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煤柱影响下回采巷道围岩控制技术研究

煤柱影响下回采巷道围岩控制技术研究
煤柱影响下回采巷道围岩控制技术研究

煤柱回收安全技术措施通用范本

内部编号:AN-QP-HT467 版本/ 修改状态:01 / 00 The Production Process Includes Determining The Object Of The Problem And The Scope Of Influence, Analyzing The Problem, Proposing Solutions And Suggestions, Cost Planning And Feasibility Analysis, Implementation, Follow-Up And Interactive Correction, Summary, Etc. 编辑:__________________ 审核:__________________ 单位:__________________ 煤柱回收安全技术措施通用范本

煤柱回收安全技术措施通用范本 使用指引:本解决方案文件可用于对工作想法的进一步提升,对工作的正常进行起指导性作用,产生流程包括确定问题对象和影响范围,分析问题提出解决问题的办法和建议,成本规划和可行性分析,执行,后期跟进和交互修正,总结等。资料下载后可以进行自定义修改,可按照所需进行删减和使用。 煤柱回收是水平开采的收尾工作,是复杂而又危险的作业,为确保煤矿安全稳定、健康、持续发展,确保资源的高效回收,我矿计划于20xx年03月28日开始,对1501工作面煤柱回收和设备、物资的回撤,力争20xx 年8月31日前完成煤柱回收工作。为确保矿井煤柱回收和设备、物资的回撤期间安全,特编制措施如下: 一、作业概述 作业量:回收1501工作面煤柱,走向300米,倾向30米,回收煤约1.9万吨;并回撤1501工作面及K5运输巷内的设备、物资。

深部煤矿应力分布特征及巷道围岩控制技术 韩孝广

深部煤矿应力分布特征及巷道围岩控制技术韩孝广 发表时间:2019-01-09T14:22:32.410Z 来源:《建筑学研究前沿》2018年第31期作者:韩孝广王涛[导读] 本文分析了深部煤矿应力分布特征及巷道围岩控制技术。 山东省滕州曹庄煤炭有限责任公司山东滕州 277519 摘要:近年来,矿井开采深度逐年增加,巷道周边的地应力也相对提高。本文分析了深部煤矿应力分布特征及巷道围岩控制技术。 关键词:深部煤矿;应力分布特征;巷道围岩 前言 深部煤炭开采的最大特点是煤炭资源开采前煤岩体处于高原岩应力状态,而进行采掘活动后,裸露采掘空间表面垂直方向的应力迅速降到大气压。这种变化引起围岩应力的调整,出现很高的集中应力,在围岩中形成很大的应力梯度。围岩应力分布不是一成不变的,而是随着采掘活动的进行不断变化。当煤岩体不能承受这种应力变化时,就会出现各种灾害,这对深部煤矿的安全、高效开采带来巨大威胁。 1 深部煤矿应力分布特征 1.1 深部煤矿地应力测量与分析 目前,许多矿区对深部煤矿的地应力特征缺乏理性认识。当前直接用于地应力场的研究数据较为缺乏,许多煤矿对支护问题、冲击地压等,与地应力场联系较少。矿井深度的增加导致地应力值增加,破坏巷道能力加强。 当前的地应力测量主要以空心包体法为主,某些条件下也可采用水压致裂法。研究地应力学者通过整理600~1500m的深部矿区数据,剔除特殊地质环境测量数据后,总结出地应力测量的方法主要有:水压致裂法(用于一般地质条件)、结合应力解除法。 1.2 深部煤矿地区的地应力方向特征 经过对我国深部煤矿地区的地应力测量研究,发现我国深部矿区地应力方向存在一些特征:岩层中的水平应力方向特征较为显著;最大水平应力角度下量值较垂直应力大。 2 深部巷道围岩控制技术 巷道围岩控制技术按原理可分为3大类:①支护法。它是作用在巷道围岩表面的支护方式,如各种类型的支架、砌碹支护,为了改善支架受力状况,提高支护阻力,还可实施壁后充填和喷浆等。②加固法。其是插入或灌入煤岩体内部起加固作用,使煤岩体自稳的方法,如各种锚杆与锚索、注浆加固,锚杆、锚索分为插入煤岩体内的部分(杆体、锚固剂),以及设置在巷道表面的构件(托板、钢带及金属网),因此,“锚杆支护”确切意义上应称为“锚杆加固”或“锚杆加固与支护”。③应力控制法。它是改善巷道围岩应力状态,从而使巷道处于应力降低区的方法,包括巷道布置优化及各种人工卸压法。 2.1 巷道布置优化及应力控制法 针对深部巷道围岩应力高、变形大,甚至会出现冲击地压、煤与瓦斯突出等动力灾害,进行采掘优化、巷道布置优化,改善巷道受力状态是首先应考虑的方法。将巷道布置在应力降低区,如沿已稳定的采空区边缘掘进巷道(沿空掘巷),将巷道布置在采空区下方(掘前预采、上行开采等),均可明显降低巷道受力,改善围岩应力状态。 在深部开采中,有些煤矿水平应力大于垂直应力,而且水平应力具有明显的方向性,最大水平主应力明显高于最小水平主应力。在这种条件下,当巷道轴线与最大水平主应力平行,巷道受水平应力的影响最小,有利于顶底板稳定。根据地应力实测数据优化巷道布置方向,对巷道稳定性会起到事半功倍的作用。此外,巷道布置应尽量避开大型地质构造(断层、褶曲、陷落柱等)。 根据深部煤矿地应力场分布特征,对巷道断面形状与尺寸进行优化,可改善巷道周边附近围岩应力分布,有利于围岩稳定。人工卸压法,包括切缝、爆破、钻孔及掘卸压巷等,可转移巷道周边附近的高应力,改善围岩应力状态,在适宜的条件下可作为一种辅助的围岩控制手段。 2.2 深部巷道支护与加固法 目前,深部巷道支护与加固形式主要有:锚杆、锚喷支护,U型钢可缩性支架,注浆加固,复合支护(采用2种或2种以上的支护加固方式联合支护巷道,如锚喷+注浆加固,锚喷+U型钢可缩性支架,U型钢支架+注浆加固,以及锚喷+注浆+U型钢支架等型式)。经过多年研究与实践,我国煤矿已形成了基于煤岩体地质力学测试、以预应力锚固与注浆为核心的巷道支护成套技术。对于深部巷道,锚固与注浆技术也是经济有效的围岩控制技术。 1)预应力锚固技术。在深部巷道采用的预应力锚杆、锚索支护技术,其支护原理是大幅提高支护系统的初始刚度与强度,形成高支护应力场,降低采动应力场梯度,主动控制围岩扩容变形,保持其完整性。同时,支护系统应具有高延伸率,允许围岩有较大连续变形,通过预留变形量,使巷道发生可控变形后仍能满足使用要求。不同巷道条件应有不同的锚杆支护形式:预应力锚杆支护适用于围岩比较完整的岩石巷道、岩石顶板煤巷等;预应力锚杆与锚索支护可应用于煤顶巷道、无煤柱护巷、软岩巷道、高应力巷道、动压巷道及大断面巷道等多种比较困难的条件;全预应力锚索支护,顶板、两帮,甚至底板全部采用预应力锚索支护,适用于深部高应力巷道、强烈动压巷道等非常困难的条件。 2)注浆加固技术。在松软破碎煤岩体中开掘巷道,围岩自稳时间短、破碎范围大,在这种条件下,注浆加固是围岩控制的有效途径。注浆加固利用浆液充填围岩内的裂隙,将破碎煤岩体固结起来,提高围岩整体强度,增加围岩自身承载能力。我国煤矿目前采用的注浆材料主要分为2大类:一类是水泥基材料,是注浆加固应用最广的材料;另一类是高分子材料,如聚氨酯、脲醛树脂等。此外,还开发出多种复合材料,以改善注浆材料的性能,降低注浆材料的成本。在井下应用时,可根据巷道具体地质与生产条件进行选择。 3)预应力锚固与注浆联合加固技术。当巷道围岩松软破碎,锚杆与锚索锚固力不能保证时,预应力锚杆、锚索与注浆联合是一种有效的加固技术。注浆可将松软破碎围岩粘结,提高围岩整体强度,同时为锚杆与锚索提供可锚的基础,保证锚杆与锚索预应力与工作阻力能有效扩散到围岩中。注浆后采用预应力锚杆与锚索支护,可有效控制围岩扩容变形,保持围岩长期稳定。此外,还开发了多种注浆锚杆、注浆锚索及钻锚注一体化锚杆,适用于不同条件的巷道加固。

