背景沿空留巷技术是一种在矿山、地铁建设和城市围岩工程中广泛应用的新型掘进方法。
这种技术通过将巷道开挖工作进行分段进行,可以减少对地表的影响,提高工程施工效率,同时也能有效降低工程风险。
沿空留巷技术的研究与应用已经成为当前工程建设领域的热点之一。
背景上,随着城市化进程的加快,地下空间的利用变得日益重要。
传统的地下工程施工方式存在着一些不足,比如地表塌陷、地面振动等问题,因此需要寻找一种更加安全、高效的施工方法。
沿空留巷技术正是在这种背景下应运而生。
沿空留巷技术的提出和逐步完善,离不开工程施工技术的不断创新和发展。
这种技术能够有效地解决传统掘进方法所面临的问题,为工程建设提供了全新的解决方案。
对于沿空留巷技术研究与应用的背景,我们需要深入了解其来源、发展历程和应用范围,以便更好地认识其重要性和价值。
1.2 沿空留巷技术研究与应用的意义沿空留巷技术是一种在地下工程中应用广泛的支护技术,其意义重大且不可忽视。
沿空留巷技术可以提高地下工程的施工效率和质量,减少施工过程中的安全风险和事故发生率。
通过合理设计和施工,沿空留巷技术可以有效支护围岩,防止坍塌和塌方,保障地下工程的稳定性和安全性。
综放沿空留巷几个关键问题的研究
界设计成比老顶回转角度稍小的斜边界 (图 )
充填方式及充填体强度分析
结合大量工程实践,充填方式及充填体强度应考虑 种情况:! 充填空间
充填,充填体强度为
[ ];" 充填空间
充填,充填体强度
,但考虑了充填体下方浮煤影响;# 充填体承载
前,顶煤随老顶回转下沉量,现场情况大约在
,充填体强度为
,并考虑了充填体下方浮煤影
文]-矿业科学技术(英文版) 2010(6) 2.何炳银 采空区边缘煤层顶板的断裂与垮落探查[期刊论文]-煤炭工程 2008(5)
本文链接:/Periodical_mtxb200402005.aspx
பைடு நூலகம்
板架设一梁二柱抬棚加强支护 根据潞安矿务局常村煤矿 综放沿空留巷的现场试验条件,采用适于分
析岩层断裂和垮落的数值分析软件
建立相应的数值分析模型( 图 ) 已有研究表明,原有巷道支
护方式无法控制老顶回转量,但锚梁网( 索) 支护巷道留巷效果较好 因此,模型中不考虑巷道支护方
式的影响,巷道采用锚梁网(索) 支护 模型重点考虑老顶断裂位置 " 、端头不放顶煤长度 ! 、充填体 宽度 ! 、充填方式和充填体强度等对综放沿空留巷围岩稳定性的影响
4.王悦汉;王彩根;周华强 巷道壁后充填技术 1995 5.陆士良 无煤柱护巷的矿压显现 1984 6.陈炎光;陆士良 中国煤矿巷道围岩控制 1994
引证文献(2条)
1.DENG Yuehua.TANG Jianxin.ZHU Xiangke.FU Yong.DAI Zhangyin Analysis and application in controlling surrounding rock of support reinforced roadway in gob-side entry with fully mechanized mining[期刊论
综采工作面沿空留巷顶板支护探讨
综采工作面沿空留巷顶板支护探讨赵志强(山西汾西矿业中兴煤业有限,山西交城 030500) 摘 要:受地质条件与煤矿开采技术限制,煤炭开采过程中会出现越来越多的浪费现象。
因此本文对沿空留巷做了详细探讨。
因为沿空留巷有着巨大作用,对于缩减煤资源浪费与损失,以及资源回收利用。
另外,在进行工作面开采后,受深部煤层状况等影响,顶板维护难度相对高了许多,特别在综采工作面沿空留巷顶板支护这方面。
下面,我们将探讨下综采工作面沿空留巷顶板支护问题。
关键词:综采工作面;沿空留巷;顶板支护 中图分类号:TD327.2 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2020)03—0065—02 在出现综采工作面相对宽松,同时万吨掘进率降低的背景下,加强采区的资源利用回收,其重要意义是降低经济成本,减少资源浪费。
这通常需在立井中部采区左部分走向长壁的后退式采区工作面下巷采取沿空留巷顶板支护的办法,同时在回采环节中,要密切观察与分析沿空留巷情况与实际支护效果、经济效益等,综合利用这些实际情况,这样在进行其它煤层综采工作面沿空留巷时便有了借鉴与依据。
