大断面厚顶煤回采巷道强帮强角支护技术研究

针对马脊梁煤矿大断面厚顶煤回采巷道顶板及两帮存在煤体随掘随落,巷道围岩变形量大,支护效率低,支护难度大的问题,采用现场调研、数值模拟分析对回采巷道围岩应力位移分布情况进行分析,提出在增强顶板锚杆、锚索协同性的基础上,应加强两帮支护的巷道支护对策,并对不同优化方案进行模拟分析对比,得出适合马脊梁煤矿大断面厚顶煤回采巷道的支护方案。     

大断面矩形煤巷围岩的变形特征

针对巷道断面面积增大带来的巷道围岩变形严重、支护难度增大等问题,有必要深入研究大断面巷道围岩变形破坏机理。通过建立数值模拟模型,分析大断面矩形巷道围岩变形机理,得出不同巷道断面条件下围岩的位移变化规律以及塑性区分布规律,以及当矩形巷道宽和高发生变化时对围岩变形的影响规律,为选择大断面矩形巷道支护技术和支护方案提供科学依据。     

近断层大断面巷道变形分析与控制

为了解决近断层大断面巷道的支护难题,针对山西晋城赵庄矿近断层大断面巷道53121巷在掘进期间发生顶板剧烈下沉、两帮非对称变形和支护结构失效的现象,通过现场调研和数值模拟,分析近断层大断面巷道变形破坏的特征和原因。结果表明,断层面剪切滑移破坏、围岩松软破碎、支护结构针对性差是造成大断面巷道变形破坏的原因。利用非对称支护原理,提出该巷道围岩的控制技术,即顶板采用全锚索支护方式控制大断面巷道顶板下沉,两帮采用锚杆+锚索非对称支护技术控制大断面巷道两帮非对称变形,促使支护结构均匀承载,从而控制巷道围岩变形。工程实践表明,采用新支护方案后,围岩变形得到有效控制,巷道稳定性大幅提高。     

厚煤层大断面开切眼围岩破坏特征及控制技术

针对厚煤层大断面开切眼围岩控制难题,采用FLAC3D模拟分析了大断面开切眼的围岩破坏特征。结果表明,巷道围岩破坏范围大,岩体稳定性差,尤其是顶板破坏范围和下沉较大,在支护时要着重注意加强对顶板的控制。     

大断面切眼二次掘进支护技术研究

晋盂煤业跃进矿三采区工作面切断面过大,煤层顶板岩性软弱,该矿提出了大断面切眼二次掘进支护方案,采用分2次掘进成巷,分次锚杆、锚索支护并联合单体支护加强支护,在工作面切眼掘进巷道内布置2个测点检验巷道支护的效果。监测结果表明:大断面二次掘进支护方案有效控制大断面切眼掘进时围岩变形,保证安全生产。     

巷道断面尺寸对巷道围岩稳定性影响的模拟研究

为研究巷道断面对巷道围岩稳定性的影响,以常村煤矿11204工作面为研究对象,采用数值模拟的手段对不同的巷道断面尺寸进行围岩塑性区、应力场和巷道围岩变形量的影响分析,由数值模拟结果可知,巷道断面尺寸变化对巷道围岩稳定性影响较大,随着巷道断面的不断增大,巷道围岩的塑性区范围逐步增加,巷道两帮与底板是直墙半圆拱形巷道支护承载薄弱的环节须加强支护。     

古汉山矿大断面软岩巷道的支护

古汉山矿联合卸载站大断面巷道布置在高应力的软岩层中. 对该大断层巷道采用多次分步薄弱部位加强的锚网、锚索、锚注联合支护. 巷道围岩变形观测结果证明, 采用此种支护形式是行之有效的, 解决了大断面软岩巷道的支护难题.     

大断面软岩巷道底鼓机理及控制对策研究

针对大断面软岩巷道在开挖支护后所表现出的底鼓现象,对其耦合控制对策进行了数值模拟及工程应用研究。对大断面软岩巷道底鼓变形机理研究表明,大断面软岩巷道底角是支护的关键部位;巷道是一个有机整体,单一的支护效果并不明显,必须进行全断面支护。基于上述研究,提出底鼓耦合控制对策,即在锚网索耦合支护的基础上,利用底角注浆锚杆对关键部位进行加强支护,从而达到控制巷道底鼓变形的目的。数值模拟与工程应用结果表明,采用底鼓耦合支护形式,可以有效地控制围岩底鼓变形,巷道围岩稳定性大大提高。研究结果对于大断面软岩巷道底鼓控制具有一定的指导意义。     

煤矿大断面托顶煤巷道围岩变形破坏机理

为了解决煤矿大断面托顶煤巷道支护难题,借助理论分析、数值模拟等方法对王庄煤矿7105工作面运输巷围岩变形破坏机制进行研究,分析了不同巷道断面、顶煤厚度在无支护时的围岩塑性区、位移场、应力场的演化规律。结果表明,顶煤厚度对大断面托顶煤巷道的稳定性影响重大,顶板下沉量随顶煤厚度增加而变大;随着巷道断面的扩大,围岩塑性区相应增加,两帮和顶板变化较大,底板无明显变化;适当减小顶煤厚度,即增大巷道高度,可有效控制巷道顶板变形,但应对巷道两帮加强支护;若巷道宽度,即跨度增大,顶板的位移量增加,应补打锚索加强顶板支护。监测结果显示,基于此结论设计的支护方案能有效地控制围岩变形。     

巷道断面尺寸对巷道围岩稳定性的数值模拟研究

为研究巷道断面对巷道围岩稳定性的影响,通过对4.8 m×3.5 m,7 m×5 m,9 m×6.5 m,11 m×8.2 m的巷道断面尺寸采用数值模拟的手段,分析不同的巷道断面尺寸对围岩塑性区、应力场和巷道围岩变形量的影响。数值模拟结果可知:巷道断面尺寸变化对巷道围岩稳定性影响较大,随着巷道断面的不断增大,巷道围岩的塑性区范围逐步增加。巷道两帮与底板是直墙半圆拱形巷道支护承载薄弱的环节须加强支护。