煤柱回收安全措施

编号:SM-ZD-18023 煤柱回收安全措施 Through the process agreement to achieve a unified action policy for different people, so as to coordinate action, reduce blindness, and make the work orderly. 编制:____________________ 审核:____________________ 批准:____________________ 本文档下载后可任意修改

煤柱回收安全措施 简介:该方案资料适用于公司或组织通过合理化地制定计划,达成上下级或不同的人员 之间形成统一的行动方针,明确执行目标,工作内容,执行方式,执行进度,从而使整 体计划目标统一,行动协调,过程有条不紊。文档可直接下载或修改,使用时请详细阅 读内容。 为合理回收煤炭资源,经矿领导研究,决定对五采回风巷以南13层块段煤柱采用局扇通风以正采的方式进行回收。该煤柱北部、东部为13层护巷煤柱(局部揭露断层),西部、南部为13层采空区;该煤柱走向长约90m,倾向长平均20m,地质储量约为0.36万吨,可采储量为0.35万吨。施工时,要严格执行以下回收安全措施。 一、施工方法 1、由13层煤柱里切眼开始按由里向外的顺序进行推采,工作面支护采用单体支柱带0.5米长的托板支护顶板,托板垂直工作面安设,单体支柱柱距0.7m,排距1.0m,顶板破碎处托板以上增设塑编网,加强支护。随工作面推采,空区悬顶超规定时,进行强制放顶;如果悬顶仍难以冒落,则每推采20米将工作面进行回撤,与空区留5米净煤柱重新补切眼,工作面由新补切眼继续推采,推采前对该5米的煤柱

矿井深部开采沿空巷道的围岩控制技术研究

矿井深部开采沿空巷道的围岩控制技术研究 摘要:针对深部综放沿空巷道围岩稳定性差、变形大、难支护的特点,通过理论分析、数值模拟和现场实验等方法,从巷道支护方式和巷道断面优化两方面讨论了深部综放沿空巷道的控制技术。研究结果表明:直墙半圆拱形断面、锚梁网索联合支护方式能够较好的控制深部综放沿空巷道围岩,减少巷道围岩变形,增强其稳定性。 关键词:深部综放沿空巷道半圆拱形锚网索联合支护断面优化 1、引言 随着对能源需求量的增加和开采强度的不断加大,我国矿山相继进入深部开采。目前,我国煤矿开采深度以每年8~12m的速度增加,而东部矿井更以每年10~25m的速度增加,预计未来20年,我国很多煤矿将进入1000m~1500m的深度开采。另一方面,我国已探明煤炭资源埋深在1000m以下的储量为2.95万亿吨,约占煤炭资源总量的53%,因此,现在及未来一段时间内,我国煤矿开采将逐渐转入深部开采。 由于深部岩体所处的地球物理环境及其应力场的复杂性,在浅部开采基础上发展起来的传统支护理论、支护参数已难以适应深部巷道支护设计和实践的需要。深部综放沿空巷道,作为一类较特殊的回采巷道,与普通的回采巷道相比,具有以下特点:(1)综放沿空巷道布置在靠近采空区的煤体中,巷道围岩结构破碎,在掘进和回采过程中,巷道将发生较大的变形;(2)对于综放沿空巷道而言,由于巷道上方为顶煤,上覆岩层运动波及的范围及影响程度相应地增大,回采过程中的矿压显现将更加剧烈;(3)综放工作面年产量多在100万t左右,开采强度大,机械设备体积较大,且所需风量剧增,这就要求巷道具有较大的断面;(4)深部综放沿空巷道埋深大,地应力相对较大。由于以上原因,深部综放沿空巷道围岩的稳定性及其控制一直是采矿领域中的研究热点和难点。本文主要从支护方式与参数、巷道断面优化等方面讨论深部综放沿空巷道围岩的控制技术。 2、综放沿空巷道断面的优化 由于施工简单,易于成型等优点,矩形和梯形断面形状是目前国内综放沿空煤巷的主要断面形状。但根据弹性力学、岩石力学知道,这两种巷道断面都容易在4个拐角处产生应力集中,不利于巷道围岩的稳定性。直墙半圆拱形断面具有易于巷道顶板稳定、易于施工等优点,目前已经成为岩石巷道的主要形式;但由于半圆拱形巷道施工较复杂,不易成型等缺点,在煤巷中很少应用。由于深部综放沿空巷道的特殊性,尤其是综合机械化掘进易于完成直墙半圆拱形断面的开挖,因此,直墙半圆拱形断面可优先应用于综掘施工的深部综放沿空巷道中。下面将通过数值计算件模拟这两种断面对浅部、深部巷道围岩,特别是对深部综放沿空巷道顶部煤岩体稳定性的影响。

