16-切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术在不同顶板条件下的应用与实践-2016年第6期

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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

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。

切顶卸压自动成巷和回撤通道切顶卸压总结

切顶卸压自动成巷和回撤通道切顶卸压总结

神东哈拉沟煤矿切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术及回撤通道支护新工艺总结编制:哈拉沟煤矿生产办时间:2016年6月1日切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术及回撤通道支护新工艺总结一、工艺原理1、切顶卸压自动成巷原理:回采前采用爆破技术,对巷道正帮侧顶板采取定向预裂,缩短顺槽侧采空区顶板悬臂梁的长度,待工作面推过后,在矿压作用下顶板将沿预裂切缝自动切落形成巷帮,既隔离了采空区又保持了巷道的完整性,可作为下一个工作面的顺槽二次使用,实现了无煤柱开采。

2、顶板预裂切缝技术:在炮孔中采用双向聚能装置进行装药,并使聚能方向对准控制断裂方向。

炸药起爆后,冲击波和应力波优先沿设定方向集中释放,在炮孔壁上形成和聚能孔方向一致的径向初始裂缝。

爆生气体涌入径向初始裂缝,在设定方向产生拉应力集中,断裂岩体,实现顶板预裂切缝。

3、恒阻锚索技术原理:采用具有特殊结构的恒阻大变形装置,使锚索支护既具有恒阻条件下抵抗变形的功能,又具有抵抗冲击变形能量的功能。

4、回撤通道切顶卸压工艺原理:工作面回撤前采用爆破技术,对主回撤通道正帮侧顶板采取定向预裂,切断主回撤通道上方老顶。

待工作面贯通回撤通道后,在矿压作用下顶板将沿预裂切缝自动切落,缩短了采空区侧顶板悬臂梁的长度,减弱了回撤通道来压强度。

二、工艺施工工序(一)切顶卸压自动成巷施工工序1.留巷段恒阻大变形锚索补强支护:为了防止切顶过程和周期来压期间巷道的稳定,在实施顶板预裂切缝前,对留巷巷道顶板采用恒阻大变形锚索补强支护。

2、留巷段切顶爆破孔施工:在综采工作面回采前,留巷段提前施工切顶爆破孔。

3、切顶预裂爆破:超前回采工作面预裂爆破,形成切顶卸压预裂切缝线:4、留巷段挡矸支护:随着综采工作面的推进,为确保留巷段巷道顶板及采空区侧帮部安全,紧跟端头支架进行挡矸支护,同时对留巷段的顶板加强支护。

5、留巷段巷道维护及单体回撤:待综采工作面往前推进过程中,采空区顶板垮落稳定后,巷道受动压影响降低,矿压监测稳定后,逐步回撤留巷内的顶板和两帮的单体及钢梁,重复使用;单体回采后对巷道进行喷砼,加强通风管理。

浅谈顶板预裂爆破切顶卸压在沿空留巷技术中的应用

浅谈顶板预裂爆破切顶卸压在沿空留巷技术中的应用

浅谈顶板预裂爆破切顶卸压在沿空留巷技术中的应用摘要:作为无煤柱护巷的一种主要方式,沿空留巷技术对于提高煤炭回收率、消除隅角瓦斯积聚、降低煤矿开掘率,乃至对消除保护煤柱引起的井下灾害都有明显的效果。

通过分析国内外沿空留巷技术和巷内、巷旁支护形式及其理论研究现状,指出了我矿沿空留巷目前所存在的顶板坚硬不易垮落造成巷道矿压显象大的主要问题。

针对这一问题,本文对我矿2205采煤工作面运料巷沿空留巷在顶板预裂爆破切顶卸压及其支护技术方面进行了研究,提出了沿空留巷矿压控制方法,并以我矿2205工作面运料巷为例,介绍了沿空留巷技术在实践中的应用。

关键词:沿空留巷;预裂爆破;切顶卸压;支护设计1.工程背景孙庄采矿有限公司矿井瓦斯绝对涌出量为0.189 m3/min,相对涌出量为3.279 m3/t,二氧化碳绝对涌出量为0.284m3/min,相对涌出量为4.927 m3/t。

该矿井属低瓦斯矿井。

为低瓦斯矿井。

该矿2号煤煤尘有爆炸危险,爆炸指数为12.5%,煤层无自燃倾向性,为不自燃煤层。

2205工作面开采煤层为2#煤,层位稳定。

原煤层厚度为1.8m~2.2m,结构简单,煤质优良,走向SE,倾向SW,倾角7°~21°,平均倾角14°。

煤层直接顶板为3.5m左右的粉砂岩,黑色,含植物化石和黄铁矿,直接顶板完整且较坚硬,放炮后难以随顶板垮落,间接顶板为6m左右的中粒砂岩,灰黑色,含砂较多。

直接底板为6m左右的泥岩。

该工作面采用走向长壁采煤法,缓慢下沉法管理顶板,炮采工艺,一第1页次采全高。

图1-1 2205工作面顶底板岩层柱状图工作面情况见图1-2。

图1-2 2205工作面回采巷道布置平面图2.双向聚能顶板预裂爆破2.1 双向聚能爆破技术原理双向聚能拉张成型爆破与其它控制爆破最大的区别是:借助双向聚能装置实现设定断裂方向产生应力集中,利用该应力断裂岩体。

而要使双向聚能装置达到聚能抗拉的效果,一方面,要求聚能装置具有一定的强度,以减少爆轰产物对预留围岩的损伤;另一方面,要求聚能管强度不能过大,以减少作用于聚能装置上的能量消耗和减少装置成本。

无煤柱开采技术在煤矿中的运用

无煤柱开采技术在煤矿中的运用

无煤柱开采技术在煤矿中的运用发布时间:2022-09-06T05:26:06.799Z 来源:《工程管理前沿》2022年第8卷第9期作者:刘卫卫[导读] 无煤柱开采在减少巷道挖掘、提高煤炭回收率和确保矿山安全生产方面具有重大效益。

