杉木树煤矿切顶卸压沿空成巷无煤柱开采技术应用研究
无煤柱开采技术在煤矿中的应用
无煤柱开采技术在煤矿中的应用摘要：近年来，我国对煤矿资源的需求不断增加，煤矿开采越来越多。
无煤柱开采技术在煤矿开采中发挥着重要作用，应用无煤柱开采技术可以进一步提升煤矿的开采质量和效率。
但是，在其应用过程中也出现了一些问题，例如沿空留巷采用的充填材料和设施设备成本较高、沿空留巷理论无法适应围岩控制的实际需要等，必须在深入探究如何合理有效地发挥无煤柱开采技术的基础上，制定针对性的措施对其应用问题加以调节和完善。
基于此，本文首先分析切顶卸压自动成巷无煤柱开采围岩变形特征，其次探讨无煤柱开采技术在煤矿中的运用，最后就无煤柱开采技术应用的注意事项进行研究，以供参考。
关键词：无煤柱开采；技术分析；煤矿生产引言煤炭是我国的核心能源资源，为国民经济的发展提供了重要支撑，目前多数煤矿在开采过程中主要是采用了以留设护巷煤柱为核心的综采技术方案。
随着煤炭资源的不断开采，井下煤炭资源不断减少，传统的预留煤柱开采所存在的煤炭回采率低、巷道掘进工作量大、综采成本高的不足愈加明显，因此迫切需要开发新的井下综采技术方案，满足高效、绿色、经济的开采要求。
1切顶卸压自动成巷无煤柱开采围岩变形特征根据大量现场实践结果，将切顶卸压自动成巷无煤柱开采围岩变形分为3个阶段。
阶段Ι：直接顶开始下沉至完全垮落阶段。
煤层被开采后，采空区直接顶岩梁开始下沉，由于预裂切缝接触面之间存在一定的摩擦力，采空区顶板下沉时对巷道顶板岩梁会产生向下的拉力，顶板变形量缓慢增长。
阶段Ⅱ：基本顶下沉至触矸阶段。
直接顶垮落后，在自重和上覆岩层压力作用下，顶板岩梁发生折断，并快速下沉运动，顶板下沉量迅速增大。
阶段Ⅲ：基本顶触矸至稳定阶段。
基本顶触矸后，矸石在顶板压力的作用下逐渐被挤密压实，矸石承载能力不断增强。
随着矸石的密实度增大顶板压力逐渐转移到实体煤帮和采空区矸石，顶板下沉减缓。
而巷道两帮由于顶板压力作用造成横向挤压变形增大，容易发生碎石帮臌出变形。
2无煤柱开采技术在煤矿中的运用分析2.1明确切顶高度煤矿开采中应用无煤柱开采技术，关键要点就是巷道顶板双向爆破技术，利用巷道顶板双向爆破技术，能够对顶板本身的受力情况加以调整和改变。
切顶卸压沿空留巷无煤柱开采技术应用探究
切顶卸压沿空留巷无煤柱开采技术应用探究发表时间：2019-10-10T11:36:57.773Z 来源：《建筑模拟》2019年第33期作者：刘尚典[导读] 沿空留巷技术作为一种新型的井下巷道支护工艺，因自身显著的技术优势和经济优势，被越来越多的矿井使用。
刘尚典山东里能里彦矿业有限公司山东济宁 273517摘要：沿空留巷技术作为一种新型的井下巷道支护工艺，因自身显著的技术优势和经济优势，被越来越多的矿井使用。
特别是在高瓦斯矿井中，有效实现了作业面的Y型通风，自根本上实现了上隅角瓦斯超限问题的解决，确保了回采作业的安全性。
但由于沿空留巷巷道先后会经历多次强烈采动的扰动，尤其是本作业面回采时，巷道同时处于不同介质中，导致矿压显现现象十分强烈，巷道变形破坏现象突出，维护难度较大。
因此，探寻高效的沿空留巷加固技术便显得极为重要。
关键词：沿空留巷技术；煤矿开采；应用沿空留巷是将工作面下顺槽巷道保留下来供下一个工作面作为上顺槽巷道使用的方式，不仅能够实现无煤柱开采、Y 型通风、缓解采掘接替紧张，同时还能够提高工作面煤炭回采率，沿空留巷已成为煤矿巷道技术革新的重要发展方向。
近年来，随着锚杆、锚索主动支护技术的应用和高强度高延伸率锚杆、锚索新型材料的发展，为沿空留巷的发展提供了强有力的技术保障，煤矿中应用的沿空留巷技术要求具有安全性、便于操作、低成本和环保性等特点。
1、沿空留巷围岩控制机理沿空留巷主要有带巷旁支护沿空留巷和切顶卸压沿空留巷两种技术形式。
沿空留巷巷道围岩控制关键是要使巷旁支护体有足够的支护强度及适量的可缩量。
为使上位岩层能够受到采空区冒落矸石及侧向煤体支撑，巷旁支护体必须有足够的支护强度，并能及时切落采空区侧一定高度的顶板岩层。
同时，由于巷道支护不可能改变基本顶的回转下沉，巷旁支护体必须有适量的可缩量，防止在顶板岩层旋转下沉时破坏充填体，使顶板载荷向煤体及采空区转移。
因此：1）巷旁充填体应具有早期强度高、增阻速度快的力学特性，紧跟工作面充填，与巷内支护共同控制巷道围岩变形，确保直接顶完整，避免离层的发生。
煤矿切顶卸压沿空成巷无煤柱开采关键技术研究.共40页文档
