李阳煤矿回采巷道支护研究

以李阳煤矿15102区段运输平巷为工程背景,采用数值模拟研究了3种不同的巷道支护方式在煤巷掘进时的围岩应力与位移的分布特征。数值模拟结果表明,采用全煤巷道的高强度锚杆锚索联合支护时巷道稳定性最好。     

煤巷掘进过断层方法

结合断层和巷道夹角对巷道围岩的影响，介绍了煤巷掘进过大断层的方法，同时灵活应用煤巷掘进过小断层方法。取得了良好的经济效益和社会效益。     

煤巷掘进过断层方法

结合断层和巷道夹角对巷道围岩的影响,介绍了煤巷掘进过大断层的方法,同时灵活应用煤巷掘进过小断层方法。取得了良好的经济效益和社会效益。     

浅谈煤巷掘进过断层方法

该文结合断层和巷道夹角对巷道围岩的影响,介绍了煤巷掘进过大断层的方法,同时灵活应用煤巷掘进过小断层方法。取得了良好的经济效益和社会效益。     

尹家沟煤矿巷道围岩支护的初步研究

针对尹家沟矿全煤巷大断面巷道围岩情况,用力学分析的方法研究了巷道矿压特征,提出了合理的围岩支护方法建议,为尹家沟煤矿煤巷围岩控制提供了理论依据,有利于尹家沟煤矿进一步高产高效,保证安全生产。     

基于围岩结构分析的软煤区支护优化研究

针对寺河煤矿二号井15号煤巷道维护困难的现状,对巷道围岩结构进行了观测分析,对巷道围岩强度进行了测试,在现有支护设计的基础上对不同条件下的巷道支护方案进行了优化,经过现场工业试验,效果良好。     

大断面煤巷顶板稳定机理分析与控制技术

随着煤层巷道宽度、高度的增大,顶板及两帮的拉应力及拉应力区增大、两肩角处易受剪切破坏、巷道顶板易离层,因此大断面煤巷维护更加困难。针对某矿生产地质条件和大断面巷道的维护特征,应用理论分析、数值计算和工程实践的方法,提出了大断面煤巷稳定机理与控制技术。     

坚硬顶板条件下采动煤巷围岩控制技术研究

某矿开采石炭系5#层,煤层厚度大、顶底板坚硬等特点,在采用综放开采的过程中普遍存在采场压力大,矿压显现剧烈,煤巷维护困难等突出问题。为探明该矿回采巷道变形破坏的根本原因,通过对采动煤巷围岩应力状态进行现场检测,根据检测结果分析了坚硬复杂顶板条件下煤巷围岩变形破裂演化规律,通过FLAC3D数值模拟验证了巷道支护效果,为巷道支护提供了理论依据。     

煤巷锚杆在白源矿的应用

煤巷锚杆支护析技术在采准巷道推广使用是集团公司巷道支护改革的重点研究项目。煤巷锚杆能有效及时加固巷道围岩，控制和适应围岩移动，增强围岩的整体性和稳定性，在技术上可行，经济上合理。试验巷道获得了较好的经济效益和社会效益，为进一步研究煤巷锚杆的受力机理及参数确定提供一定的依据。     

煤巷和巷修中支护背板的优化

鹤壁煤电公司六矿通过改变煤巷和巷修支护背板，增加了巷道支护强度，减少了巷道维修率，提高了经济效益。     

煤层硬度与厚度对冲击矿压影响的数值模拟

在坚硬顶板和底板的“两硬”条件下，对不同煤层厚度和硬度对煤岩体中的垂直应力分布的影响，也即反映了对煤岩体中发生冲击矿压危险性的影响进行了模拟．通过组合煤岩试样的试验结果验证了数值模拟的正确性，根据煤岩体相互作用的理论分析了其原因．在“两硬”条件下，煤层厚度与硬度的变化对煤体中的应力分布有着很大的影响，从而对煤岩体系统中冲击矿压的发生有着很大的影响．随着煤层厚度的减小，在煤岩体中产生的应力集中将增大；随着煤层硬度的增加，煤岩体中的最大垂直应力也将增大，从而也增加了冲击危险性．     