刘卫卫贵州优能(集团)矿业有限公司赫章县威奢乡威奢煤矿贵州毕节 553200摘要:无煤柱开采在减少巷道挖掘、提高煤炭回收率和确保矿山安全生产方面具有重大效益。

因此,合理利用煤柱开采技术沿空中挖掘技术和沿空中挖掘技术可有效提高煤炭企业的经济效益。

基于此,以下对无煤柱开采技术在煤矿中的运用进行了探讨,以供参考。

关键词:无煤柱开采技术;煤矿;巷道挖掘引言无煤柱开采是一种先进的煤炭开采方法,有助于提高煤炭资源的开采率,减少采集层的数量,改善采集层的维护,管理天然气溢出,促进矿山安全生产,提高采矿技术的经济效益在浅埋、深埋、平均厚煤层、大规模开采、综合开发等各种条件下,积极发展了煤柱开采技术,取得了诸多成果。

促进开采煤柱不仅与生产矿井的技术改造、缓解紧张局势和延长采矿寿命相关,而且也是煤炭企业改善安全生产条件和技术经济指标以提高产量和实现利润的重要手段。

1无煤柱开采技术特征分析在当前阶段,我国能源生产和消耗的主要主体仍然是煤炭资源,在煤矿开采环节,无煤柱开采技术主要有沿空掘巷和沿空留巷两种应用形式。

基于实际的煤矿开采情况,对无煤柱开采技术的应用也会做出相应的调整。

在当前阶段,沿空掘巷主要有完全沿空掘巷和留窄小煤柱沿空掘巷等不同的形式。

根据顶板和煤层的实际情况,来确定沿空巷道的位置和掘进时间,在沿空掘巷采空区矸石掉落并对施工开展产生一定影响时,可以通过留小煤柱的方式来保障施工安全。

2无煤柱开采技术在煤矿中的运用 2.1开采支护时期一方面,针对于顶板的支护问题。

顶板支护的施工关键在于对拉工作面巷道,其支护技术为锚网搭配矩形钢带,锚杆的设置为每排5根,每根之间的间距为800mm,且均需要选用无纵筋高强度螺纹钢树脂锚杆,锚杆锚固需要使用的树脂锚固型号为K2350,施工期间锚杆需要外露部分长度便于后期施工。

杜儿坪矿切顶卸压自动成巷技术研究与应用

杜儿坪矿切顶卸压自动成巷技术研究与应用

杜儿坪矿切顶卸压自动成巷技术研究与应用曹林虎【摘要】为解决西山煤电集团公司各矿井生产衔接紧张的问题,通过设计,杜儿坪矿在62711工作面采用切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术并进行了现场应用.应用效果表明:该矿留巷效果较好,在缓解各矿井衔接紧张和提高资源回收率方面具有很高的社会经济效益,该研究可为西山矿区各矿井提供借鉴.【期刊名称】《山西焦煤科技》【年(卷),期】2018(042)008【总页数】4页(P20-23)【关键词】切顶卸压自动成巷;顶底板变形;矿压监测【作者】曹林虎【作者单位】西山煤电集团公司技术中心,山西太原 063000【正文语种】中文【中图分类】TD353切顶卸压无煤柱自动成巷开采技术“110工法”是继锚杆支护技术之后又一次技术革命[1]. 杨汉宏,薛二龙[2]以哈拉沟煤矿12201工作面为典型,提出了现场采用恒阻锚索进行加强支护等一系列试验设计方案,得出切顶卸压自动成巷技术可以应用于西部矿区特殊地质条件的结论;王成祥[3]以柠条塔煤矿S1201工作面的试验为基础,提出了切顶卸压自动成巷技术设计参数,完成了施工工艺,总结了技术成果及相关建议;魏锦周[4]以盖州煤业9102回风巷为例,基于切顶短壁理论分析,计算了施工过程中恒阻大变形锚索锚固长度以及成巷后的验证方法;杨晓杰,侯定贵等[5]采用三维离散元软件对浅埋深煤层切顶卸压自动成巷进行研究,结果表明:不同顶板预裂切顶高度对顶板顺利切顶成巷有较大影响,切缝应有效切断采空区顶板与留巷顶板间的应力传递。

西山煤电集团公司为解决各矿井生产衔接紧张问题,提高煤炭资源回收率,确定在杜儿坪矿62711工作面采用切顶卸压自动成巷开采技术。

1 工作面基本情况杜儿坪矿62711工作面属北七2#煤盘区首采面,瓦斯绝对涌出量为0.6 m3/min,煤层自燃倾向Ⅲ类,不易自燃,为2#煤层低瓦斯区域。

工作面煤层厚度稳定,煤厚1.00~2.40 m,平均1.90 m,煤层倾角1°~7°,平均2°,埋藏深度435~687 m,煤层赋存稳定,具体情况见图1.图1 62711工作面综合柱状图2 工艺2.1 参数设计62711工作面轨道顺槽(原皮带顺槽)为矩形巷道,宽4 200 mm,高2 800 mm,掘进断面11.76 m2,原设计采用锚网、锚索联合支护,顶锚杆5根/排,间排距为875 mm×1 000 mm;顶部采用左旋螺纹锚杆(2 000 mm×d20 mm). 锚索采用单根钢绞线(5 300 mm×21.6 mm),排距为2 000 mm. 顶部采用d6 mm的钢筋网,帮部采用2 000 mm×2 400 mm菱形金属网。