1 沿空留巷顶板岩层的基本移动情况工作面前方岩层移动的范围通常在20m上下。
如果其与煤壁的距离越来越近,顶板下沉量反之会加大,顶板剧烈活动范围为工作面前方5m之内,顶板则要承受的下沉量会很大,这是在超前压力集中区。
但另一方面,在回采工作面后方会发生裂隙带快速下沉的表象。
这是因为采动引起的后果,巷道顶板下沉深度与速度,相比于采区工作面前方会更严重。
发生这种情况,工作人员要详细观察顶板移动情况,记录实际数据,并获取实际的参考数值。
通常情况,在采区工作面中,处于采区工作面后方40m到60m这个范围会异常剧烈,这是沉降区。
当超过60m时,其顶板下沉深度和下沉速度会大大降低,并渐渐稳定下来,这是压实区。
2 关于沿空留巷顶板支护的操作方法就当前我国煤矿开采掘进技术来看,依然落后,尤其在作业施工中缺少完善的安全设备。
沿空留巷技术研究与应用
沿空留巷技术研究与应用摘要:目前,综采已经成为煤炭开采的主要工艺,其具有安全高效的优点。
综采工艺的应用使得工作面的产量得到了明显提升,但是也遇到了问题。
由于综采工作面的回采速度越来越快,对煤矿掘进工作面的作业效率提出了较高的要求。
过去,工作面掘进时多采用双巷掘进法,即同时掘进2条巷道,掘进的工作量非常大,这极大地限制了工作面的准备速度。
鉴于此,特提出了沿空留巷技术,即将上个工作面的回风巷保留下来作为下个工作面的运输巷,少掘进1条巷道,减少了掘进的工作量。
与此同时,应用沿空留巷技术还减少了双巷掘进中煤柱的数量,提高了综采工作面的资源回采率。
这项技术有广阔的应用前景,但是还存在许多问题亟待解决。
本文围绕沿空留巷技术存在的问题以及相应的解决方法进行阐述。
关键词:沿空留巷;技术研究;沿空留巷技术引言在煤矿井下生产作业的过程中,运用沿空留巷技术不仅能够大幅缩减巷道掘进作业量,减少保护煤柱留设量,提高矿井煤炭资源的采出率,还能够有效解决上隅角存在的瓦斯聚集现象,规避采空区自然发火,提升矿井作业安全。
有鉴于此,针对矿井井下生产实际设计具有良好针对性的沿空留巷技术,为矿井生产综合效益的提升提供坚实保障,而且对矿井的长久发展意义重大。
1留巷技术概况自从1960年以来,中国包括当时世界其他主要采煤大国为了增加矿井的综合经济收益,都采取了少挖坑道和增加生产的连续性等一系列办法,采用往复式“Z”形来开采地下矿井中的煤矿,留出前进式和后退式两种工作面沿空留巷,实现真正意义上的无煤柱开采,大大增加了人们对天然煤矿资源的利用率。
这种沿空留巷技术在全世界范围内开始推广,其中做的最好的国家是前苏联、德国、波兰和英国等一些西方国家,他们这些国家在能源开采方面的重视程度非常之高,非常能够钻研怎样才能更好的利用这种一次性的煤矿资源,珍惜大自然的馈赠。
加上他们这些国家实力雄厚,又是老牌的工业强国,科技水平较之中国要高出不少,因而在煤炭开采的前沿技术上遥遥领先于全世界。
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第29卷第2期煤 炭 学 报Vol.29 No.2 2004年4月J OU RNAL OF CHINA COAL SOCIET Y Apr. 2004 文章编号:0253-9993(2004)02-0146-04综放沿空留巷几个关键问题的研究谢文兵1,殷少举2,史振凡2(11中国矿业大学能源科学与工程学院,江苏徐州 221008;21枣庄矿务局,山东枣庄 277605)摘 要:在工程实践的基础上,采用适于分析岩层断裂和垮落的数值分析软件UDEC建立相应的数值分析模型,详细分析了老顶断裂位置、端头不放顶煤长度、充填体宽度、充填方式和充填体强度对综放沿空留巷围岩稳定性的影响规律.研究结果表明,老顶断裂位置对留巷围岩稳定性的影响较大,留巷顶板围岩位移受制于老顶岩层的回转运动,是老顶回转运动与围岩变形的综合反映.综放沿空留巷时,应合理利用围岩移动规律.