矿井煤柱回收设计的技术与管理问题

矿井煤柱回收设计的技术与管理问题 【摘要】本文主要阐述了煤矿立井井筒保护煤柱、斜井井筒保护煤柱和平铜、石门、大巷及上、下山煤柱的回收设计,煤柱留设与压煤开采工作管理等技术问题。 【关键词】矿井;煤柱;回收设计;技术 一、立井井筒保护煤柱回收设计 各生产矿井在安全环境许可时,要回收趋于报废立井的保护煤柱,快要报废矿井的井筒保护煤柱和工业场地保护煤柱,要采用正规采煤方法和利用本井筒回收,必须用非正规方法和另建新井筒或增加其他工程才能回收的,要在专门设计中论证。回收井筒保护煤柱,要按井筒与所采煤层的空间关系、地质、水文地质及开采技术条件,采用有效的开采方法和安全措施。 1、立井井筒保护煤柱回收设计步骤 (1)方案设计。包括回收井筒保护煤柱的必要性、可能性和安全可靠性,回收井筒保护煤柱的各种技术方案,方案的技术、经济评价和方案的选择 (2)初步设计。开采方法的设计。包括采煤方法和顶板管理方法、布置、开采顺序、推进方向、推进速度等;井筒及装备、井筒保护煤柱范围内主要巷道、硐室及地面建(构)筑物所在地表的移动与变形值预计;建(构)筑物、井筒及其装备的加固保护和维修措施。包括采前的加固保护、加固构件的设计说明书和施工图;开采期间及采后的维修措施,加固与维修材料和费用预算。经济效益分析与

评价。 2、技术资料和工程图 (1)技术资料。地质及开采技术条件。煤层的层数、层间距、厚度、倾角、埋藏深度、压煤量,煤层与井筒的空间关系,煤层中及其上、下的巷道、硐室分布状况,岩性、断裂构造、岩层含水性、井筒保护煤柱外已开采状况。井筒及装备状况,井深、井壁、井径、罐道、罐道梁、提升设备、井筒内管路、电缆、梯子间、井架(井塔)及井口房的技术特征、安装、布置方式、使用现状及必要的设计说明书。 (2)工程图。井上、下对照图。主要有:地形和煤层底板等高线、地质构造、邻近工作面位置及建(构)筑物平面布置。地质剖面图和钻孔柱状图。要标清地面标高,建(构)筑物位置、煤层的层数、厚度、层间距、埋藏深度、倾角和地质构造等。建(构)筑物的施工图,一般有平面图、立面图、剖面图,主要承重构件的支座联接方式,断面尺寸和配筋,管线接头构造及重要设备基础等。井筒剖面图主要有:井壁结构、围岩性质及含水层分布等;通过井筒及工业场地的地质剖面图;井筒横断面图及井筒装备布置图。 3、变形观测 回收井筒保护煤柱时,要在地面、巷道内实施观测。一是地表及建筑物的移动与变形观测;二是井筒保护煤柱范围内的巷道移动与变形的观测;三是井筒及装备的移动与变形的观测。主要有井筒的水平位移和垂直变形,井壁应力变形,罐道水平间距和垂直变形,罐