唐山沟煤矿切顶卸压沿空留巷无煤柱开采技术_毛怀勇

唐山沟煤矿切顶卸压沿空留巷无煤柱开采技术_毛怀勇
2 切顶卸压沿空留巷无煤柱开采技术
切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术,即对沿空巷道顶 板实施超前预裂,在采场顶板周期来压作用下,采空区顶 板沿着预裂面在巷旁切落,形成对上覆老顶岩梁的支撑结 构,达到减小沿空巷道围岩压力的目的,成功地保留了工 作面运输巷作为临近工作面回风巷,有效控制了成巷顶板 稳定性。
2. 1 工艺流程
图 1 煤层顶底板岩性柱状图
8820 工作面可采储量 9. 3 万 t,5807 回风巷断面 3. 8m× 2. 5m,采用切顶卸压自动成巷技术留巷,留巷长度 460m, 作为 8821 工作面回采的回风巷使用。工作面巷道布置情况 如图 2 所示。
图 3 沿空留巷支护断面图
图 2 工作面巷道布置平面图
12
2016 年第 8 期
煤炭工程
设计技术
8820 工作面主采 8 煤,位于 8 号煤 508 南盘区西翼, 北部为 8821 接续工作面,东部为 508 南盘区回风大巷,南 部为 1. 0m 以下薄煤层,西面为煤层剥蚀边界。煤层厚度在 1. 5 ~ 1. 8m 之 间, 工 作 面 走 向 长 度 460m, 倾 斜 长 度 115. 5m,煤层抗压强度平均为 44. 6MPa,伪 顶 为 粉 砂 岩, 强度约为 39. 7MPa,直接顶为细砂岩,强度约为 44. 6MPa。 老顶为中粗砂岩,强度约为 46MPa。煤层顶底板岩性柱状 图如图 1 所示。
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设计技术
煤炭工程
2016 年第 8 期
图 4 双向聚能管设计示意图
排密集单体。工字钢顶部垫设 50mm 厚木板,之间穿插打设 单体,工字钢背后采用直径为 6mm 高强焊接钢筋网,网规 格为 100mm×100mm,尺寸为 1500mm×1000mm。垮落不充分 的部分使用水泥背板背实,防止出现空洞部分,视留巷后巷 道变形和垮 落 情 况,进 行 整 形、喷 射 混 凝 土 密 闭,防 止 漏 风。周期来压期间动压支护示意图如图 5 所示。

顶板水力压裂切顶卸压在动压巷道中的技术应用

顶板水力压裂切顶卸压在动压巷道中的技术应用

245我国煤炭虽然储量丰富但赋存条件较为复杂,近四成的煤层存在坚硬顶板。

坚硬顶板是指煤层上方直接赋存或在厚度较薄的直接顶上方存在的坚硬岩层,其主要特点为硬度大、整体性好、分层厚度大等。

坚硬顶板的存在会对矿山的开采造成严重的影响。

由于坚硬顶板极难垮落,随着工作面的持续推进,巷道顶板形成大面积的悬顶,悬顶一旦垮落会产生一定的冲击载荷,造成采空区的瓦斯涌出,发生瓦斯爆炸事故。

镇城底矿综采工作面留巷巷道在强烈动压影响下出现顶板沉降明显、两帮收缩量和底鼓量显著增加、锚杆索发生破断等问题,巷道需要反复巷修才能维持正常使用,同时顺槽巷道悬顶现象明显,影响工作面安全回采。

为了解决巷道变形以及工作面上隅角悬顶问题,采用在煤柱侧顺槽巷道进行水力压裂的方式提前切顶,切落煤柱上方悬臂梁,剪断顶板岩梁应力的传递,减小巷道所受应力,消除悬顶现象,有效解决了动压影响留巷巷道大变形和悬顶问题。

 1 矿井概况镇城底矿位于西山煤田西北处,井田面积约16.63km 2,年设计生产能力为190万t。

22305工作面开采的3#煤层平均厚度3.91m,平均倾角为4.6°; 煤层顶板以泥岩和砂质泥岩为主,局部含有软弱夹层,层理裂隙发育。

22305 综采工作面,煤层厚度 5.52 m,平均倾角 4°;走向长 1714.9 m、倾斜长 220.7 m,面积378470.7 m2。

工作面东部为相邻工作面采空区,西部为22301工作面采空区,北部无工作面,南部22302工作面采空区。

22305巷为一次使用顺槽巷道,巷道悬顶上隅角瓦斯聚集,影响工作面安全回采,22305 巷为留巷巷道,受工作面回采动压影响,巷道变形较大,影响正常使用22305 巷断面为矩形,宽×高=5.2 m×3.9 m。

2 工作面水力压裂设计方案2.1 水力压裂设备采用切槽钻头在岩层中预制横向切槽,切槽钻头外径为 54 mm,钻孔直径为 56 mm。

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

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
【相关文献】
1.切顶卸压沿空留巷无煤柱开采工作面巷道三区临时支护技术研究
2.切顶卸压沿空留巷无煤柱开采技术研究与应用
3.切顶卸压沿空留巷无煤柱开采技术研究
4.切顶
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
开采技术研究
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“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

“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)

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无煤柱开采技术控制设计与应用

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。

浅谈切顶爆破卸压技术在沿空留巷中应用的探讨

浅谈切顶爆破卸压技术在沿空留巷中应用的探讨

浅谈切顶爆破卸压技术在沿空留巷中应用的探讨作者:付祥明等来源:《价值工程》2013年第07期摘要:通过对切顶爆破卸压技术工艺介绍,说明了该技术在煤矿沿空留巷中具有安全方便,既减少了开拓工程量,又提高了资源回收等优点。

Abstract: By introducing roof blasting pressure releasing technology, it showed that this technology was safe and convenient in coal mine sublevel roadway, and it reduced the amount of preparation works, also increased resource recovery.关键词:切顶爆破;沿空留巷;应用Key words: blasting;sublevel roadway;application中图分类号:TD3 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2013)07-0073-020 引言煤炭是我国工业主要能源,当前随着煤炭资源的逐步减少,今后煤炭采场重点将转向埋藏深,开采条件相对困难的薄煤层。