关键词:综采放顶煤;沿空留巷;充填体;影响规律中图分类号:TD823149 文献标识码:AThe key problem study about gob2side entry retaining intop2coal caving mining faceXIE Wen2bing1,YIN Shao2ju2,SHI Zhen2fan2(11School of Energy Science and Engi neeri ng,Chi na U niversity of Mi ni ng and Technology,X uz hou 221008,Chi na;21Zaoz huang Mi ni ng B ureau,Zaoz huang 277605,Chi na)Abstract:Based on engineering practice,corresponding numerical models were set up by numerical analysis software UDEC,which was suitable for analyzing rock stratum rupture and collapse.The effect regularity of main roof rupture location,top2coal length uncaved at the end of working face,filling belt width,filling way, filling belt strength to surrounding rock stability around gob2side entry retained in top2coal caving mining face were analyzed.The results show that the rock stability of retained gob2side entry is seriously affected by rupture location,the rotating movement of main roof is an integral reflection of rock deformation and the rotating move2 ment of main roof.The displacement regularity of surrounding rock should be rationally used when gob2side en2 try is retained.K ey w ords:top2coal caving mining;gob2side entry retained;filling belt;effect regularity 综合机械化放顶煤开采是我国煤矿实现高产高效并具有国际领先水平的一项先进生产技术,其中有关的岩石力学问题已引起许多学者的关注[1~6].综放沿空留巷技术是采用“Y”形通风方式解决综放高产高效工作面瓦斯积聚与超限的关键技术.它可以实现往复式开采,并可以消除孤岛工作面.在大量工程实践基础上,研究了综放沿空留巷的矿压显现规律[1,2],分析了沿空留巷的主要参数及其适应性[3],并根据实验结果分析了综放沿空留巷老顶两种破断方式及其对围岩变形的影响[4,5],对于合理使用综放沿空留巷技术具有一定的指导意义.开采影响的围岩,包括后期为了留巷所设的充填体是一个相互作用的整体.这些围岩体受到开采影响后相互作用,引起围岩体整体变形,并在这一过程中老顶、直接顶、顶煤、充填体和底板形成具有自稳能力的承载结构.影响这一结构稳定的因素很多,如老顶断裂位置、端头不放顶煤长收稿日期:2003-06-05 基金项目:国家自然科学基金重点项目(59734090);国家技术创新资助项目 作者简介:谢文兵(1965-),男,安徽安庆人,工学博士,副教授.E-mail:wenbxie@sohu1com度、原有巷道支护技术、充填体宽度、充填方式和充填体强度等.研究这些因素的影响规律以及留巷变形特征,对于合理有效地使用沿空留巷技术十分重要.1 分析模型的建立 潞安矿务局常村煤矿S 2-6综放工作面主采3号煤层,埋藏深度330m ,煤层厚度6107m ,割煤高度310m ,直接顶为砂岩,厚度310m ,老顶为中细砂岩,厚度610m ,直接底为细砂岩,厚度510m ,工作面长度为220m ,端头不放顶煤段长d 1=810m ,充填体宽度d 2=215m.留巷宽410m ,巷高310m ,巷道原采用12号矿工钢支护,后采用锚梁网索加固.