深井软岩巷道破坏机理与围岩控制技术研究

深井软岩巷道破坏机理与围岩控制技术研究 李智峰 (黑龙江科技学院,黑龙江哈尔滨150027) 摘 要 矿井开采进入深部以后,原有的支护方式及支护强度已很难适应深井煤巷的变形特征,巷道围岩变形根本无法满足矿井安全生产的 需要。该文通过对深井软岩巷道的变形破坏机理,采用锚杆为主的联合支护技术,实现了深井软岩巷道围岩控制的长期稳定,也为该类巷道推行锚杆联合支护技术提供了参考和借鉴。关键词 深井 软岩 锚喷支护中图分类号TD327 文献标识码 A *收稿日期:2012-02-27 作者简介:李智峰(1972-),男,辽宁彰武人,中级职称,毕业于黑龙江科技学院计算机科学与技术专业,大学本科。现为黑龙江科技学院安全工程学院教师,主要从事科研管理和煤矿安全方面的研究工作。 随着煤矿开采强度与范围显著增加,巷道布置出 现了以下发展方向:(1)在巷道层位方面,永久性巷道从岩巷向煤巷发展,以提高掘进速度,缩短建井周期;放顶煤开采技术的广泛应用,使得回采巷道从岩石项板煤巷向煤层项板巷道和全煤巷道发展。(2)在巷道断面形状与大小方面,拱形断面向矩形断面发展,以提高掘进速度与断面利用率,回采巷道有利于采煤工作面的快速推进;小断面向大断面发展,以满足大型采掘设备与高开采强度的要求。(3)在回采巷道数量方面,单巷布置向多巷发展,以满足高瓦斯矿井及大型矿井运输、通风的要求。(4)从巷道赋存条件方面,埋深从浅部向深部发展,简单地质条件向复杂地质条件发展,特别是深井软岩巷道围岩控制问题,增加了巷道支 护难度,对支护技术提出更高、更苛刻的要求 [1-3] 。因此,本文从深井软岩巷道破坏机理,针对具体实际情况确定巷道支护方式和技术参数,通过现场工业试验获得良好的技术经济效果。1 深井软岩巷道破坏机理 随着开采深度的增加,地应力也随之增加,由于围岩强度小,巷道围岩应力状态达到或超过岩石的塑性变形临界或强度极限,要达到一个新的平衡,必须由深部岩石来承载巷道动压,当一个平衡点被破坏,就要求有一个新的平衡点来支持,这样必然造成巷道围岩松动圈增大,由浅入深,因而巷道收敛变形量急剧增加,稳定性差,给巷道稳定性控制带来困难。1.1深井巷道矿山压力 深井巷道稳定性差的根本原因是深井巷道的矿山压力较大,或简单地说是原始地应力大,假定巷道承受的垂向地应力等于地层重力。对于深度达到800m 的巷道,则自重应力可达到20MPa ,如果巷道围岩的轴抗压强度为40MPa ,则有巷道的不稳定系数为0.5,则巷 道围岩会因应力集中达到单轴抗压强度极限。对于受 到采场矿压作用的巷道,则更容易发生变形破坏。1.2深井巷道变形破坏规律 若以巷道松动圈的厚度来表示巷道变形破坏情况,则可发现:随采深的加大,各种岩性巷道的松动圈的厚度随着加厚;岩性越软则松动圈厚度越大,承受动压作用的各种岩性巷道松动圈的厚度值更大一些。鸡西荣华煤矿主要大巷所在水平的岩层主要为泥岩、煤和炭质泥岩,经观测泥岩、煤和炭质泥岩松动圈最大在2 2.5m 之间,属于深井软岩,极难支护。1.3深井软岩巷道稳定性控制 通过以上分析,巷道稳定性主要取决于3方面的因素:(1)巷道围岩应力场,主要由开采深度和采动影响决定;(2)巷道围岩的力学性质,主要由岩层结构、岩石强度和裂隙发育情况等因素起作用;(3)巷道支护方式和参数。 因此,深井软岩围岩控制应从煤层赋存情况、开采 深度和井田的地质情况为依据, 从巷道的支护方式和参数入手,不断优化支护方案,增强围岩强度,提高支护能力来控制巷道的稳定性。2锚杆支护在软岩巷道中的应用 2.1 支护方式的选择 以鸡西荣华矿水平运输大巷为例介绍软岩巷道围岩控制方式。 软岩支护设计必须采取卸压、让压与加固围岩、提高围岩自承能力相结合的方法,若采用料石砌碹的支护方法,不仅工序复杂,支护工期长,工人劳动强度大,成本高,而且因砌筑材料是刚性的,起不到卸压、让压的作用,当围岩应力发生变化时,极易破坏,不能解决软岩支护问题;采用U 型钢支架支护,虽然承载能力高,可缩性强,但硐室高度、跨度较大,施工困难,成本较高,且它不能对巷道围岩提供主动支护作用,也不是一种理想的支护方式。根据荣华水平运输大巷围岩的 实际情况, 对设计依据进行了详尽分析后,确定采用以高强度左旋无纵筋螺纹钢树脂锚杆为主的锚、网、索与喷射混凝土联合支护。通过高强度左旋无纵筋螺纹钢树脂锚杆对围岩进行主动加固,保持围(下转第155页) 3 512012年第5 期

煤柱回收边角煤残采安全措施实用版

YF-ED-J1278 可按资料类型定义编号 煤柱回收边角煤残采安全 措施实用版 In Order To Ensure The Effective And Safe Operation Of The Department Work Or Production, Relevant Personnel Shall Follow The Procedures In Handling Business Or Operating Equipment. (示范文稿) 二零XX年XX月XX日

煤柱回收边角煤残采安全措施实 用版 提示:该解决方案文档适合使用于从目的、要求、方式、方法、进度等都部署具体、周密,并有很强可操作性的计划,在进行中紧扣进度,实现最大程度完成与接近最初目标。下载后可以对文件进行定制修改,请根据实际需要调整使用。 一、基本情况 为了减少煤炭资源损失,提高资源回收 率,经矿领导研究,并报上级集团公司审批同 意后,决定对31#煤柱煤柱进行回采,31#工作 面位于本矿1324运输巷口一侧,轨道运输及皮 带运输上山顶部,因在该工作面开切眼以上走 向长50m,斜长60m的边角煤,为保证残采安全 顺利有序,特编制此安全技术措施。 为能最大限度的回收煤炭资源,决定采用 人工手镐落煤,铁锹装煤,刮板机运输到31#进

口至皮带上山,残采工作面采用单体液压柱支护,对顶板不好或冒顶区采用直径16cm坑木配柱帽进行顶板控制,工作地点采用局扇通风的回收方法。为了能科学有效,安全地组织与指导生产施工,使工程达到安全、优质、高效的效果,特制度本工作面安全生产措施。 二、回采时技术要求: 1、采用2×11KW轴流式对旋局扇风机,风机安装在32#皮带上山进风侧,风筒通过运输巷进入残采工作面。 2、必须实行“双风机、双电源”管理,并安排专人看守局扇风机,不得随意开停。 3、巷道必须加强支护,在原有的超前支护基础上,超前支护加长到30m,保证安全出口畅通无阻。