薄煤层采高小产量底,为保证产量,需要大量的巷道开拓工程。

减少开拓工程量,提高资源回收是当前小槽煤开采的研究的目标和方向,切顶爆破卸压沿空留巷就是在矿井开拓中的一项优化选择。

1 地质概况山东省兖矿集团南屯煤矿是一个年产300万吨的大型矿井,随着资源的枯竭,薄煤层已成为南屯煤矿今后主采煤层。

1610工作面位于南屯煤矿十一采区西北部。

埋藏深度为-460~480m。

工作面走向长平均为1054m,倾斜长225.4m。

煤层顶底板岩性如表1。

2 实施方案施工范围:试验地点选在1610上顺槽自切眼向外50m到设计停采线的巷道段,采用切顶卸压自动留巷无煤柱开采技术进行沿空留巷,长约450m。

2.1 爆破器材及爆破参数2.1.1 双向聚能管(图1)装置材料:特制聚能PVC管材。

切顶成巷原理与应用

切顶成巷原理与应用

511.4 25.3 484.1 4.50 478.2
2.0 B4上 1.0 B4
468.4 16-163
478.7 2413-66
2413风巷
1.2 B3
241
2413-58
3-52
2413-56
241
3-54
16-161 467.737
-4 1166.3 44
2413切眼
502.3 25.1 475.0 5.4 468.6
全 国 软 岩 工 程 与 深 部 灾 害 控 制 分 会 , 于 2010 年 12 月 组织了新技术的推广会,来自全国相关矿区、科研院校 的216位专家参加了会议,31位专家进行了现场考察
推广会现场
安全及社会效益
白皎煤矿是四川省瓦斯突出和顶板灾害最严重的矿井, 突出次数占四川省总数的67%。应用新技术后 ,试验区:
2.2 B 4上 1.0 B 4
434.4
+490
0.8 B3
B4上
493.6 23 469.1 6.0 462.1
1.5 B4上 1.0 B4
+490
499.9 27 477.1 4.5
1.8 B4上 2.5 B4
0.8 B 3
4.0
井 田 边 界
2422上切眼
+480
16-50
2422上
B4上
5°-10° 1.2
结果表明,恒阻大变形锚索在拉伸变形过程中始终保持恒定支护阻力, 能够满足“缓变型”破坏控制要求
超常力学性能之三--动力学冲击下的吸能特征
20tBiblioteka 1万焦耳冲击力学实验20t锚杆动力学冲击特性实验曲线 35t
20万焦耳动力学冲击特性实验过程

中厚煤层复合顶板切顶成巷无煤柱开采技术

中厚煤层复合顶板切顶成巷无煤柱开采技术

中厚煤层复合顶板切顶成巷无煤柱开采技术宋鹏【摘要】为了解决因工作面回采巷道掘进量大而导致矿井衔接紧张,以及工作面区段煤柱过大、资源损失严重的问题,基于塔山矿8304工作面地质条件和工作面及巷道上覆岩层变形特征,探讨了中厚煤层复合顶板切顶成巷无煤柱开采技术工艺参数,包括切缝钻孔施工深度、切顶爆破技术参数、恒阻大变形锚索补强支护参数、以及切顶留巷补强支护参数等.并进行了现场工业性试验,结果表明:塔山矿8304工作面正常回采时,工作面日均推进为6~8 m;切顶留巷巷道成型效果好,巷道围岩变形、顶板离层均不大,能够满足巷道安全使用要求;锚索受力良好,没有出现锚索拉断现象.【期刊名称】《江西煤炭科技》【年(卷),期】2019(000)003【总页数】4页(P63-66)【关键词】中厚煤层;复合顶板;切顶成巷;无煤柱【作者】宋鹏【作者单位】大同煤矿集团有限责任公司,山西大同 037000【正文语种】中文【中图分类】TD353;TD823切顶卸压自成巷通过切断直接顶岩层,阻断应力传递路径,利用顶板冒落矸石充填采空区,并支撑顶板岩体,达到控制巷道围岩的目的。

何满潮[1-2]院士已详细研究了切顶卸压自成巷相关技术工艺,并对复合顶板切顶爆破技术参数和矿压分区特征及影响因素进行了研究。

吴松和陈鹏[3]对切顶成巷巷旁挡矸技术及应用情况进行了研究。

闫树鹏[4]和靳鹏飞[5]结合各自矿井的情况对切顶成巷的应用情况及效果进行了分析。

本文结合塔山矿地质条件,研究了中厚煤层复合顶板切顶成巷无煤柱开采的相关技术工艺,可为类似矿井提供参考。

1 工程概况塔山矿现开采4 号煤层,8304 工作面为三盘区东翼首采面,煤层厚度1.80~3.55 m,平均3.1 m;倾角2°~6 °,平均4 °;埋深367~411 m;工作面走向长750 m,倾斜长127 m,采高3.1 m。

煤层直接顶为泥岩,平均厚度1.47 m,老顶为细沙岩,平均厚度3.88 m,直接底为泥岩,平均厚度3.20 m,顶板结构复杂,属复合顶板,岩石碎胀系数为1.41。

煤矿综采工作面端头切顶卸压技术研究与应用

煤矿综采工作面端头切顶卸压技术研究与应用

煤矿综采工作面端头切顶卸压技术研究与应用摘要:煤矿巷道综采矿井工作面巷道端头切顶深层卸压技术分析依据"切顶短壁梁"应力理论,改善了煤矿巷道顶部围岩浅层应力转移环境,将煤矿巷道顶部围岩浅层应力集中底部转移至深层底部,达到巷道稳定的目的,实现了无煤柱开采。

本文通过介绍煤矿综采工作面端头切顶卸压技术的背景和其技术应用,来探讨端头切顶卸压技术的优点。

关键词:综采工作面端头切顶卸压技术优点煤矿综采工作面有效推进施工过程中,所需要留空的巷道顶板会同时受到动压力的影响,对所需要留空的巷道根据实际工作情况分别采取巷道顶板临时补强预裂支护爆破设计、顶板临时预裂补强爆破支护设计、巷道临时预裂支护爆破设计等,达到有效消除位在临近巷道工作线平面上的煤体上方顶板应力点的集中,控制煤体采空区域的顶板应力垮落,提高巷道生产运行效率,降低成本的目的。