工作面超前20m ,采用单体液压支柱(315m )和木板架设一梁二柱抬棚加强支护.根据潞安矿务局常村煤矿S 2-6综放沿空留巷的现场试验条件,采用适于分析岩层断裂和垮落的数值分析软件UDEC 建立相应的数值分析模型(图1).已有研究表明,原有巷道支护方式无法控制老顶回转量,但锚梁网(索)支护巷道留巷效果较好.因此,模型中不考虑巷道支护方式的影响,巷道采用锚梁网(索)支护.模型重点考虑老顶断裂位置l 1、端头不放顶煤长度d 1、充填体宽度d 2、充填方式和充填体强度等对综放沿空留巷围岩稳定性的影响. 围岩物理力学性质按常村矿S 2-6工作面实际岩体力学特性确定,见表1.节理特性考虑采动影响,采用屈服弱化模型.模型边界按岩层移动角和连续弯曲带高度确定.为了便于分析,模型在顶煤下边界设置图1 分析模型Fig 11 Analysis model了a —a 剖面线,如图1所示.表1 围岩的力学性质T able 1 W all rock mechanical property项 目体积模量/MPa剪切模量/MPa 内聚力/MPa 内摩擦角/(°)密度/kg ・m -3煤1300 9000150281600中砂岩530032001156362600黑泥岩230012001100302400图2 老顶断裂位置影响分析Fig 12 E ffect analysis of main roof rupture location2 老顶断裂位置l 1影响分析 综放沿空留巷围岩位移不同于普通巷道的围岩位移,它的围岩位移明显受制于老顶岩层的回转运动,是老顶回转运动与围岩变形的综合反映.综放沿空留巷老顶存在2种破断位置[5]:①位于充填体外侧;②伸入煤壁.模型中考虑了4种情况(图2).由图2可以看出,老顶断裂位置不同,留巷上方顶煤回转下沉量差别较大.l 1=10m 时,即老顶在充填体外侧断裂,在留巷和充填体上方老顶呈悬臂梁结构.由于此时悬臂较长,在老顶弯曲下沉作用下,引起煤壁附近压缩变形较大,但充填体压缩变形较小.l 1=5m 时,即老顶在充填体上方断裂,与l 1=10m 时相比,煤壁附近压缩变形明显减小,充填体压缩变形最小.l 1=0时,即老顶在煤壁上方断裂,煤壁附近压缩变形最小,但受老顶回转下沉影响,充填体压缩变形较大.l 1=-5m 时,即老顶断裂位置伸入煤壁5m ,受老顶断裂回转下沉影响,煤壁和充填体的压缩变形都较大. 工程实践表明,由于充填体强度不可能很高,很难在充填体外侧切断老顶,但围岩移动规律可以利用.已有研究结果表明,S 2-6综放741第2期谢文兵等:综放沿空留巷几个关键问题的研究工作面老顶超前断裂距l 1为4m 左右[5].下面针对第4种情况,分析留巷和充填体的位移特征.由图2可见,留巷顶板下沉量u =u 0+u 1+u 2,其中u 0为煤壁附近实体煤的下沉量,mm ;u 1为老顶回转引起的下沉量,mm ;u 2为巷道围岩碎胀产生的变形量,mm. 若将老顶回转引起的下沉量剔除,则留巷顶板下沉分布形态与一般采动影响巷道顶板下沉一致. 充填体上方顶煤下边界位移由3部分组成,即充填体上方顶煤下沉v =v 1+v 2+v 3,其中v 1为底板下沉及浮煤压缩变形量,mm ;v 2为充填体本身压缩变形量,mm ;v 3为充填体承载前预留变形量,mm. 充填体承载前,顶煤及顶板主要产生随老顶的回转运动,并在围岩形成自稳承载结构前一直受这种运动影响,导致留巷和充填体采空区侧顶板下沉都相应大于实体煤侧顶板下沉.充填体承载后,在老顶、直接顶、充填体、底板的相互作用下,老顶回转触矸形成具有自稳能力的承载结构.图3 不放顶煤长度分析Fig 13 Top 2coal length uncaved analysis 老顶回转引起下沉量与充填体上方顶煤位移的差(v 4)主要是顶煤的压缩变形.图2中v 1~v 4分别为120,420,200和180mm.3 端头不放顶煤长度分析 根据综放沿空留巷围岩移动规律,为了有利于老顶回转能尽快触矸形成具有自稳能力的承载结果,需要在充填体外侧留设一定长度顶煤不放.图3为不同端头不放顶煤长度时,剖面a —a 上垂直位移结果. 围岩位移结果表明,当充填体外侧不留顶煤时,留巷上方顶煤及顶板承受的围岩应力完全作用于煤壁和充填体上,导致留巷和充填体变形较大,充填体向留巷侧失稳变形.