破碎巷道围岩变形机理及支护技术研究

针对木瓜煤矿10-208回采巷道施工期间因受巷道围岩破碎、地质条件复杂等因素影响,围岩出现变形大、难支护等问题。对回采巷道变形破坏机理进行了分析,提出了采用“注浆加固+锚杆索”支护方案对围岩变形进行控制。现场应用结果表明：回采巷道过围岩破碎段掘进期间,顶底板及两帮累计变形量最大值分别为49.5 mm和64.6 mm,围岩变形破坏得到有效控制,为类似工程地质条件巷道围岩控制提供了一定的参考。     

回采巷道锚网索支护设计

煤矿回采巷道煤体围岩强度较低,受采动影响巷道围岩变形大,破坏严重。本文介绍了采用悬吊理论进行锚杆、锚索支护设计的方法。针对红阳三矿N31213工作面回采巷道变形破坏特点设计出合理的支护方案,巷道矿压观测数据表明该方案有效控制了巷道变形,取得良好的经济效益。     

深部回采巷道围岩破坏机制及控制技术

针对深部高应力回采巷道在开挖支护后围岩所表现的变形量大、收敛速率快、持续变形时间长的特点,以某矿3309工作面煤巷为研究背景,详细分析了该巷道破坏特征及破坏机制,并针对此类巷道提出了"改善围岩力学性质"及"提高支护结构耦合性"的控制对策。结果表明,采用新支护技术方案对比原支护能有效抑制围岩塑性区的发展,降低围岩变形量。     

基于贝叶斯网络的软岩巷道大变形影响因素分析

随着煤炭资源开采的深度和强度的大幅度增加,软岩条件巷道的维护出现了一系列新的控制难题,岩石性质、地应力类型、采场采动、含水层、巷道形状尺寸以及支护方案参数的选择等诸多因素耦合作用影响着软岩的位移量及巷道围岩应力场分布规律。为了实现对巷道围岩状态的实时定量化控制,将巷道监测数据通过全断面扫描仪等传感设备实时传入集控中心,利用贝叶斯神经网络方法进行软岩大变形相关影响因素参数分析,将巷道分段确定导致大变形的最高权重因素,并针对巷道断面形状、支护参数、支护方案以及回采工艺参数四个方面给出及时调整的最优方案。形成监测传感器-设备列车-集控中心-贝叶斯神经网络分析-方案定制-加强支护控制围岩的闭环机电智能化系统。可为类似条件下软岩巷道大变形机理与控制技术研究提供参考。     

复杂围岩环境下巷道变形破坏特征及支护技术

针对大佛寺煤矿胶带运输巷支护难题,采用工程地质调查、理论分析等手段,分析了复杂围岩环境下巷道的变形破坏特征,得出围岩特性、底板围岩遇水膨胀、采动影响、支护结构的不耦合是导致巷道大变形的主导因素。提出了"高强高预应力锚杆(索)+底角锚杆"支护技术控制巷道围岩稳定性。工程应用结果表明,该支护形式,可以有效控制巷道围岩的剧烈变形,大幅度提高巷道的安全性。     

补连塔矿回采巷道破坏特征与支护参数优化

补连塔煤矿回采巷道在采动阶段,由于受多次采动影响,巷道存在片帮问题,影响了煤矿的正常生产。为了控制巷道围岩变形,节约支护成本,在补连塔煤矿回采巷道中进行了钻孔窥视、松动圈测试等一系列现场试验及数值模拟分析,对回采巷道不同采动影响时围岩主应力大小及其方向分布规律及围岩破坏特征进行了研究,优化了支护参数。经工程实践,优化后的支护参数有效控制了巷道围岩变形,节约了支护成本,提高了掘进效率。     

深部松软破碎煤层巷道锚网索支护技术研究

根据锚网索耦合支护设计步序，对南屯煤矿93上01工作面巷道支护变形破坏比较严重问题进行了分析，认为该巷道围岩为高应力节理化复合型软岩(HJ型)，并提出了具体白乜复合型变形力学机制转化对策设计，在对该巷道掘进位置及断面形状进行过程优化设计后，确定了具体的耦合支护参数。现场实际施工观测及回采期间巷道使用情况表明，锚网索耦合支护技术可以有效控制该类巷道围岩的稳定。     

厚层灰岩顶板回采巷道支护参数优化数值模拟分析

为了优化回采巷道支护参数,降低支护成本,分析了煤层及顶底板的岩石力学参数,对巷道支护方案进行优化。通过数值模拟软件对相邻工作面和本工作面采动应力作用下回采巷道围岩变形破坏特征进行模拟分析。优化支护参数后,回采巷道围岩变形控制效果较好,能够满足安全生产使用要求。     