现有的煤矿工作面在开采过程中,是将经过采煤之后的工作面巷道与煤层的未开采部分之间留设一段煤柱,在该段煤柱的前方布置下工作面巷道,以便进行后续的开采。

在留设煤柱之后,原工作面巷道上方的顶板由于失去煤层的支撑而自然塌陷。

现有先进技术设备具有解决如下的问题:首先,由于大型顶板动压冒顶、大面积顶板来回挤压等动压现象显现,造成顶板原有顺槽式地巷道大面积变形、工作面积小顶板难正常维护等自然灾害发生问题,影响矿井的安全生产;其次,留设煤柱根据巷道岩性、厚度确定,一般长达10米以上,造成资源浪费;再者,由于回采工作面压力一般超前工作面煤壁6至12米,采动超前压力高,造成事故多发。

一.煤矿综采工作面端头切顶卸压技术的背景煤矿井下巷道翻修是其开采过程必不可少的一项艰巨工程,轻则简单补打锚杆锚索加强支护,重则繁琐扩帮挑顶注浆,重新打设锚杆锚索再加固。

维修巷道不仅围岩稳定性低,还存在着严重顶板冒落冒顶风险,潜在威胁着井下矿工的生命安全,而且巷道维修所需费用甚至超过新掘巷道费用,给煤炭企业背上巨大经济包袱[1]。

切顶卸压沿空留巷技术爆破工艺应用

切顶卸压沿空留巷技术爆破工艺应用

切顶卸压沿空留巷技术爆破工艺应用王文杰【摘要】阳煤集团运裕煤业公司2202工作面和2203工作面相邻布置,为了提高煤炭资源回收率,在2202工作面轨道巷实施了切顶卸压爆破技术进行沿空留巷,取得了良好效果.对类似条件的矿井具有一定的借鉴意义.【期刊名称】《煤》【年(卷),期】2018(027)008【总页数】3页(P15-16,64)【关键词】切顶;卸压;沿空留巷;爆破工艺【作者】王文杰【作者单位】阳煤集团运裕煤业公司,山西阳泉 045300【正文语种】中文【中图分类】TD3531 工作面概况阳煤集团运裕煤业公司2202工作面所采煤层为2号煤层,煤层赋存稳定,结构简单,煤层厚度最大为3.2 m,最小为1.35 m,平均2.2 m,工作面北部煤层为全煤,南部煤层距底板约1.6 m有一层0.1~0.3 m的夹矸,夹矸岩性为黑色泥岩。

煤层直接顶为砂质泥岩、细粒砂岩、泥岩,平均厚约7.51 m,顶板较易管理;老顶为灰色细粒砂岩,岩石坚硬,一般不易冒落。

直接底为砂质泥岩,平均厚约3.54 m。

煤层顶底板情况见表1。

2202工作面长164 m(中-中),轨道巷长1 302 m,可采长度1 245 m,胶带巷长1 287 m,可采长度1 230 m,平均可采长度为1 237.5 m。

2203工作面紧邻2202工作面布置,在2202工作面轨道巷实施切顶卸压沿空留巷,作为2203工作面的运输巷。

工作面布置如图1所示。

巷道均沿2号煤层顶板布置,为矩形断面,两巷均为净宽4.2 m,净高2.7 m,净断面11.34 m2;采用锚网索联合支护。

表1 煤层顶底板情况顶底板名称岩性厚度/m岩性特征基本顶细粒砂岩3.20~4.423.81灰色细粒砂岩,局部含灰色泥质斑块及泥质条带。

泥岩 1.20~1.80 1.50 灰黑色泥岩,致密、性脆。

直接顶细粒砂岩1.50~2.021.76深灰色细粒砂岩,含黑色泥质斑块。

砂质泥岩2.80~5.704.25灰黑色砂质泥岩,厚层状、含植物化石。

《云冈矿切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术研究》范文

《云冈矿切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术研究》范文

《云冈矿切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术研究》篇一一、引言随着煤炭资源的日益紧张和开采难度的增加,煤炭行业正面临着巨大的挑战。

在这样的大背景下,云冈矿作为国内重要的煤炭生产基地,不断探索新的开采技术,以实现高效、安全和环保的开采。

其中,切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术成为云冈矿技术创新的重点研究领域。

本文旨在深入研究这一技术的原理、方法及其实践应用,以期为煤炭行业的可持续发展提供理论支撑和实践指导。

二、切顶卸压自动成巷技术概述切顶卸压自动成巷技术是一种新型的煤炭开采技术,其核心思想是通过切顶卸压的方式,实现无煤柱开采,从而达到提高煤炭资源回收率、降低生产成本、保障安全生产的目的。

该技术主要应用于厚煤层、复杂地质条件下的煤炭开采。

三、技术原理及方法1. 切顶卸压原理:通过在煤层上方实施切顶作业,破坏煤层与围岩的支撑关系,使煤层内的压力得以释放,从而达到卸压的目的。

2. 自动成巷方法:在切顶卸压的基础上,利用支护设备和自动化控制系统,实现巷道的自动形成。

具体包括:选用合适的支护设备,如液压支架、锚杆等;运用自动化控制系统,实时监测煤层压力变化,调整支护设备的状态,保证巷道的稳定性和安全性。

四、实践应用云冈矿在切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术的应用过程中,取得了显著的成果。