煤柱回收工作面搬家措施示范文本

煤柱回收工作面搬家措施 示范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月

煤柱回收工作面搬家措施示范文本使用指引:此解决方案资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进,同时考虑各个环节之间的关系,每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划,并将危害降低到最小,文档经过下载可进行自定义修改,请根据实际需求进行调整与使用。 1、组长:王润福 2、组织成员:各科室职能单位 3、施工队组:综采队 4、施工地点:煤柱回收工作面 5、施工时间: 6:职责:煤柱回收面内,现有40个支架,综采队需负 责拆装刮板输送机溜槽、支架,技措负责打支护。实行领 导跟班作业,负责处理施工过程中遇到的各种问题,处理 各种隐患,并监督检查施工的执行情况。 施工队组每班必须向矿调度室汇报当班工程进展情 况。

一、施工任务 1、根据地质实际情况,将停采位置确定在头巷399米,尾巷在407米空巷处,开始扩机道2.5米。 2、煤柱回收工作面拆除SGZ764/630刮板输送机溜槽、支架。 在轨道巷,安设装车平台。 煤柱回收工作面旱地运输刮板输送机溜槽、支架。 为确保搬家期间的人身安全及顺利撤、装、运好各种机电设备,特编写以下安全技术组织措施: 二、施工顺序 1、支护 (1)利用轨道巷作为撤出设备的巷道,机道宽度为2500mm--3000mm。 (2)吊装锚索每4根一组,锚索规格为ф15.24㎜×4500mm。间距300mm。在轨道巷端头超前6米和装车

软岩动压巷道围岩稳定性原理及控制技术研究

软岩动压巷道围岩稳定性原理及控制技术研究 顾士亮 (中国矿业大学,江苏徐州221008) [摘 要] 针对张双楼煤矿西大巷围岩力学性质,主要是膨胀性泥岩在浅部遇水破碎、扩容的特征、深部膨胀特征,通过现场测试、建立力学模型、数值计算,对西大巷稳定性的 力学效应、受采动影响时围岩塑性区及破碎区宽度及变形与采动支承应力的关系 分析,分析在采动支承应力作用下的软岩巷道,其围岩破碎区、塑性区的范围,巷道 变形与破碎围岩塑性区范围、峰后强度、支护的关系,研究动压软岩巷道围岩变形 机理、软岩巷道围岩流动规律,提出了深井巷道围岩控制的“内、外结构”稳定性原 理。针对西大巷围岩地质条件,依据研究的成果,寻求巷道稳定控制技术,并通过 工业性试验检验,使得西大巷由研究试验前的强烈变形到研究后的基本稳定。[关键词] 软岩;巷道;稳定性;控制 [中图分类号] T D263 [文献标识码] B [文章编号] 100326083(2004)0120015203 0 引 言 在煤矿巷道中,70%~80%的巷道受到采动影响,到深部后表现明显的软岩特性,巷道强烈底鼓、围岩难以控制,动压影响的软岩巷道的维护状况已成为制约煤矿集约化生产的瓶颈。与一般软岩巷道相比,动压软岩巷道稳定性主要取决于巷道的围岩性质、动压的影响。对这类巷道围岩稳定性及其控制尚未有系统的研究。通过对张双楼煤矿西大巷围岩力学性质分析,探讨软岩动压巷道围岩稳定性原理及控制技术。 1 巷道围岩岩性及其对巷道稳定性的影响分析 (1)围岩工程力学性质。岩石强度试验表明,砂质泥岩、泥岩、海相泥岩强度较小,单轴抗压强度一般20~40MPa,部分低于20MPa。海相泥岩最大膨胀率1718%,最大膨胀力012MPa,砂质泥岩最大膨胀率2818%,最大膨胀力0131MPa。 (2)西大巷变形的主要原因。岩石的工程力学性质差;受到7煤和9煤叠加采动支承压力作用;原支护形式不合理,难以抗拒围岩012~0131 MPa的膨胀力。 2 软岩巷道围岩受力变形分析 峰值强度前的变形为线弹性变形;在岩体破坏前,不发生体积应变,但在峰值后出现塑性剪胀扩容和应变软化现象,在应变软化区和残余变形区的塑性扩容系数一致;曲线简化为弹性变形区(虎克定律)、应变软化区和残余变形区(摩尔2库仑准则),对应巷道围岩变形的弹性区、塑性区和破碎区。 3 动压作用下的软岩巷道围岩受力变形 动压对软岩巷道变形的影响主要反映在塑性区岩体的蠕变。蠕变速度始终维持在一定的水平。不同应力水平下峰后蠕变试验如图1所示 。 (a)加载 (b)峰后蠕变 (c)峰后蠕变 (d)峰后蠕变 图1 不同应力水平下峰后蠕变曲线 51 2004年第1期 能源技术与管理

巷道支护技术

2.1 巷道围岩控制理论 1907年俄国学者普罗托吉雅可诺夫提出普氏冒落拱理论[1-2],该理论认为:巷道开掘后,已采空间上部岩层将逐步垮落,其上方会形成一个抛物线形的自然平衡拱,下方冒落拱的高度与岩层强度和巷道宽度有关。该理论适用于确定巷道围岩强度不高、开采深度不是很大的巷道支护反力。20世纪50年代以来,人们开始用弹塑性力学解决巷道支护问题,其中最著名的是Fenner [3]公式和Kastner 公式[4]。 Fenner 公式为: ()[]10cot sin 1cot -??? ??+-+-=???σ?N i R r C C P (1) 式中,i P —支护反力;C —围岩内聚力;?—内摩擦角;0σ—原岩应力;r —巷道半径;R —塑性圈半径;?N —塑性系数,κ??sin 1sin 1-+= N 。 Kastner 公式为: ()()?????sin 1sin 20sin 1cot cot -??? ??-?++-=R r C P C P i (2) 式中,i P —支护反力;C —围岩内聚力;?—内摩擦角;0P —初始应力;r —巷道半径;R —塑性圈半径。 国内外巷道顶板控制理论发展很快[3-4],我国在1956年开始使用锚杆支护,迄今为止,已有50多年的历史。锚杆支护机理研究随着锚杆支护实践的不断发展,国内外已经取得大量研究成果[5-10]。 (1)悬吊理论 1952年路易斯阿帕内科L(ouis.Apnake)等提出了悬吊理论,悬吊理论认为锚杆支护的作用就是将巷道顶板较软弱岩层悬吊在上部稳固的岩层上,在预加张紧力的作用下,每根锚杆承担其周围一定范围内岩体的重量,锚杆的锚固力应大于其所悬吊的岩体的重力。 (2)组合梁理论