基于逾渗机理的含瓦斯煤体变形破坏机制及试验研究

针对含瓦斯煤岩在高应力环境下易发生松散破坏的问题,考虑煤体的多孔介质特征,研究了含瓦斯煤岩受应力扰动影响下的变形破坏规律。首先,基于逾渗理论提出了含瓦斯煤体的逾渗破坏概念,它的实质是含瓦斯煤岩发生逾渗行为后导致瓦斯突出使煤体失稳破坏过程中发生的一种动力破坏现象。然后通过理论分析了逾渗破坏分布区域并给出了逾渗破坏概率P_∞的计算公式,推导出了含瓦斯煤体的Biot型本构方程,表明含瓦斯煤体孔隙率与渗透系数和有效应力密切相关。结合含瓦斯煤体本构方程并在逾渗破坏区进行了应用,得到了逾渗破坏区半径R_p的计算公式。最后,对拟制备的含气类岩石试件进行了三轴压缩试验,试验结果表明:随着试件孔隙、裂隙增多,弹性模量和脆-延性破坏临界拐点应力值随之减小;同时,黏聚力和内摩擦角值随试件内部气体孔隙增加均不同程度的降低,导致逾渗破坏区半径增大,并且其影响程度会随内摩擦角和黏聚力的减小而增强。随着应力增加,试件内部孔隙、裂隙逐渐贯通,最终呈松散破坏即逾渗破坏。     

厚硬冲击煤层宽煤柱诱发冲击地压机理及防治

针对呼吉尔特矿区厚硬冲击煤层宽煤柱诱发冲击地压现象,通过现场实测和数值模拟,分析了宽煤柱垂直应力分布特征,通过理论分析,揭示了宽煤柱发生冲击的结构条件;基于冲击地压"三因素"机理,研究了宽煤柱诱发冲击地压机理:在侧向支承压力和工作面采动应力叠加影响下,具有冲击倾向性的宽煤柱应力高度集中,当其达到极限强度发生卸载时,由于煤柱体刚度与顶板岩层刚度相近,造成煤体运动速率很大,呈现冲击地压显现。在此基础上,提出了小煤柱护巷和断顶爆破等措施降低煤柱应力、采用大直径钻孔卸压和煤层注水等措施改变煤体刚度的防治策略,针对311103工作面提出了采取断顶爆破和大直径钻孔的组合防治方法,宽煤柱应力集中程度出现明显降低,防治效果较为显著。     

深部厚顶煤巷道围岩稳定性相似模型试验研究

针对深部厚顶煤巷道围岩控制难题,采用相似模型试验方法,分析了埋深、构造应力等因素对厚顶煤巷道围岩变形、围岩应力及支护结构的影响,揭示了厚顶煤巷道围岩稳定性规律:随着埋深增大,两帮及顶煤内应力峰值增大,围岩变形破坏程度增大;随着构造应力增大,围岩变形破坏程度增大,构造应力对顶煤稳定性影响显著,顶煤水平应力呈现出"两端低、中部高"分布形态,且应力峰值位置随构造应力增大向深部转移,下位顶煤、煤层与顶板交界面附近的顶煤破坏严重,最终发生"尖顶型"垮冒;顶板锚杆和穿过煤岩层交界面的锚索易被剪断。对于深部构造应力作用下的厚顶煤巷道,认为提高顶煤锚固体的抗剪能力尤为重要,提出采用"高强高预紧力锚杆及斜拉锚索梁"支护技术,以此增强厚顶煤锚固体的抗剪能力、提高两帮承载能力,顶煤和两帮稳定性的提高则有助于减小底臌量。研究成果成功应用于工程实践。     

薄煤层冲击矿压特征及防治研究

统计了桃山矿薄煤层冲击矿压强度、显现位置、诱发因素等特征,试验研究了煤岩组合试样单轴抗压强度、冲击能指数与煤岩高度比的关系,分析了薄煤层应力分布及转移规律和冲击矿压机理,探讨了薄煤层工作面冲击矿压防治技术。研究表明：薄煤层冲击矿压强度小,发生在工作面的比例高,工作面距上端头5 m附近冲击显现最为频繁,爆破、割煤等动力扰动是其主要诱因;随着煤岩高度比减小,组合煤岩单轴抗压强度、冲击能指数均增大,煤层越薄,煤体承载能力越强,越不容易产生应力转移,爆破、割煤等剥离或松动煤壁处煤体,引起峰值应力区垂直应力升高,水平应力对煤体约束减小,导致冲击矿压。薄煤层冲击矿压防治应使高应力区向煤体深部转移,使工作面前方有足够卸压保护带。     

煤柱宽度对沿空巷道围岩影响分析

为了研究煤柱宽度对沿空巷道围岩的影响作用,以陈四楼煤矿深部沿空送巷为工程背景,采用二维有限差分软件FLAC2D建立二维数值模型对同一开采深度条件下不同护巷煤柱宽度对围岩的影响进行数值计算分析。分析结果表明,随着煤柱宽度的增大,沿空巷道围岩应力逐渐提高,在煤柱宽度较窄时,巷道围岩处于低应力区,当煤柱宽度达到一定程度时,低应力在煤柱中部被分割开,煤柱中部核心区域出现应力增高区。在沿空巷道下帮煤体内、深度大致在6～8m范围内,将会出现垂直应力高峰区。一般最好选择煤柱宽度在2～4m范围内。     

