易自燃煤层掘进巷道防灭火技术分析

对容易自然发火煤层,造成掘进巷道自燃的诸多因素进行了分析,针对性地从巷道布置、支护形式、支护质量、巷道维护、风量配备、局部通风等提出了防治对策,实践表明掘进巷道防灭火措施具有现实意义。     

易自燃煤层巷道防灭火技术措施

对容易自然发火煤层影响掘进巷道自燃的诸多因素进行了分析,有针对性地从巷道布置、支护形式、支护质量、巷道维护、风量配备、局部通风等方面提出了防治对策,实践表明,对掘进巷道防灭火工作具有现实指导意义。     

软岩巷道局部弱结构非对称变形关键部位补偿支护技术

软岩巷道支护失稳,通常是由对称支护结构抗力不足和局部弱结构所诱发。巷道局部弱结构所诱发的支护体系失稳,是工程施工中的常见现象。通过分析非对称变形破坏机理,提出软岩巷道局部弱结构非对称变形关键部位补偿支护对策(即在普通锚网喷支护基础上,对巷道局部弱结构,增加锚杆长度和数量及锚注支护,进行非对称补偿支护),并进行工程试验,取得了预期效果。     

巷道局部弱支护围岩应力场及稳定性分析

基于圆形巷道局部弱支护力学模型,用自然边界元法推导出围岩内应力函数的边界积分公式,对比分析了底板不支护、底板局部弱支护、巷道全周边弱支护、巷道全周边均匀强支护时围岩内应力随角度的变化规律.采用Burger-creep模型,利用FLAC软件模拟分析了深部弱支护巷道边界位移的蠕变规律、围岩塑性区的分布规律等.研究表明:巷道全周边弱支护时,顶、底及两帮破坏并发,初始阶段两帮蠕变速度最快.巷道局部弱支护时,在弱支护范围的两侧出现水平及垂直位移集中现象,围岩从弱支护部位鼓出.底板局部未支护时,底板破坏严重、底鼓量是全周边弱支护时的5倍,塑性区不断向两帮及顶板延伸;底板不支护或弱支护时,通过顶板强支护并不能抑制底鼓现象.研究巷道局部弱支护现象及其发展过程,对于完善巷道支护设计,有针对性地改进支护结构,具有指导意义.     

高应力软岩巷道变形破坏机理与控制对策研究

高应力软岩巷道由于地压大、地质条件复杂，预选支护形式往往不尽符合围岩变形、破坏特点。软岩巷道发生底臌及顶板失稳等现象，大多数是由于巷道周边弱支护与局部弱支护造成的。软岩巷道支护是矿山开采等地下工程维护面临的一个技术难题，而巷道底臌又是巷道围岩变形破坏的一种重要的形式。大量实测数据表明，在巷道顶底板移近量中约有50%～75%是由于底臌造成的。严重的巷道底臌,不仅带来了大量的维修工作，增加了巷道的维护费用。分析了高应力软岩巷道局部弱支护机理，阐述了巷道底臌与顶板失稳诱发原因，探讨了软岩巷道的破坏特点和变形规律，提出了一些认识和支护对策，为软岩巷道支护结构设计提供新的参考依据。     

强风化带回采巷道临界宽度研究

：处于强风化带的回采巷道具有围岩风化裂隙增多、强度减弱、矿压显现强烈等特征，如果仍采用普通围岩的巷道设计宽度进行掘进，容易形成巷道局部冒顶、围岩变形大、支护困难等工程问题．为了有效控制和维护巷道围岩，对影响巷道临界宽度的主要因素进行详细分析，认为自然地质因素、掘进与回采技术、支护因素是影响巷道临界宽度的主要因素；应用极限平衡理论、弹塑性理论，结合目前煤矿锚杆支护技术确定强风化带回采巷道的临界宽度；并以东庞矿为工程实例来合理确定强风化带回采巷道的临界宽度．图1，表2，参9．     

深部煤矿巷道等强梁支护理论模型及模拟研究

分析了矩形巷道顶板的受力特点,得到了顶板各位置弯曲正应力与剪力的分布规律。据此推导出了保证巷道顶板维持稳定所需的锚杆参数,并进一步对影响锚杆长度选取的各因素进行了敏感性分析,确定了各因素对锚杆长度选取影响程度的主次关系。由此得出了不同长度锚杆支护下的巷道围岩能够满足稳定性要求,基于此提出了深部巷道等强梁支护概念,即根据顶板弯曲正应力分布特征,在中部弯曲正应力大的区域,采用高强度、长锚杆局部加强;而在两边弯曲正应力逐渐减少的区域,可适当减少锚杆的长度,但增加锚杆直径提高抗剪能力,以期实现巷道顶板各横截面上在不同长度锚杆支护作用下最大正应力都相等,初步建立了等强梁支护施工技术工艺。运用有限差分软件FLAC3D模拟获得了锚杆原有传统支护与等强梁支护下顶板应力及位移分布规律,可看出采用等强梁支护理念可明显优化巷道的应力分布,让顶板局部应力达到均匀分布,并且有效控制了围岩变形,在一定程度上验证了等强梁支护技术的可行性。     