105煤柱回收施工方案

xx 巴合煤矿(南块段) 北翼煤柱开采方案 矿长:xx 思明 总工:xx 星光 编制:xx 星光 二0 一四年四月十日 xx 巴合煤矿(南块段) 北翼煤柱开采方案 一、概况 荔波县巴合煤矿(南块段)根据《黔南州煤炭管理局关于荔波县巴合煤矿技改方案设计的核准意见》(黔南煤炭[2005]109 号)文件,巴合煤矿由原6万吨/年技改成9 万吨/年,技改的同时进行了扩界,经主管部门同意,初期阶段南部块段首采区按9 万吨/年设计及验收,后期矿区北翼块段按15 万吨/年设计。同年煤矿按照批准的技改扩能设计方案进行该煤矿建设。在2009年11月由贵州煤矿安全监察局林东分局进行了安全设施竣工预验收,结合预验收中存在的问题及该煤矿的实际情况,巴合煤矿于2007年 4 月委托贵州大学勘察设计研究院进行了开采方案(变更)设计和2009年11月委托江苏省第一工业设计院有限责任公司进行了安全专篇(变更)设计,并获得黔南州煤炭局文件(黔南煤复 【2007】09 号)及备案登记表和贵州煤矿安全监察局林东监察分局文件(黔煤安监林字【2009】283 号)的批复。 目前,巴合煤矿为生产矿井,五证齐全。现阶段南部块段一采区已回采结束,已转入南块段二采区开采,目前正在布置22202 采面上下顺槽。 二、北翼煤柱回采方案 (一)、北翼煤柱开采的合法性 根据《荔波县巴合煤矿(变更)开采方案设计》和《荔波县巴合煤矿(变更)

安全专篇》设计,首采区设计双翼开采,在开采过程中采区北翼探煤巷掘进了250余米,由于煤层变薄,煤层厚度为0.4?0.8m,平均厚度为0.5m,且地质构造较多(小断层较多、断距:2m 左右),开采难度较大,所以未进行正规回采,由此在皮带下山北翼形成了较大煤柱,且在开采设计范围之内,属于合法开采。 (二)北翼煤柱开采安全条件: (1)煤与瓦斯突出情况 巴合煤矿南块段于2009 年7 月委托中国矿业大学矿山开采与教育部重点实验室对本矿井进行了煤与瓦斯突出危险性鉴定,巴合煤矿开采标高+481m以上 的K2 煤层无煤与瓦斯突出危险性。 煤柱开采区域由于巷道揭露煤层时间较长,瓦斯已经泄压和释放,不存在突出危险性。 (2)瓦斯等级 根据贵州省能源局文件黔能源发[2010]831 号对黔南州煤矿2010年度矿井瓦斯等级鉴定报告的批复,矿井瓦斯绝对涌出量为 5.43m3/mi n,矿井瓦斯相对涌出量为 104.28m3/t 。 (3)煤层爆炸性 根据贵州省煤田地质局实验室2004年11 月提交的《贵州省荔波县巴合煤矿煤尘爆炸性鉴定报告》,煤层煤尘有爆炸性。 (4)煤层自燃倾向性 根据《贵州省荔波县巴合煤矿煤层自燃发火倾向性鉴定报告》,鉴定为二类,自燃煤层。 综合上述情况,本次煤柱开采区域具备开采安全条件。 三)、采区地质概况 1)水文地质条件

矿山岩层控制

采场顶板支护方法和顶板控制 摘要:在实际生产过程中,工作面常有下述一系列矿山压力现象,并且习惯上用这些现象作为衡量矿山压力显现程度的指标。随着我国各种支护设备的使用,我国煤矿回采开采已进入现代化水平,工作面的推进速度,以及当工作面甩掉这些已发生错动的老顶时,时常发生顶板的周期来压,裂隙带岩层形成的结构将始终经历“稳定—失稳—再稳定”的变化。这种变化将呈现周而复始的过程。回采工作面应用的液压支架主要是由梁与柱组合而成的,不仅能实现支设与回撤的自动化,而且对顶板的管理和维护起到很关键的作用,使工作面推进一系列工序也同时实现了机械化,充分减轻了繁重的体力劳动。 关键词矿山压力回采开采周期来压液压支架顶板管理 一.巷道围岩控制理论与实践的发展 (1)巷道布置改革及无煤柱护巷技术 我国在采准巷道矿压理论指导下,形成了完善的巷道合理布置系统。在分析开采引起的围岩应力重新分部规律的基础上,研究沿空巷道一侧煤柱边缘带的应力重新分部和支架与围岩关系,掌握无煤柱护巷机理,推进无煤柱护巷技术。同时,发展整体浇注式巷旁充填技术,为沿空留巷的扩大应用开辟了广阔前景。 (2)研究巷道支架与围岩关系采用先进支护技术 研究巷道支架的合理性能和结构形式,既能有效地抑制围岩变形,又能与围岩变形相互协调,减少支架损坏和改善巷道维护。为此,

研制了适用于不同条件的U型钢、工字钢结构可缩性支架,完善了辅助配套设施,发展了支架壁后充填。 (3)软岩巷道围岩控制理论与实践的发展 自70年代以来,有计划地开展软岩巷道支护技术科技攻关。对软岩巷道围岩控制的基础理论、软岩的岩性分析及工程地质条件、围岩变形力学机制、巷道支护设计、施工工艺及监测进行全面系统研究。针对软岩的类别和变形力学机制,发展了锚喷网支护技术、U型钢支护壁后充填技术、防治底臌封闭支护技术、围岩爆破卸压和注浆加固技术。 (4)巷道围岩控制设计决策及支护质量与顶板动态监测 依据巷道围岩稳定性分类及巷道支护形式与合理支护参数选择 专家系数,预测巷道围岩稳定性类别、预计围岩移近量、选择支护型式、确定支护参数。实行巷道支护质量与顶板动态全过程监测,通过施工过程中的现场监测、信息反馈、不断修正支护设计和调整支护参数。使巷道围岩控制逐步由经验判断和定性评估向定量分析和科学管理转化。 二.采场上覆岩层活动规律的假说 自从采用长壁工作面开采以来,上覆岩层中是否存在着大结构,以及此结构是什么形式,一直是采矿科学研究的重要课题。 1.压力拱假说