高强耦合支护在大断面全煤巷道中的应用

针对大断面全煤巷道支护难题,详细分析了高强耦合支护系统在控制深部复杂困难围岩中的作用。结合某煤矿的工程实际条件,分析了某煤矿顺槽失稳机理,采用注浆加固技术和高预应力强力耦合支护系统对巷道围岩进行了加固,结果表明:注浆加固技术使围岩裂隙得到填充,裂隙发育减少;高预应力强力支护系统有效控制了巷道围岩的变形。     

窄煤柱巷道非均匀变形机理及支护技术

为了解决窄煤柱巷道非均匀大变形控制难题,以丰汇煤矿窄煤柱巷道为工程背景,综合采用现场调研、室内实验、数值模拟和理论分析等方法,研究了不同煤柱尺寸影响下,采动巷道围岩应力与塑性区分布特征;分析了窄煤柱巷道变形破坏规律与采场覆岩结构运动特征,揭示了窄煤柱巷道非均匀变形机理,指出采动应力场叠加,支承压力大;覆岩结构非对称,偏载作用显著;煤柱尺寸小、强度低,难以为顶板提供有效支撑;支护方案对称布置,针对性差,是窄煤柱巷道产生非均匀变形的主要原因。基于窄煤柱巷道围岩控制难点,提出以"改变巷道区域支护方式、增加支护密度、破碎围岩注浆改性"为核心的差异化支护技术,加强对围岩局部大变形的控制,充分发挥围岩的自身承载能力;现场监测表明,窄煤柱巷道在服务期间围岩非均匀大变形得到有效控制,稳定性好;可为同类型巷道围岩的控制提供参考。     

大采高小煤柱回采巷道围岩破坏特点及控制技术

针对大采高小煤柱回采巷道围岩变形量大且不均匀等特点,在对已有比较成熟锚杆支护理论进行对比分析的基础上,进一步从理论角度对大采高小煤柱回采巷道锚杆对围岩的作用力进行了分析,并总结了此类回采巷道的围岩控制机理。大采高小煤柱回采巷道保持围岩稳定的关键是提高帮部煤岩体的承载能力。     

小窑破坏区复采综放面巷道支护方案研究

本文针对当前煤矿的小窑破坏区现状,详细介绍了复采综放面巷道的支护难度。采用数值模拟计算的方法对破坏区回采巷道支护方法进行了系统分析,得出了围岩破坏变形机理,并以此分析了围岩控制支护技术。在对比分析的基础上确定了最佳的支护方案,提高了小窑复采巷道的安全强度,降低了小窑开采的支护成本,提升了复采效率。     

半煤岩回采巷道围岩稳定性及控制的数值分析

针对袁庄煤矿Ⅳ622工作面的半煤岩回采巷道,为有效控制回采巷道围岩的稳定,以圆形巷道围岩弹塑性变形范围及位移场分布作理论分析,得出除考虑反映岩石自身强度等因素外,如何提高支护阻力Pi是控制巷道围岩稳定的关键;按实际地质条件建立数值计算模型,数值分析无支护状态和锚网支护及对支护承载结构进行结构补偿后半煤岩回采巷道的弹塑性变形范围及位移场分布特征,提出合理围岩控制方案。对半煤岩回采巷道围岩稳定性分析及围岩控制中合理的结构补偿位置分析具有重要指导意义。     

深埋破碎围岩巷道破坏机理及控制

针对大埋深高矿压破碎围岩巷道支护困难问题，以郭屯煤矿13_下14工作面轨道巷为例，通过理论分析和现场实践相结合的方法，分析了深埋情况下巷道围岩破坏因素及特征，针对现场实际提出了“一次支护让压+二次支护补强”的综合支护对策。现场试验与矿压观测结果均表明，该支护方案通过改善破碎围岩力学特性，大大增强了围岩稳定性，有效控制了巷道顶底板和两帮围岩变形，保障了回采巷道安全。     