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
煤矿切顶卸压沿空成巷无煤柱开采关键技术研究(精品课件)
二、主要研究内容
4、新型恒阻大变形锚杆索支护材料及技术研发
开发适用沿空巷道变形规律的新型锚杆索支护材料，及与之配套的测试平台。解决 现有支护材料难以适应沿空巷道变形，岩层断裂扰动造成的支护技术难题。
5、矿压远程实时监测及预警系统的研发
开发沿空巷道矿压在线实时监测及预警系统，解决常规人工观测不能及时掌握矿压 显现规律和改变支护的技术难题。
三、关键技术及创新点
顶板自然垮落模型
需切顶沿空成巷位置
顶板自然垮落应力双峰模型
三、关键技术及创新点
工作面
切顶卸压沿空成巷力学模型图
锚 索
下一工作面
三、关键技术及创新点
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TA
A
NA
恒阻锚索
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NB TB TB
ML B
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煤体
巷道
NC
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预裂切缝
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3巷0 天旁以支上护体
一、立项背景及研究思路
常规留煤柱开采：我国煤矿90%为长壁开采，常规留煤柱开采岩层断裂移动引起力学 叠加和扰动，破坏顶板和形成集中应力，是造成冒顶、瓦斯突出、火灾等自然灾害加剧的 根本力学因素。且由于顺槽煤柱的存在，将多丢煤炭8%，多掘顺槽巷道50%。
留设煤柱
下顺槽
上顺槽 第一工作面
上顺槽
下顺槽
采空区
1 2
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2
TC
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2 h SC
三、关键技术及创新点
2、研发了主动切顶卸压沿空成巷试验测试平台
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( x0
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c
d 2
切顶卸压沿空留巷无煤柱开采技术研究与应用
切顶卸压沿空留巷无煤柱开采技术研究与应用
张孝忠
【期刊名称】《煤炭新视界》
【年(卷),期】2024()1
【摘要】为解决综采工作面预留煤柱支护导致的煤炭回采率低、安全稳定性差等
问题,结合寨崖底矿3817工作面情况及矿井地质条件,对基于“110工法”的切顶
卸压沿空留巷无煤柱开采技术原理与实际应用进行研究。
经实践,该技术有效提高
了3817工作面的回采率,减少因留设煤柱导致的煤炭资源浪费;巷道围岩稳定性得
到有效控制,保证了工作面的安全回采,有效满足了井下高效、高经济性的综采需求。
【总页数】2页(P188-189)
【作者】张孝忠
【作者单位】山西省柳林县应急管理局
【正文语种】中文
【中图分类】TD823
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卸压沿空留巷无煤柱开采工作面支护技术研究5.丁集矿切顶卸压沿空留巷无煤柱
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切顶卸压无煤柱自成巷关键技术研究及应用
（a）累计位移
（b）变形速度
图 3 测站 1 巷道围岩累计位移和变形速度曲线图
2021 年第 6 期
4 结论
近距离多煤层采动影响巷道围岩易产生大变形 现象，以木瓜矿 10-1002 巷为工程背景，以变被动 为主动控制的设计原则，采用高预紧力锚杆实现对 顶板岩层的主动控制，同时采用预应力锚索及大尺 寸托板构件提高护表面积，约束表层围岩变形。基 于此，开发了近距离多煤层采动影响巷道围岩控制 技术。技术应用后，实现了近距离多煤层采动影响 巷道的有效控制。
（3）孔距的确定。该工艺推广以来，孔距基 本上选取 500 mm，不同的工作面根据不同的顶板 围岩力学性质，可以探索孔距与其循环进度一致， 如果切不通可以考虑增大孔径、炸药直径达到效果。