煤柱回收边角煤残采安全措施示范文本

煤柱回收边角煤残采安全措施示范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月

煤柱回收边角煤残采安全措施示范文本使用指引:此解决方案资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进,同时考虑各个环节之间的关系,每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划,并将危害降低到最小,文档经过下载可进行自定义修改,请根据实际需求进行调整与使用。 一、基本情况 为了减少煤炭资源损失,提高资源回收率,经矿领导 研究,并报上级集团公司审批同意后,决定对31#煤柱煤 柱进行回采,31#工作面位于本矿1324运输巷口一侧,轨 道运输及皮带运输上山顶部,因在该工作面开切眼以上走 向长50m,斜长60m的边角煤,为保证残采安全顺利有 序,特编制此安全技术措施。 为能最大限度的回收煤炭资源,决定采用人工手镐落 煤,铁锹装煤,刮板机运输到31#进口至皮带上山,残采 工作面采用单体液压柱支护,对顶板不好或冒顶区采用直 径16cm坑木配柱帽进行顶板控制,工作地点采用局扇通 风的回收方法。为了能科学有效,安全地组织与指导生产

施工,使工程达到安全、优质、高效的效果,特制度本工作面安全生产措施。 二、回采时技术要求: 1、采用2×11KW轴流式对旋局扇风机,风机安装在32#皮带上山进风侧,风筒通过运输巷进入残采工作面。 2、必须实行“双风机、双电源”管理,并安排专人看守局扇风机,不得随意开停。 3、巷道必须加强支护,在原有的超前支护基础上,超前支护加长到30m,保证安全出口畅通无阻。 4、由于采动影响,此段的压力较大,回采时及时支柱,背好帮,防止漏顶、煤壁片帮伤人。 5、回采时采取有效的措施防止运输机上窜下滑。进入加残采点后,及时调整采面,让整个采面支架、运输机上移至上帮,靠近上帮不影响铺设刮板运输机。保证下巷不少于5m宽的煤柱,若煤柱变窄,视现场情况加打木垛支

巷道围岩控制方法与支护方式

巷道围岩控制方法与支护方式 [摘要]在煤矿生产过程中,巷道围岩控制与巷道的支护是非常重要的环节,关系到煤炭生产的高产高效与采煤安全生产。降低巷道围岩应力,提高围岩的稳定性,合理选择支护是巷道围岩控制的主要途径。本文主要阐述了巷道围岩压力及影响因素、巷道围岩控制措施、方法和巷道保护与支护措施等技术问题。 【关键词】巷道;围岩控制;支护方式 在煤矿生产过程中,巷道围岩控制与巷道的支护是非常重要的环节,关系到煤炭生产的高产高效与采煤安全生产。降低巷道围岩应力,提高围岩的稳定性,合理选择支护是巷道围岩控制的主要途径。回采导致的支承压力不但数倍于原岩应力,并且,影响范围大。巷道受回采影响后,围岩应力、围岩变形成几倍、几十倍急增。巷道围岩控制的实质是利用煤层开采引起采场周围岩体应力重新分布的规律,正确选择巷道布置和护巷方法,使巷道位于应力降低区内,防范回采引起的支承压力的影响,控制围岩压力。本文主要阐述了巷道围岩压力及影响因素、巷道围岩控制措施、方法和巷道保护与支护措施等技术问题。 1、巷道围岩压力及影响因素 1.1、围岩压力 (1)松动围岩压力。因巷道挖掘而松动、塌落的岩体,其重力直接作用在支架结构物上的压力,表现为松动围岩压力载荷形式,如支护没有有效控制围岩变形,围岩形成松动垮塌圈时,造成松动围岩压力,顶压显现严重。 (2)变形围岩压力。支护可控制围岩变形的发展时,围岩位移挤压支架而出现的压力,即:变形围岩压力。在围岩、支护力学体系中,围岩与支架互相作用,围岩就对支架施加变形压力。弹性变形压力是围岩弹性变形时作用在支架上的压力,弹性变形出现的速度很快,变形量相当小,围岩、支护相互作用的过程,实际作用较小。塑性变形压力是因为围岩塑性变形和破裂,围岩向巷道空间位移,使支护结构受压,这是变形围岩压力的基本形式。塑性变形的状况由巷道塑性区和破裂区的范围所决定。塑性区的扩展具有时间效应,它不再扩展时,围岩变形速度就下降。 (3)膨胀围岩压力。 与变形压力不同,它是由吸水膨胀导致的。从表面上看,膨胀压力是变形压力,而两者的变形机制完全不同。一个是与水发生理化反应;一个是围岩应力与结构效应。

综放工作面无煤柱开采卸压切顶成巷可行性分析(定稿)2016.09.27

山西华晟荣煤矿综放工作面 无煤柱开采卸压切顶成巷可行性分析 二〇一六年九月二十七日 目录 一、煤矿无煤柱开采的发展现状 (2) 二、综放工作面无煤柱开采问题的提出 (3) 三、综放工作面无煤柱开采卸压切顶成巷施工工艺 (3) 一)、3113工作面运输顺槽地质条件 (3) 二)、巷道加固及挡矸措施 (6) 三)、爆破预裂切缝及设备配置 (14) 四)、工程质量标准及评估标准 (17) 四、综放工作面无煤柱开采卸压切顶成巷经济效益分析 (20) 五、综放工作面无煤柱开采卸压切顶成巷实施步骤 (22)