急倾斜煤层巷道变形特征及控制研究

针对急倾斜煤层高应力条件下巷道围岩易出现较大变形的问题,通过FLAC3D数值模拟分别对原支护静力和动力作用下围岩变形破坏规律进行了分析,采用声波法和钻孔窥视法对+475m水平B3+6煤层两巷道进行了松动圈测试。研究表明:巷道围岩变形的主要影响因素为巷道成形后形成的二次应力、顶底板岩性、采动扰动;围岩松动圈为1.6~3m,局部区域最大达到5m。基于数值模拟和松动圈测试结果,对乌东煤矿巷道支护参数进行了优化调整,形成了急倾斜特厚煤层高应力条件下锚网索支护为主、局部应力集中区U型钢金属支架补强支护为辅的巷道支护体系,通过优化采掘布局,降低巷道受上分层综放工作面回采扰动频次,提高巷道支护强度。     

高地应力软岩巷道的失稳机理与支护

软岩巷道发生底鼓时，顶板或两帮常同时遭受破坏，其原因既可能是巷道全周边支护抗力不足，也可能仅是底板或顶帮支护抗力不足，称后者为局部欠支护效应，它是支护工程中的常见现象。本文以弹性及粘弹性理论为基础研究巷道的局部欠支护效应，阐述了底鼓与顶、帮失稳相互诱发的机理，为支护结构设计提供了新的理论依据，将该理论用于平顶山矿区深部软岩巷道，总结支护成败经验，改进支护结构，取得了初步成效。     

单县能源大倾角三软煤层抗冲支护体系

为了验证单县能源现有的支护体系能否满足大倾角三软煤层抗冲击要求,通过分析支护构件材质合理性、验算巷道支护强度、分析煤巷抗冲击能力等方式,结合“冲击地压巷道支护能量校核设计法”“基于能量平衡理论的冲击地压巷道支护参数研究”“煤矿冲击地压巷道三级支护理论与技术”及冲击地压矿井巷道支护经验,评定煤巷支护体系抗冲击能力。得出结论：目前的支护体系具有较高的支护强度、抗变形及护表能力,顺槽巷道、准备巷道以及超前单体支护的安全系数分别为3.20、1.72、1.42,锚索网带抗冲支护系统具有足够延伸率和冲击韧性,一方面使围岩连续变形释放,另一方面避免局部破坏,能够满足矿井支护与防冲要求。     

三山岛金矿新立矿区西南翼破碎岩体稳定性控制数值模拟研究

三山岛金矿新立矿区属破碎带蚀变岩型特大型金矿床,区内构造主要为断裂构造。通过现场工程地质调查发现,现有支护条件下,巷道围岩会产生楔形体冒落、层状节理复合破坏和沿软弱夹层(断裂带)塌落破坏三种破坏模式;确定巷道变形破坏的主要影响因素为围岩成分及其结构构造、地下水、地压显现类型和巷道周边采掘震动。基于上述研究结果确定采用锚网喷支护方法对研究区域岩体进行支护,并给出支护方案A和B;选取-240m一中段进行建模,应用FLAC~(3D)数值模拟软件分析无支护、支护方案A和支护方案B三种条件下围岩应力、位移和塑性区分布特征,发现支护方案A和B均能够有效控制围岩变形破坏,但方案A较方案B成本低,即方案A为合理支护方案,可用于现场工程实践。     

三软煤层巷道布置优化与联合支护技术研究

为解决三软煤层回采巷道围岩大变形难支护和区段间留设大煤柱资源浪费的问题,对巷道布置和支护方式进行了优化,采用了厚煤层错层位外错式沿空掘巷相邻巷道联合支护的方法.首先采用极限平衡区法确定沿空巷道煤柱留设5m,建立了关键块B力学模型,计算分析了关键块B不会发生滑落失稳与回转失稳;其次介绍了相邻巷道联合支护技术;最后采用FL...     

回采巷道围岩松动圈影响因素分析

在对平顶山矿区回采巷道围岩松动圈数据统计基础上,应用粗糙集理论对围岩松动圈影响因素的重要性进行研究,得到了各影响因素的权重;通过实例验证了回采巷道围岩松动圈影响因素权重的准确性.分析表明:在影响回采巷道围岩松动圈的4个主要因素中,围岩节理发育程度对其影响最大,其次是巷道跨度和巷道埋深,最后是围岩强度.     