具体表现在以下几个方面:1. 提高煤炭资源回收率:切顶卸压技术能够有效地破坏煤层与围岩的支撑关系,使煤炭资源得以充分释放,提高了煤炭资源的回收率。

2. 降低生产成本:无煤柱开采技术减少了煤炭资源的浪费,降低了生产成本。

同时,自动化控制系统的应用,提高了生产效率,进一步降低了生产成本。

3. 保障安全生产:切顶卸压技术能够有效地释放煤层内的压力,降低了瓦斯事故的风险。

同时,自动成巷技术的应用,保证了巷道的稳定性和安全性,为矿工提供了良好的作业环境。

五、技术优势与挑战切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术具有以下优势:1. 提高资源回收率;2. 降低生产成本;3. 保障安全生产;4. 适应复杂地质条件。

永城矿区城郊煤矿全力推行“110工法”

永城矿区城郊煤矿全力推行“110工法”

永城矿区城郊煤矿全力推行“110工法”作者:暂无来源:《资源导刊》 2016年第9期◎ 陈方圆陈国庆“你们的‘110工法’(切顶卸压沿空成巷无煤柱开采技术)做得很好,开创了中厚煤层大埋深复杂地质条件下的新模式,取得了安全、效益、效率的多丰收,值得在全国推广。

”日前,中国科学院院士何满潮在永城矿区城郊煤矿考察后给予充分肯定。

“110工法”是一条巷道、一个工作面、零煤柱施工方法。

与传统的长壁开采“121工法”相比,“110工法”只需掘进1条顺槽巷道,另1条巷道通过切顶卸压自动成巷,工作面由“跳采”变为连续开采,且能够实现Y形通风,并有效降低巷道周期性压力,安全、经济效益十分突出,被业界誉为“第三次矿业技术变革”。

新技术的推广前景固然诱人,但是在中厚煤层大埋深条件下推行“110工法”,在国内尚属首例,无任何经验可循。

该矿21304工作面属于厚泥岩直接顶,顶板破碎严重,锚索支护困难。

同时,硐室交叉口较多,顶板状况变化频繁,所留巷道受双重采动影响,矿压显现强烈。

为此,该矿组织全矿技术精英进行现场轮流跟班,做好过程监管和技术指导,确保关键工序严格按标准执行。

在最为关键的顶板支护环节,通过多次尝试,最终确定实行“29U形钢棚+夹板”的挡矸支护,同时采用“单体支柱+液压顶棚”巷道顶板支护方案,确保沿空留巷能够实现“拉得住”“切得开”“放得下”“护得住”,真正发挥新技术的最大效用。

经初步测算,推行该技术的21304工作面,巷道掘进量减少50%,掘巷时间减少50%,万吨掘进率降低40%以上,节省掘进费用780多万元,大大缓解接替紧张局面。

由于实现无煤柱开采,预计可多回收煤炭资源4.17万吨,增收近2000万元,资源回收率大幅提升。

同时,可提前在相邻工作面进行探放水施工,降低水害威胁,节省探放水费用约23.4万元。

下一步,永城矿区将以城郊煤矿为先行军,大力推广“110工法”实践经验,确保新技术落地生根并在全国“110工法”技术领域占领一席之地。

切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术应用分析

切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术应用分析

切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术应用分析靳鹏飞【摘要】晋能集团盖州煤业采用爆破预裂切割顶板卸压、支撑老顶、隔断采空区的自动成巷无煤柱开采技术,对于提高煤炭回收率、消除隅角瓦斯积聚、降低煤矿开掘率,乃至对消除保护煤柱引起的井下灾害都有明显的效果,具有工程实践价值及一定的经济效益和社会效益.【期刊名称】《江西煤炭科技》【年(卷),期】2018(000)004【总页数】3页(P14-16)【关键词】切顶卸压;沿空留巷;无煤柱;采掘率【作者】靳鹏飞【作者单位】山西煤炭运销集团盖州煤业有限公司,山西高平 048400【正文语种】中文【中图分类】TD8231 切顶卸压自动成巷无煤柱采煤技术工作原理爆破预裂切割顶板卸压的自动成巷无煤柱开采技术充分借助了采场周期来压来爆破预裂切割顶板,科学、合理的支撑老顶与隔断老塘,让沿空成巷无煤柱开采理论与相关技术实现了新突破;同时,通过对恒阻大变形防冲击锚索的有效应用,使得成巷顶板得到了合理控制,老顶来压冲击问题得到了成功解决;进一步研究与应用了聚能爆破切顶技术、恒阻防冲大变形新型锚索以及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。

2 开采煤层及工作面概述晋能集团盖州煤业开采3#、9#、15#煤层,现开采9#煤层,矿井绝对涌出量为2.13 m3/min,相对瓦斯涌出量1.46 m3/t,为低瓦斯矿井,9#煤层煤尘无爆炸性,自燃倾向性等级为Ⅲ级,属于不易自燃煤层。

9103工作面9#煤层平均厚度1.7 m,抗压强度11 MPa,直接顶板为砂质泥岩,平均3.8 m,薄层状结构,局部破碎块状水平层理发育;基本顶板为泥岩,平均4.1 m,泥质结构;直接底板为粉砂岩,平均2.2 m,中粗粒结构。

3 沿空留巷主要技术参数9103工作面回风顺槽沿9#煤层底板破顶掘进,顺槽实际长1820 m,应用切顶卸压自动成巷技术进行留巷作业,所留巷道作为9105工作面回风顺槽使用。

为使切顶期间以及巷道周期来压期间巷道更稳定,在进行顶板预裂切缝前可借助恒阻大变形锚索来对巷道进行进一步加固,所用的恒阻锚索为Φ21.8 mm×8300 mm钢锚索,预紧力不小于28 t,恒阻值为33 t±2 t。

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切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术在不同顶板条件下的应用与实践王子越1,宋润权2,黄伟2,杨刚2(1.天地科技股份有限公司开采设计事业部,北京100013; 2.四川煤炭产业集团芙蓉公司白皎煤矿,四川宜宾644501)[摘要]为解决白皎煤矿保护层留煤柱引发的采空区瓦斯积聚、瓦斯突出及应力集中对近距离煤层开采引起的灾害问题,进行了切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术实践。