一、煤矿无煤柱开采的发展现状 我国煤矿无煤柱开采的沿空留巷技术发展开始于20世纪50年代,主要巷旁支护采用矸石垛、木密集支柱等,且仅限于在薄煤层中使用。到了上世纪70年代,巷旁支护开始采用混凝土砌块和密集金属支柱,并使用于中厚煤层。但这些巷旁支护存在支护阻力不够、可缩性能不匹配、机械化程度低、劳动强度大和采空区密封性能差等缺点,限制了沿空留巷的使用范围。上世纪80年代初,原煤炭工业部为了改变我国在沿空留巷技术方面的落后局面,先后从英国、德国引进了充填材料和充填设备,并在阳泉、开滦、平顶山等矿区进行了工业性试验,取得了较好的效果。同时又组织高等院校、科研单位和生产单位共同进行充填材料和充填设备攻关。经过多年的研究和试验,到20世纪90年代初,我国充填材料和充填设备已实现了国产化。中国矿业大学于20世纪80年代末、90年代初研制成功了高水速凝材料。利用高水速凝充填材料在巷旁实现机械化构筑护巷充填带的技术,一段时间代表了沿空留巷技术的世界水平。目前,我国薄及中厚煤层的沿空留巷技术己日趋完善,巷旁支护、巷内支护、加强支护和煤帮加固技术己经成熟。然而,综放沿空留巷技术的研究和实践刚刚起步,和之相关的围岩活动规律及变形机制、围岩稳定性控制原理及技术等许多问题需要进一步研究。 2016年5月27日,中国煤炭工业协会组织中国科学院院士宋振骐、中国工程院院士张铁岗等13位专家对神南公司柠条塔煤矿、中国矿业科学协同创新联盟共同完成的“厚煤层无煤柱自成巷110工法

动压巷道围岩控制支护技术探讨正式版

Through the reasonable organization of the production process, effective use of production resources to carry out production activities, to achieve the desired goal. 动压巷道围岩控制支护技 术探讨正式版

动压巷道围岩控制支护技术探讨正式 版 下载提示:此安全管理资料适用于生产计划、生产组织以及生产控制环境中,通过合理组织生产过 程,有效利用生产资源,经济合理地进行生产活动,以达到预期的生产目标和实现管理工作结果的把控。文档可以直接使用,也可根据实际需要修订后使用。 1 问题的提出 由于我矿主采煤层的底板大多为松软的泥岩,二水平开采深度已达500m,布置在底板岩巷的南大巷、南异三条上山、各类峒室及采区准备巷道,受采动影响遭到严重破坏,失修巷道达1万m,年维修费用达千万元以上。为彻底解决失修巷道,从根本上解决问题,除抓好工程施工质量外,将受采动影响的巷道提前进行加固,保证巷道受采动后仍能保证安全使用。

2 支护技术方案与对策 2.1锚注预加固支护方案 对于锚喷巷道来说,可采取的加固措施包括可缩性金属支架加强支护、加长锚杆及预应力锚索支护、注浆加固支护等。通过矿井近几年的实践证明,采用金属支架加强支护并不能保证巷道的长期稳定,而采用加长锚杆及预应力锚索支护工艺复杂,成本较高,亦不宜采用。经分析研究,决定采用锚注预加固联合支护方案。在原锚网喷基础上,对巷道进行初喷,堵塞巷道的裂缝,接着进行锚注加固,使灰浆充满围岩中裂隙,最后进行锚网梯加

压煤开采村庄搬迁可行性研究报告

压煤开采搬迁可行性研究报告 压煤开采村庄搬迁可行性研究报告(本文为word格式,下载后可修改编辑)

目录 第一节井田概况 (4) 第二节压煤村庄煤柱地质采矿条件 (5) 第三节压煤村庄村下煤柱开采方案提出 (8) 第四节压煤村庄村房屋概况 (10) 第五节国内外采煤现状与xx矿建下采煤方法选择 (11) 第六节地表岩移参数的选择 (18) 第七节条带开采基本问题 (21) 第八节压煤村庄村下煤柱开采可行性研究 (25) 第九节地表移动计算分析 (31) 第十节建筑物变形与地表变形关系 (35) 第十一节煤2与煤3条带开采时煤柱布臵方式 (38) 第十二节非正常采动影响分析 (39) 第十三节经济效益分析 (41) 第十四节村庄搬迁方案合理性分析 (45) 第十五节新村址选择方案 (47) 第十六节结束语 (48)

前言 xx矿业有限责任公司于2000年1月矿井破土动工,2003年3 月矿井首采面2201工作面试生产,矿井含煤面积仅1.8km2,地质储量1800万吨。在xx矿业有限责任公司中部有一福兴村庄,村下压煤 两层煤,煤层平均厚度分别为2.2m和4.5m,平均埋深580m,2与煤3 压煤储量为182万吨。考虑到矿井开拓部署和接续安排,研究确定xx矿业有限责任公司福兴村下压煤合理开采技术方法,是xx矿业有限责任公司近期经营决策的重大问题,也是不容回避的重大技术问题。 xx矿业有限责任公司自2002年试生产以来,为了掌握煤2开采引起的地表沉陷规律,探求村庄下煤柱安全开采措施,开展了2201工作面地表岩移观测工作。由于地质构造的影响,2201工作面分成了两个块段,形成条采面,该面地表岩移观测数据为xx矿业有限责任公司村下开采设计提供了宝贵数据。 设计目标为:在优先考虑节省煤炭资源,提高矿井资源回收率的前提下,并综合技术和经济效益等因素,进行多种可行的开采设计方案计算分析,最终提出一种效益明显、技术上可行、企业可操作、安全可靠的压煤村庄村下开采方案。 xx矿业有限责任公司压煤村庄村下煤2平均厚度为2.2m,故单纯条带开采煤2(回收率50%)是可行的。而煤3平均厚度为4.5m,在条带开采煤2后再安全开采煤3(限厚),对资源浪费是非常严重的,

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