千秋煤矿冲击地压发生特点及成因分析

在对千秋煤矿冲击地压发生特点进行分析的基础上,研究煤矿地质因素和开采技术因素对冲击地压形成的影响。煤层具有冲击倾向性且采深达到冲击地压频发的临界深度、水平构造应力增加冲击危险性、覆岩存在厚硬岩层,是冲击地压形成的地质因素和内在因素。下巷位于工作面跳采形成孤岛高应力区的中间位置,且巷道较工作面支护强度薄弱,是下巷易发生冲击地压的开采技术因素和诱发因素。研究结果表明下巷采掘过程中形成的高应力集中是诱发冲击地压的最主要因素。     

沿空留巷巷道围岩变形破坏特征及影响因素研究

为了研究沿空留巷巷道围岩变形破坏特征及影响因素,采用理论研究、数值模拟和现场实测相结合的方法,研究了沿空动压巷道围岩结构分类、沿空动压巷道围岩变形破坏特征以及围岩变形破坏影响因素。研究得出:巷道围岩层位的物理力学性质与护巷煤柱侧开挖空间的差异,把沿空动压巷道分为8个类型;围岩破坏主要集中在岩性较弱的巷道顶板以及护巷煤柱侧;影响巷道稳定性的主要因素有巷道开挖顺序与布置、构造应力、巷道支护、两次动压。研究对沿空动压巷道在采动影响下的围岩控制技术和破坏失稳机理提供了技术支持。     

动压影响下纵跨巷道力学分析与围岩裂隙控制技术

采用力学分析、数值模拟、现场监测等手段研究了动压条件下煤矿工作面纵跨巷道围岩的稳定性。基于岩石材料的流变特性,采用弹塑性理论分析纵跨巷道的围岩受力特征,求出了巷道围岩的应力各分量的解析解;数值计算表明,巷道受工作面前方支承压力和侧向应力的叠加应力影响,随着工作面的推进,超前支承压力对其影响逐渐减弱,侧向应力将长期影响巷道围岩的稳定性。确定了煤层工作面端头侧向应力作用下的流变效应是影响跨采巷道稳定性的重要因素之一。采用注浆封堵技术,确保了巷道围岩不被软化,保持了巷道围岩的强度和承载能力,达到了控制巷道围岩稳定性的效果。     

深井回采巷道围岩破坏机理影响因素及FLAC3D模拟

对影响巷道围岩稳定性因素如围岩自身结构特点、围岩应力、支护形式等进行了初步分析,简要介绍了FLAC3D软件,并运用FLAC3D软件依照实际情况建立巷道围岩的数值模型,计算得出巷道围岩掘进及回采期间的垂直应力分布图,通过分析巷道掘进及回采期间不同的围岩应力分布图揭示了深井回采巷道围岩应力变化特征,以期为今后深井回采巷道支护生产实践有一定的指导作用.     

神经网络在锚杆支护方案优选及变形预测中的应用

根据综放回采巷道的特征,确定其锚杆支护形式优选需要考虑的因素为：围岩强度、煤层强度、巷道埋藏深度、围岩节理裂隙发育程度、采动影响、顶煤厚度、护巷煤柱宽度、巷道断面面积,这些因素和支护形式、支护参数一起对巷道围岩变形产生影响.根据巷道支护方案和围岩变形与其影响因素为非线性关系的特点,建立了综放回采巷道支护方案优选和围岩变形预测的神经网络模型,为支护设计和生产管理提供科学依据.     

富水软岩巷道变形机理分析及控制技术研究

地下水加速巷道围岩弱化,严重影响巷道围岩强度,是导致软岩巷道工程失稳主要诱因。文章通过对地质条件及巷道围岩环境等进行分析,得出造成软岩巷道变形主导因素是应力场与渗流场耦合作用导致巷道围岩有效应力变化和塑性区失稳,地下水通过渗透与力学挤压形成的导水裂隙带诱使围岩力学性质逐渐劣化。实践表明,加强回采巷道支护并有针对性的疏放水体,可以从根源减弱巷道围岩变形,达到控制效果。     

煤层夹矸对巷道围岩稳定性影响研究

为研究煤层夹矸条件下巷道围岩稳定性的影响因素,提出了一种基于决策树与正交试验设计的研究方法,使用决策树算法分析影响含夹矸巷道围岩变形的因素,得到相关因素的影响权重排序.以布尔台煤矿为工程背景,设计了三因素的正交试验方案,获得不同含夹矸条件下的巷道围岩变形规律,以极差分析与方差分析优选确定了夹矸坚固性系数、夹矸层位和夹矸...