高应力泥岩顶板巷道围岩失稳特征及控制分析

通过对高应力泥岩顶板回采巷道破坏特征、力学变形机制及失稳原因分析,建立了回采巷道锚杆-锚索支护区变形协调方程,提出了高应力泥岩顶板回采巷道围岩控制关键技术,确定了预留断面高强预应力锚杆-锚索协调变形支护方案,并对设计方案进行了数值计算与工业性试验。结果表明:高应力泥岩顶板巷道表现为顶板破碎严重及离层量大、两帮呈非对称收敛变形与底鼓量大的特征;高应力及泥岩顶板软弱围岩是巷道围岩产生破坏的内在原因,锚杆-锚索支护强度过低及锚杆-锚索支护区非协调变形则是巷道围岩破坏失稳的外在原因;古汉山矿13051回采巷道围岩为高应力-节理化-膨胀性复合型(HJS)软岩,为Ⅰ_(AB)Ⅱ_(AB)Ⅲ_(ABD)复合型力学变形机制,采用设计支护方案后,巷道围岩变形能利于释放,围岩压力减小,锚杆-锚索受力均匀,巷道围岩变形保持在可控范围内,预留断面高强预应力锚杆-锚索协调变形支护利于巷道围岩稳定。     

二次采动影响下区段煤柱破坏机制及围岩控制技术

针对二次采动影响下区段煤柱破坏严重巷道难以控制的难题,以小纪汗煤矿11215工作面为工程背景,采用理论分析和数值模拟方法,分析了该工作面面临的二次采动下覆岩空间结构经历"O"形变化为"厂"形的接替过程,揭示了二次采动影响下巷道围岩的破坏机制,提出了差异化巷道围岩支护技术,并采用现场监测方法验证措施的可靠性。研究结果表明:①采动影响下煤柱变形破坏的控制是确保巷道断面快速掘进和安全回采的重要保障;②应力叠加与高强度开采的耦合作用、巷道断面与支护参数匹配不合理及回采推进速度的不协调是导致煤柱失稳的主要因素;③采用长锚索、高预应力锚索+钢带联合差异化控制,有效控制了11213工作面剩余段围岩的强烈变形,基本满足了巷道的使用要求。但由于采动应力的影响,回采过程中回采帮侧顶板下沉0.3 m,煤柱帮侧顶板下沉0.15 m,顶板最大下沉量约0.42 m,但采取措施巷道围岩完整性较好,不会影响运输及工作面回采,该技术也为类似工作面安全开采提供了有益参考。     

冲击地压矿井厚煤层沿空掘巷支护关键技术研究

针对冲击地压矿井回采巷道普遍采用多级支护体系,支护效果差的现状,分析了围岩变形破坏机理,指出高应力、强动载荷和卸压、锚杆支护体系失效分别是冲击地压巷道围岩强烈变形的基础、特征和关键因素。结合试验巷道破坏特征及锚杆支护系统失效分析结果,认为巷道维护的关键是减弱围岩性质劣化对锚杆支护体系的影响,并提出了具有针对性的控制对策。依据研究结果,确定了新控制方案和参数,进行了井下工业试验,取得了良好应用效果。     

高应力“三软”煤层回采巷道围岩破坏机制及控制研究

为明确高应力"三软"煤层回采巷道围岩破坏模式和支护失效机制,以船景煤矿典型"三软"不稳定煤层1171综采工作面回采巷道为工程背景,通过室内及现场实验、现场观察监测和理论分析相结合的方法对巷道围岩变形破坏进行综合分析研究。结果表明:巷道围岩破坏模式为高应力条件下的软岩流变大变形破坏模式;支护失效机制为高应力条件下软弱围岩在流变作用下松动破坏扩展剧烈,致使锚网索联合支护结构失效,进而导致围岩-支护承载结构丧失承载力;对于高应力"三软"煤层回采巷道,锚网索联合支护具有明显的局限性。最后提出以新型全长黏结锚固、全封闭护面、顶板多拱有序承载和围岩协同加固技术为核心的优化支护方案并在现场实验应用,结果显示优化支护段巷道围岩变形得到有效控制。     

大采高回采巷道锚杆预应力支护研究

以补连塔矿22309回采巷道为工程实例,分析它在掘进前和回采时巷道围岩变形规律,对在零原应力场条件下,应用FLAC~(3D) 模拟软件对大采高回采巷道进行模拟支护。通过对锚杆不同支护参数匹配方案进行实验,从而得出预应力锚杆的支护原则进行此类巷道的支护。     

综采工作面采动压力影响下巷道支护技术研究

基于黄陵一号井805工作面地质条件,通过制定锚杆(索)联合支护方案和工业性试验监测,分析在综采工作面超前支承压力作用下,回采巷道围岩应力及顶板离层变化,说明805工作面两条回采巷道在回采期间受采动压力影响下围岩得到有效控制,表明锚杆(索)联合支护方案合理,能够有效地降低采动压力影响下回采巷道围岩收敛变形,满足安全回采需要。