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为研究近距离煤层上行开采过程中超前支承压力变化规律,数值模拟分析了下位煤层和上位煤层开采过程中垂直应力场的分布特征.结果 表明:超前支承压力影响范围为工作面前方45 m,支承压力峰值点的位置随开采距离的增加不断向煤体深部移动.上位煤层开采过程中存在明显的降应力效应,超前支承压力远小于原岩应力.
近距离煤层群上行开采超前支承压力变化规律研究
【摘 要】
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为研究近距离煤层上行开采过程中超前支承压力变化规律,数值模拟分析了下位煤层和上位煤层开采过程中垂直应力场的分布特征.结果 表明:超前支承压力影响范围为工作面前方45 m,支承压力峰值点的位置随开采距离的增加不断向煤体深部移动.上位煤层开采过程中存在明显的降应力效应,超前支承压力远小于原岩应力.
【机 构】
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山东科技大学,山东青岛266590
【出 处】
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山东煤炭科技
【发表日期】
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2021年12期
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为解决巨厚坚硬顶板切巷围岩的稳定控制难题,以煤峪口矿11#层8701工作面切巷赋存巨厚坚硬顶板为工程背景,提出采用一次掘巷、二次扩巷的成巷技术,以充分发挥巨厚坚硬顶板岩层承载能力,设计采用锚网索柱主动联合支护技术,实现了巨厚坚硬顶板下切巷的稳定控制.
针对米山煤矿15#煤层巷道架棚支护掘进成巷速度慢、工人劳动强度大的问题,以二采区运输巷为背景,提出了高预应力高强锚网索主动支护技术.现场工业试验表明,该技术可有效控制围岩变形,并使掘进效率显著提升.
针对曙光煤矿东二采区皮带巷上仓大断面全岩巷道的掘进工作,对综掘工艺进行优化,设计了巷道锚网喷联合支护方案,并按照设计的支护参数及施工要求进行掘进及支护实践.经现场工程实践及矿压观测验证,巷道快速掘进工艺合理,支护方案有效,实现了巷道的快速掘进及可靠支护,技术经济效益显著.
针对断层群应力环境复杂、围岩破碎、巷道支护难度大的问题,以金庄煤矿2404皮带顺槽为背景,通过超前锚注加固、锚注一体支护、架棚支护和二次注浆改性围岩结构等多位一体、刚柔结合的方法对断层群破碎围岩巷道进行支护,达到控制围岩稳定的目的 .实践表明,支护后断层破碎带巷道围岩变形速率明显下降,巷道围岩稳定可控.
为防止回采初期坚硬项板出现大面积悬顶,以煤峪口矿8701工作面赋存粉砂岩与细砂岩互层结构的坚硬顶板为工程背景,提出采用水压致裂弱化顶板技术,并设计了相关技术参数.采用该技术后,初次来压步距和强度均有明显的降低,表明了坚硬顶板下工作面初采水压致裂弱化顶板技术的优越性和合理性.
基于传统回采工艺过断层时存在回采效率低、破岩量大、煤柱损失严重等难题,龙顶山煤矿9101工作面在过F6断层时提出了仰斜回采工艺,并采取“注浆+超前管棚”联合支护.实际应用效果表明,采用仰斜回采工艺后,过断层期间工作面煤柱回采量提高1.2万t,设备故障率降低了7％,仰斜回采期间未发生顶板破碎、垮落事故,取得了显著应用成效.
针对近距离采空区下应力环境复杂、窄煤柱沿空掘巷围岩控制难度大的问题,以金达煤业10402工作面为地质背景,采用数值模拟的方法,分析了上部煤层开采对下部煤层应力分布的影响,以及不同煤柱宽度围岩应力和塑性区发育情况,从而确定了合理的窄煤柱宽度,基于不同的应力环境确定了沿空巷道的不同支护参数,实现了沿空掘进巷道安全高效.
虎龙沟煤矿81511小煤柱工作面绞车硐室施工时,位于81501采空区侧煤柱预留难度大、围岩破碎严重、支护效果差、有害气体涌出量大,提出了“安装柔性充填袋+注浆+柔模浇筑”等联合控制技术.应用效果表明,采取联合支护技术后,控制了绞车硐室围岩变形,杜绝了采空区内有害气体向硐室内涌入现象,取得了显著应用成效.
针对大倾角综掘施工较慢的问题,分析了机掘施工工艺,合理锚杆锚索支护,防止掘进机失稳,掘进速度平均为16 m/d,最大速度为18 m/d,巷道顶板得到有效支护.
为解决成庄矿大采高顺槽巷道支护工作量大、成巷速度慢的问题,以43223巷为背景,采用FLAC数值模拟软件对不同锚杆、锚索支护密度下的支护效果进行分析,得到低支护密度下的合理锚杆、锚索排距.通过井下现场试验可知,采用低密度高强度支护设计后,巷道变形量很小,在满足巷道安全使用的同时减少了支护工作量,提高了成巷速度和效率.