构造应力作用下冲击地压发生的条件及判据

针对许多矿区冲击显现受构造应力作用影响的特点，用数值计算方法模拟了底板冲击显现，得出了冲击时煤岩体应力变化情况和破坏过程，以及数值模拟冲击时所具有的特征．在此基础上研究了不同侧向加载系数对冲击发生条件的影响，提出了在不同加载条件下，冲击时存在不同的临界水平应力；研究了不同的煤岩组合情况对冲击发生条件的影响，得出了顶、底板中存在着相对硬软的岩层是发生顶、底板冲击的一个必要条件．通过以上综合研究，得出了构造应力作用下冲击地压发生条件的判据，并成功应用于现场实际冲击危险预测．     

深部开采沿空巷道冲击危险性的工程判据研究

为研究深部开采沿空巷道冲击地压的发生条件,以沿空巷道应力场分布为切入点,建立了相应的工程力学模型,分析得到沿空巷道围岩高应力区附近的高应力差区是发生冲击地压的主要区域。以高应力差区的煤体为研究对象,分析得到了沿空巷道冲击地压发生的应力条件、应力梯度条件及煤体的冲击倾向性条件,并推导了冲击危险性的工程判据。结果表明：决定冲击地压危险性的关键因素是高应力差区域的应力峰值、应力差值、应力梯度和煤岩体强度以及冲击倾向性;通过调整沿空巷道实体煤巷帮与高应力峰值位置的间距,合理布置沿空巷道位置,可以有效控制沿空巷道的冲击地压灾害。     

难采煤岩的高效破碎方法研究

针对我国难采煤岩比例日渐上升,传统煤岩开采方法效率低下的问题,开展了难采煤岩的高效破碎方法综述研究。首先按照工作原理分类,将现有的煤岩高效破碎技术分为纯射流破煤岩、射流辅助机械破煤岩、冲击截齿辅助破煤岩、碟盘刀具破煤岩、激光破煤岩、钻孔胀裂剂破煤岩,阐述了各煤岩破碎技术的工作原理,并初步总结了各技术的优势。其次综述了各煤岩破碎方法的研究现状,对当前国内研究基础进行了概括,并根据现有研究分析了各技术的局限性,通过建立的局限度指标,对不同煤岩破碎技术的局限性做出了评价,其中射流破煤岩局限度最低,激光破煤岩最高,冲击截齿辅助破煤岩、碟盘刀具破煤岩与钻孔胀裂剂破煤岩,在忽略理论局限指标基础上与射流破煤岩的局限度相同,具有同样的工程应用价值与理论研究价值。最后对我国难采煤岩破碎技术的未来发展趋势进行了分析,在考虑到国内煤岩地质条件向深部开采与难采煤岩发展的趋势基础上,提出了“高地应力的克服或利用”“黏性煤岩的黏度预防或黏度失效”2个发展构想,另外考虑到我国物联网的发展与智能化开采的不断完善,提出了我国难采煤岩破碎技术的未来发展趋势与传统技术发展过程不同,是多种煤岩破碎技术并存且相互联合的构想,从而实现薄煤层、硬质煤层、高瓦斯煤层等其他复杂赋存条件下各种煤岩破碎技术的联合工作。     

火成岩侵入体不规则性及巷道围岩压力显现规律研究

侵入煤系地层的火成岩,其发育特征及赋存形态表现出有别于沉积岩层的不规则性,受此影响,沿火成岩侵入体顶板下掘进的煤巷,其围岩应力分布复杂,压力显现程度不一,局部围岩长期变形难以自稳,给巷道的支护及后期维护带来极大挑战。针对这一情况,从火成岩侵入层位、侵入体顶板形态两方面分析了火成岩侵入体顶板的不规则性,归纳出不规则火成岩侵入体顶板的发育原理、表面形态及岩性物理特征,在此基础上,结合工作面现场围岩破坏特征,利用Flac 3D数值模拟软件模拟多类不规则火成岩侵入体顶板条件下巷道围岩应力分布情况,分析总结出不规则火成岩侵入体顶板条件下巷道围岩压力显现规律。研究结果表明,顺煤侵蚀火成岩顶板下巷道围岩两帮较沿直接顶层间侵入火成岩顶板条件下压力显现更强烈,围岩更易遭受破坏。