（4）爆破参数的确定。首先要在切眼内进行 试验，对多种爆破参数的爆破效果进行验证，对切 缝孔爆破后的效果进行窥视，根据窥视切缝情况及 时调整装药参数、结构，选取合适的参数。其次， 考虑切缝孔深度达到 10 m 及以上的封泥长度，要 求不得小于孔深的 1/3。
（7）成巷区挡矸支护设计。为了防止采空区的 矸石蹿入及漏风，在机头第一个支架靠巷道侧采用钢 筋网、风筒布和可伸缩 U 型钢进行联合挡矸支护。 铺设风筒（L=4 m）布上下各超出 300 mm，超出部 分折向工作面，风筒上部、中部搭接区域均使用联网 丝予以联接，要求固定牢靠。钢筋网采用尺寸规格 2150 mm×1000 mm， 网 格 100 mm×100 mm， 并 与 顶板金属网搭接，搭接长度不小于 100 mm，联网间 距不大于 100 mm，钢筋网中部搭接 800 mm。可伸缩 U 型钢采用上下两节可缩性搭接，U 型钢长 2.5 m（可 根据巷道高度适当调整），采用两副卡兰连接，卡兰 上下沿距 U 型钢搭接端头各 150 mm，搭接长度不小 于 1 m，U 型钢棚插入底板下不得少于 300 mm，插 入顶板不得少于 250 mm，U 型钢支设间距 0.5 m。
“煤矿切顶卸压沿空成巷无煤柱开采关键技术”项目通过鉴定
２１年１月 ０ ０ ２
“ 煤矿切顶卸压 沿空成巷无煤柱开 采
关 键技术” 目通过鉴定 项
由四川芙蓉公 司、 中国矿 大 （ 京） 山东科 北 、
锚索 ， 有效控制了成巷顶板 ， 成功解决 了老顶来压 的冲击 问题 ； 采用了聚能爆破切顶技术、 远程监控
留巷全过程顶板 活动等 ， 实现 了关键技术 的重大
突破。
技 中天电子有限公 司共同完成 的“ 煤矿切顶卸压
沿空成巷无煤柱 开采关键技术” 日前通过 四川 ， 省科技厅组织 的专家鉴定。专家一致认 为 ， 该成
果在 创 造性 、 统性 、 学性方 面 均达 到 国际领先 系 科
该成果在芙蓉 白皎煤矿 ２２ ４２工作面得到成 功应用 ， 消除了工作面留设煤柱引发的顶板事故 、
水平 。该项 目通过爆破预裂切割顶板卸压 、 支撑 老顶 、 隔断老塘 ， 实现 了沿空成巷无煤柱开采理论 和技术的新突破 ； 研制并采用恒阻大变形 防冲击
冲击地压 、 煤与瓦斯突出等安全隐患。 （ 自《 摘 煤炭信息》 周刊）
・
２ ９・ ９
无煤柱开采技术控制设计与应用
60 /矿业装备 MINING EQUIPMENT无煤柱开采技术控制设计与应用□ 张燕飞 山西吕梁离石西山晋邦德煤业有限公司 山西吕梁 0330001 切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术1.1 无煤柱开采技术原理无煤柱开采技术全称为切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术，该技术是利用双向聚能拉伸爆破技术对巷道内的靠近开采工作面的一侧顶板进行爆破，该技术利用巷道内壁周围岩层的岩土特性来改变顶班的承受力状态，从而使得巷道内壁能够形成一种新的结构，巷道顶板通过自动下落形成一种新的支护技术。
在煤矿中应用该技术，不但能够提高巷道的支护性能，同时还能够有效隔离有毒有害气体，增强了巷道的安全保护能力。
1.2 巷道顶板自动控制技术在煤矿的巷道挖掘过程中，为了提高巷道的整体稳定性，除了需要用到双向聚能拉伸爆破技术之外，还需要在爆破工作结束之后对航道的整体进行结构控制，从而提高巷道结构的稳定性。
在施工过程中，需要在爆破工作结束后及时进行巷道顶板的控制，保证两个步骤之间的紧密连接性，从而使整体控制效果得到有效保证。
在巷道无法及时进行整体结构的控制时，会发生巷道变形，脱离原来的结构，会发生危险事故。
巷道由于爆破效果不理想而无法使用时，可采用锚索等结构来控制顶板位置并对其进行加固处理，防止顶板发生变形。
1.3 无煤柱开采技术特点传统的巷道挖掘及煤矿开采技术中，由于施工作业周期较长，成本投入较大，且巷道挖掘后无煤柱开采技术是近几年在煤矿开采过程中逐渐被广泛使用的一种新的开采技术类型。
该技术应用到煤矿开采之后，煤炭资源的回收率相较以前有所增加。
同时，该技术在使用时还能够降低煤柱相关的安全事故发生几率，提高煤矿施工的安全性。
通过对无煤柱开采技术进行不断的改进并应用于实际的煤矿开采过程中，使得煤矿生产过程中的一系列问题逐渐被解决，同时降低了煤矿对周边环境的污染，从而实现了煤矿的安全、绿色生产。
