老空区积水作为诱发煤矿水害事故的主要突水水源,严重制约着井下煤矿资源的开采.为解决传统探放水方法面临的精度低、探放水钻孔距离短等难题,设计了一种长距离定向钻孔穿多煤层群精确探放水技术方法,为实现煤矿井下采空区积水探放与上覆含水层的预防治理工程提供了新的技术手段,设计了长距离定向钻孔穿多煤层群精确探放水系统与装备构成,确定了长距离定向钻孔穿多煤层群精确探放水技术关键参数与工艺流程,并以榆树岭煤矿东翼下 5 煤层老空水防治为工程背景,设计并应用了长距离定向钻孔穿多煤层群精确探放水方案,工程实践表明:经过探水与疏放水两个阶段,累计疏放老空水约3.535×105 m3,老空区静态积水疏放结束,仍存在约 26 m3/h的动态补给水,为老空区积水的疏放和长期治理提供了有效途径,为后期工作面的采掘布置提供安全保障,为类似条件下煤矿探放水工程设计提供依据与参考.
针对综放采动影响下回采巷道的超前支护段围岩应力分布及变形特征,分析工作面四周支承压力分布规律,确定超前支护强度、支护距离.文章结合东周窑煤矿 8107 综放工作面回采巷道的地质及生产技术条件建立了理论模型,得到了运输巷在采动影响下的围岩应力分布及顶板垂直位移规律;通过理论分析工作面前后支承压力分布规律,建立极限平衡理论模型,推导了超前支护距离理论计算公式.
针对 3506 综采工作面沿空留巷期间采空区遗煤自然发火危险性大的问题,结合现场情况制定以减少漏风、注氮、灌浆以及强化监测为主的防灭火技术措施,并进行工程应用.通过留巷段缝隙封堵及喷浆、地面漏风裂隙封堵以及采面上下端头砌筑挡墙等方式减少采空区内漏风量;回采期间综合人工监测、安全监控系统以及束管监测等方式实现采空区遗煤自然发火预警;当有自然发火征兆时即快速进行注氮、灌浆.现场应用后,3506 综采工作面回采期间回风流中CO体积分数最高控制在 10×10-6 以内,采空区遗煤自然发火问题得以较好解决,采用的防灭火技术措施可为采面煤炭安全高效回采创造良好条件.
为提高干河煤矿 3 号煤层三采区资源利用率,进行高水速凝材料巷旁充填沿空留巷技术应用试验,综合运用理论分析、工程类比、数值模拟等手段,设计巷旁充填体规格及留巷支护方案.研究表明:2-301 运输巷巷旁充填体合理宽度为 2.2 m,留巷稳定后围岩变形量可控,留巷工艺较新掘巷道可增加利润 11352.3 元/m,取得了较好的安全、经济、社会效益.
为保障两渡煤业断层构造区域回采巷道掘巷阶段围岩稳定,通过数值模拟、矿压监测等方法,预测了矿井典型煤巷支护方案的围岩控制效果.研究表明:与断层距离 20～30 m处巷道开挖时,围岩塑性破坏区基本呈对称分布,不受断层构造影响;与断层距离 5～15 m处巷道开挖时,断层构造对巷道围岩稳定造成明显的不利影响,结合 29(10)01 运输巷道与F3 断层位置条件,提出针对性优化支护方案,实践阶段综合矿压监测表明,设计支护方案及参数合理有效.