当端头不放顶煤长度为4m 时,与端头不放顶煤长度8m 时相比,虽然充填体变形差别较小,但后者充填体是稳定的,前者充填体垂直变形大于后者,而且充填体右侧形成较宽的剪切屈服带.当端头不放顶煤长度为12m 时,虽然充填体垂直变形减小较大,但留设过多顶煤造成资源损失较大.4 充填体特性分析图4 充填体宽度分析Fig 14 Filling belt width analysis 411 充填体宽度影响分析 根据大量工程实践,当充填体宽高比大于018时,有利于充填体本身的稳定.充填体稳定对于老顶回转过程中围岩形成自稳的承载结构至关重要,同时也决定着留巷效果.图4是充填体宽度为2,215,3,315m 四种情况下剖面a —a 上垂直位移情况.位移结果表明,当充填体宽度为2m 时,充填体产生自左上角至右下角斜剪切屈服带,充填体随老顶回转而屈服失稳,不能有效地控制老顶回转,促成老顶形成具有自稳能力的承载结构.当充填体宽度在215m 以上时,充填体能有效地控制顶板回转,但随充填体宽度的变化,在充填体右上角形成不同宽度的斜剪切屈服带.因此,设计充填体时,在加大充填体宽度以提高充填体稳定性的同时,可以根据老顶回转角度,把充填体上边界设计成比老顶回转角度稍小的斜边界AB (图4).412 充填方式及充填体强度分析 结合大量工程实践,充填方式及充填体强度应考虑4种情况:①充填空间100%充填,充填体强度为6MPa [6];②充填空间100%充填,充填体强度6MPa ,但考虑了充填体下方浮煤影响;③充填体承载前,顶煤随老顶回转下沉量,现场情况大约在012m ,充填体强度为4MPa ,并考虑了充填体下方浮煤影响;④与第3种情况类似,不同点在841煤 炭 学 报2004年第29卷于充填体强度为6MPa.图5(a )为不同充填方式及充填体强度a —a 剖面上的垂直位移情况.图5 充填方式和充填体强度的分析Fig 15 Filling way and filling belt strength analysis 位移结果表明,当工作面开采后,立即并100%充填(v 3=0)两种情况下,顶煤垂直位移虽然稍小,但老顶回转引起的变形主要由充填体和顶煤承担,造成充填体变形量v 2过大,充填体右侧形成较大的斜剪切屈服带.第3种情况虽考虑一定量的预留变形量v 3,但由于充填体强度较低,不能有效地控制顶板回转,造成充填体随老顶回转而屈服变形(图5(b )).第4种情况虽然充填体上方顶煤位移大于前两种情况,但顶煤下沉量中含有充填体承载前随老顶回转下沉量v 3,充填体本身变形量v 2较小.从工程实践来看,由于充填体必须滞后工作面实施,充填空间不可能100%充填,实际情况只能是后两种情况.因此,充填体本身必须具有一定强度.5 结 论老顶断裂位置对留巷围岩稳定性影响较大.留巷顶板围岩位移受制于老顶岩层的回转运动,是老顶回转运动与围岩变形的综合反映.充填体上方顶煤位移由老顶岩层运动引起,由3部分组成.对常村矿S 2-6综放工作面,当充填体宽度在215m 以上时,能有效地控制老顶回转.在进行充填体设计时,可把充填体上边界设计成比老顶回转角度稍小的斜边界AB .综放沿空留巷时,在保证顶煤及顶板稳定的前提下,合理利用围岩移动规律,确定合理的充填方式和充填体强度,既能保证充填体稳定,又能达到很好的留巷效果.端头留设一定长度的顶煤不放,有利于老顶回转触矸后形成具有自稳能力的承载结构.参考文献:[1] 陈炎光,陆士良.中国煤矿巷道围岩控制[M ].徐州:中国矿业大学出版社,1994.[2] 陆士良.无煤柱护巷的矿压显现[M ].北京:煤炭工业出版社,1984.[3] 漆泰岳.沿空留巷整体浇注护巷带主要参数及其适应性[J ].中国矿业大学学报,1999,28(2):122~125.[4] 张东升,茅献彪,马文顶.综放沿空留巷围岩变形特征的试验研究[J ].岩石力学与工程学报,2002,21(3):331~334.[5] 张东升,缪协兴,茅献彪.综放沿空留巷顶板活动规律的模拟分析[J ].中国矿业大学学报,2001,30(3):261~264.[6] 王悦汉,王彩根,周华强.巷道壁后充填技术[M 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