给出了厚顶板煤层合理切顶深度的经验计算公式,并实现了近距离薄顶板煤层切顶卸压自动成巷,提出了完整的切顶卸压自动成巷施工工艺。

切顶卸压自动成巷巷道在下一工作面回采期间变形量较小,取得了良好的技术经济效益。

[关键词]切顶卸压;自动成巷;无煤柱开采;厚顶板煤层;薄顶板煤层;切顶深度[中图分类号]TD823.25[文献标识码]B[文章编号]1006-6225(2016)06-0035-03Application and Practial of Anthracitic Column Mining with Roadway Auto-generation by Roof Cutting Unloading in Different Roof Situation[收稿日期]2016-04-28[DOI ]10.13532/11-3677/td.2016.06.010[作者简介]王子越(1988-),男,山东滨州人,硕士,从事巷道支护理论与技术研究。

[引用格式]王子越,宋润权,黄伟,等.切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术在不同顶板条件下的应用与实践[J ].煤矿开采,2016,21(6):35-37.切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术工序简单,工程量小,可与工作面回采平行作业,同时取消了采空区煤柱,消除了采空区发火源,避免了煤柱应力集中对近距离煤层开采引起的灾害。

国内外学者与工程技术人员进行了大量研究工作[1-3]。

张国锋、何满潮等对切顶卸压自动成巷技术的原理、理论基础和技术关键进行了研究[4-5],提出了完整的施工工艺流程,并在现场成功实施;陈勇、郝胜鹏[6]等对切顶卸压采用的浅孔爆破技术的各项参数进行了数值模拟研究,得出了最佳装药孔间距和装药孔不耦合系数;何满潮、郭志飙发明了一种恒阻大变形锚索[7],并对其力学性能进行了研究,为切顶卸压自动成巷巷道的支护提供了有效手段。

上述成果从理论和技术实践上都得到了较好地发展和应用,但缺少合理切顶深度的研究,同时切顶卸压自动成巷多在厚顶板条件下实现,缺乏近距离薄煤层切顶成巷实践。

本文以四川芙蓉矿区白皎煤矿近距离煤层无煤柱开采为工程背景,经过多次现场试验,提出了厚顶板切顶卸压自动成巷合理切顶深度的确定方法,并实现近距离薄煤层切顶卸压自动成巷。

切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术在不同顶板条件下的应用取消了采空区煤柱,提高了采出率,避免了采空区发火源和应力集中在近距离煤层开采引起的灾害问题。

同时,减少了巷道掘进量,缓解了采掘接续紧张的局面,降低了吨煤成本,取得了良好的经济技术效果。

1切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术关键工艺流程切顶卸压自动成巷无煤柱开采技术采用聚能管定向爆破技术沿巷道轴向靠近工作面侧超前预裂顶板,在工作面周期来压作用下,顶板沿预裂缝切落。

切顶范围内顶板岩体垮落碎胀,支承上覆岩层,从而减少上覆岩层的下沉和回转变形,实现留巷卸压。

切落的顶板岩体形成巷帮,保留工作面下平巷,经过简单的采空区侧防漏风防火处理即可使用,从而实现一面一巷的回采方式。

其主要的工艺流程为:掘进施工首采面上下平巷→使用大变形恒阻锚索超前加固下平巷采空区侧顶板→采用聚能环定向爆破技术进行顶板预裂缝施工→回采工作面→在顶板周期来压作用下,切顶范围内岩体沿预裂缝自动切落成巷帮→对工作面后方稳定区巷道进行二次维护→对成巷区进行防漏风防火等密闭处理措施。

2不同顶板条件下切顶卸压沿空留巷开采技术实践白皎煤矿24采区共有1 5号5层煤层,其中1 4号煤层可采,为近距离煤层,采用下行开采顺53第21卷第6期(总第133期)2016年12月煤矿开采COAL MINING TECHNOLOGYVol.21No.6(Series No.133)December2016序。

其中,1号煤层为坚硬顶板,2号煤层为中硬顶板,3号煤层为中硬薄顶板,4号煤层为软弱薄顶板。

煤层层位关系及基本情况见表1。

表1煤层主要物理性质物理性质煤层编号1号2号3号4号5号煤厚/m0.8 1.5 1.3 1.80.5倾角/(ʎ)88888结构夹矸厚度0.8m简单简单简单简单稳定性不稳定稳定较稳定稳定不稳定可采性局部可采可采可采可采不可采2.1厚顶板的切顶护巷基于切顶卸压沿空留巷理论基础,经过现场反复实践探索,提出以下合理切顶深度的确定方法:切顶深度可根据以下原则计算,即煤层开采完毕,切落顶板碎胀后能有效支撑上覆岩层。

由于顶板切落碎胀支撑上覆岩层后,破碎岩石会进一步压实,所以应取残余碎胀系数。

不同岩性围岩残余碎胀系数不同,经现场实践,煤系沉积岩残余碎胀系数可取1.15 1.2。

切顶深度H可按照下式计算:H=hk'ρ-1(1)式中,h为采高;k'ρ为残余碎胀系数。

切顶深度应根据顶板条件适当调整,若顶板围岩完整坚硬,应适当增加切顶深度,若顶板围岩软弱破碎,可适当减小切顶深度。

2.1.1工程实践2号煤层顶底板岩性见表2。

表22号煤层顶底板岩性岩性厚度/m强度基本顶细砂岩≥5.040.2MPa直接顶砂质泥岩 1.5 3.636.3MPa 煤线0.4f=2 4细砂岩 2.2 4.240.2MPa 砂质泥岩 1.5 2.036.3MPa煤层煤 1.2底板黏土岩0.8 4.5试验巷道为白皎矿2422工作面机巷,异形断面,巷高2.5m,巷宽3.2 4.4m,长465m。