稳定性不足，不足以进行长期使用，因而逐渐被新的开采技术所替代。
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摘 要 ： 结合杉木树煤 矿Ｂ ４ 上保护层煤层地 质情况 ， 进行 切顶卸压沿空成巷 无煤 柱开采 技术应用研 究， 通 过反复现场工业性试验 ， 对聚能爆 破 相关参数 ， 聚能装 置安装方式等进行 优化 ， 形成 了适合杉木树煤 矿地 质条件的沿空切顶成巷 技术。通过研 究， 解决了杉木 树煤矿 万吨掘进率
ｒ ｏ ｏ ｆ ｃ ｕ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｒ ｏ ａ ｄ ｗａ ｙ ｆ ｏ ｒ ｍｅ ｄ ａ ｌ ｏ ｎ ｇ ｇ ｏ ｂ ｗ ａ ｓ ｄ ｏ ｎ ｅ ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ． Ｔ ｈｅ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｏ ｆ ｃ ｕ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｂ ｌ ａ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｓ ｔ ａ ｌ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｏ ｄ ｅ ｏ ｆ ｃ ｕ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｂ ｌ ａ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ｄ ｅ ｖｉ ｃ ｅ ｗｅ ｒ ｅ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ｅ ｄ ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｍａ ｎ ｙ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ， ａ ｎｄ ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇｙ ｏ ｆ ｒ ｏ ａ ｄ ｗａ ｙ ｆ ｏ ｒ ｍｅ ｄ ａ ｌ ｏ ｎ ｇ ｇ ｏ ｂ ｂ ｙ ｒ ｏ ｏ ｆ ｃ ｕ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇ
高， 采 掘接 续 紧张 保 护层 开 采速 度 慢 等 问题 ， 提 高了 矿井 资源 回收 率 。 关键 词 ： 聚 能爆破 切顶卸压 沿空成巷 无煤 拄 开采 技术
中图分类号 ： Ｔ Ｄ ８ ２
文献标 识码 ： Ａ
文章编 号： １ ６ ７ ４ — ０ ９ ８ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ （ ａ ） － ０ ０ ６ ７ － ０ ２
Ｋ ｅ ｙ ｗｏｒ ｄ ｓ ： ｃ ｕ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ｂ ｌ ａ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ｒ ｏ ｏ ｆ ｃ ｕ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ Ｒｅ ｌ ｉ ｅ ｆ ｒ ｏ ａ ｄ ｗａ ｙ ｆ ｏ ｒ ｍｅ ｄ ａ ｌ ｏ ｎｇ ｇ ｏ ｂ ｎ ｏ ｎ －ｐ ｉ ｌ ｌ ａ ｒ ｍｉ ｎｉ ｎ ｇ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
Ｑ： ：
工 业 技 术
Ｓｃ ｉ ｅｎｃ ｅ ａｎ ｄ Ｔｅ ｃｈ ｎ ｏｌ ｏｇｙ Ｉ ｎ ｎｏ ｖａ ｔ ｉ ｏｎ Ｈｅｒ ａｌ ｄ
杉木 树 煤 矿 切 顶 卸 压 沿 空成 巷无 煤 柱 开 采技 术 应 用研 究 ①
黄子明 黄光平 周军 杨旭 （ 川煤集 团芙蓉公司 、杉木树煤矿业公司 四川宜宾 ６ ４ ４ ５ ０ １ ）
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