巷道顶板主要为砂质泥岩和细砂岩,中硬厚顶板,初始支护为锚杆索联合支护。

工作面采用综合机械化开采,平均采高1.2m。

利用双向聚能拉张成型爆破技术进行切顶,使用恒阻锚索进行巷旁支护。

根据式(1)算得切顶深度为6m,考虑顶板以上5m处为煤线,强度较低,会自动垮落,最终确定切顶深度为5m。

2.1.1.1留巷掘进支护锚杆:锚杆为恒阻大变形锚杆,直径20mm,长度2200mm。

使用K2350树脂锚固剂进行端头锚固,每根锚杆使用2根锚固剂。

锚杆预紧扭矩≥100N·m。

底角锚杆:采用直径为42mm,长度2200mm 无缝钢管,每排2根。

下扎30ʎ打设,后插直径22mm钢筋后进行注浆锚固。

锚索:顶板支护形式为恒阻大变形锚索,锚索规格为:长8000mm,直径15.6mm,端头锚固,每根锚索使用4只K2350树脂锚固剂,锚索预紧力≥120kN。

托盘:锚杆托盘为木托盘和铁托盘组成的复合托盘,其中铁托盘为120mmˑ120mmˑ10mm碟形托盘,木托盘规格为120mmˑ80mmˑ50mm。

锚索托盘由20号废旧槽钢切割而成,尺寸为200mmˑ200mmˑ10mm,使用尺寸为150mmˑ150mmˑ10mm 的钢板中间加焊进行强化,钢板中心眼孔直径为20mm。

支护结构参数见图1。

图1白皎矿2422工作面机巷支护参数2.1.1.2爆破切顶钻孔布置参数根据试验现场的实际条件,试验中选用 25mm乳化炸药,聚能管内径为28mm,外径为32mm,炮孔直径为35mm,顶板炮孔间距为0.5m。

为避免大面积破坏顶板,药量应参照顶板岩性f=4 6确定为小于800g/孔。

为防止爆破冲击波破坏浅部顶板,使其爆破能量更好地沿聚能管切缝释放切割顶板,在聚能管内充填黄泥1.6m,进行孔口充填封孔。

2.1.1.3动压加强支护参数(1)采用DZ25-25/100型单体液压支柱配工字钢梁对工作面前方超前支承压力区进行临时支护,超前压力区前10m每排架设2根单体柱,柱63总第133期煤矿开采2016年第6期距0.9m,1梁1柱布置;超前压力区前10 20m 每排架设1根单体柱,柱距0.9m,1梁1柱。

(2)工作面后方40m,采用DZ25-25/100型单体液压支柱配工字钢梁进行补强支护,每排架设3根单体柱,柱距1m,1梁1柱布置;工作面后方40 60m,靠近采空区侧密集架设单体柱,柱距0.5m,外侧挂钢筋网,局部地段打斜撑柱以提高挡矸效果。

(3)工作面煤壁后方60m以外,压力趋于稳定,回撤DZ25-25/100型单体液压支柱,打设工字钢棚,棚距0.9m。

2.1.1.4切顶效果2号煤层工作面直接顶垮落步距为5 10m,工作面采完支架回撤完后,仅沿空留巷与结束线的三角区内悬顶约10m2,其余地段全部垮落充填采空区,并有效支承上覆岩层。

2号煤层工作面所有留巷全部成功,巷道进行简单修复后即可作为下一工作面回风巷使用。

巷道在使用周期内变形量小,顶底板移近量不超过150mm。

2.2近距离薄顶板煤层切顶护巷由于近距离煤层上分层开采对底板的破坏作用,下分层开采时,煤层之间的顶板已处于破坏状态,因此不需要进行爆破切顶,可采用密集钻孔导向切顶,切顶深度为小于顶板厚度0.5m为宜,避免打穿顶板,以保证工作面回采前,巷道顶板的完整。

2.2.1工程实践2号、3号煤层平均层间距仅为2.6m,3号煤层顶板主要为黏土岩。

3号、4号煤层平均层间距仅为2.3m,4号煤层顶板主要为砂质泥岩。

顶板厚度大于3m地段采用异形断面,锚杆支护;顶板厚度小于3m地段采用梯形断面,并采用工字钢梁被动支护。

工作面采用综合机械化回采,采高约1.2m。

采用密集钻孔导向切顶方案。

切顶参数如下:钻孔深度比顶板厚度小0.5m,切顶导向钻孔沿工作面侧提前布置一列,距巷帮0.2m,孔间距0.3m。

2.2.2切顶效果3号煤层工作面的顶板垮落步距为4.0m;4号煤层工作面顶板垮落步距为1.8m。

正常推进期间,除上下隅角外,采场内无明显悬顶。

3号煤层留巷期间顶底板移近量最大115.6mm,平均56.2mm;4号煤层留巷期间顶底板移近量约50mm,下一工作面回采期间巷道保持完整,变形不大,完全满足开采要求。

2.3经济效果分析目前白皎矿已在20余个采煤工作面进行了切顶卸压沿空成巷无煤柱开采应用,切顶成巷约15000m。

节约回采巷道掘进和矸石提升运输费4500万元;多回收煤炭资源0.3Mt,增加产值7200万元。

同时杜绝了瓦斯突出和爆炸事故,瓦斯超限次数下降85%,消除了因留设煤柱而引发的煤层自燃事故,工作面顶板事故率为“0”。

芙蓉矿区每年约有13800m的沿空巷道工程,该技术推广应用前景广泛。

3结论(1)指出厚顶板煤层切顶卸压自动成巷成功关键在于顶板切落碎胀后能有效支撑上覆岩层,并提出厚顶板煤层切顶卸压自动成巷切顶深度经验计算公式。

(2)对于近距离薄顶板煤层切顶卸压自动成巷,由于上分层开采对下分层顶板破坏作用,切顶时要注意保护顶板完整性,可只采用密集钻孔导向切顶。

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