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。     

大跨度变形巷道复合注浆与锚固联合修复技术

为解决大跨度近距离巷道群影响变形破坏巷道的加固难题,以王坡煤矿二采区集中轨道巷为例,分析了巷道变形破坏的程度及机理,并据此提出复合注浆与锚固联合加固技术,并应用于实践。研究结果表明,大跨度巷道变形破坏是在近距离巷道群、临近工作面回采、地应力环境和原支护不合理的共同作用下发生的破坏,破坏范围主要集中在顶板和两帮4000mm范围内,破坏呈现松软破碎状态。针对巷道破坏情况提出首次水泥注浆,二次化学注浆和三次注浆锚索施工的顺序加固方案,达到充填围岩破碎裂隙,恢复围岩完整性和实现围岩主动承载的目的。实践表明,巷道围岩变形顶板下沉量小于9mm,两帮收敛15mm,围岩变形得到有效控制。     

大跨度变形巷道复合注浆与锚固联合修复技术

为解决大跨度近距离巷道群影响变形破坏巷道的加固难题,以王坡煤矿二采区集中轨道巷为例,分析了巷道变形破坏的程度及机理,并据此提出复合注浆与锚固联合加固技术,并应用于实践。研究结果表明,大跨度巷道变形破坏是在近距离巷道群、临近工作面回采、地应力环境和原支护不合理的共同作用下发生的破坏,破坏范围主要集中在顶板和两帮4000mm范围内,破坏呈现松软破碎状态。针对巷道破坏情况提出首次水泥注浆,二次化学注浆和三次注浆锚索施工的顺序加固方案,达到充填围岩破碎裂隙,恢复围岩完整性和实现围岩主动承载的目的。实践表明,巷道围岩变形顶板下沉量小于9mm,两帮收敛15mm,围岩变形得到有效控制。     

综放骑跨大巷支护参数优化研究

井东四矿4#煤骑跨9#煤回风大巷,在4#煤综放工作面回采动压影响下,回风大巷部分区域变形破坏严重。通过对巷道围岩破坏机理分析得出,破碎围岩、上部煤层回采动压影响、断层以及支护参数的不合理是导致围岩变形破坏的主要原因;提出注浆锚杆加固围岩、改变支护参数、加固关键部位的组合加固方案,并在现场进行加固试验。试验结果表明:加固方案有效地控制了围岩变形,确保了回风大巷的安全稳定。     

辅助运输巷过破碎带围岩控制技术优化

为解决木瓜矿南翼下组煤辅助运输巷穿破碎构造带区域的巷道变形严重、采用的锚杆+金属网+W钢带+锚索支护强度不足的问题,对破碎带巷道围岩控制技术进行了优化设计,采用锚杆索和注浆加固的联合支护新方案,有效地遏制了巷道变形破坏,对矿井的安全生产具有重要意义。     

近距离煤层群下煤层回采巷道强顶稳帮支护技术

为解决近距离煤层群开采动压影响回采巷道围岩控制的问题,针对某煤矿处在近距离煤层群上煤层采动影响下的40107工作面回风巷的地质条件和巷道变形破坏特征,分析了巷道失稳破坏的主要原因及其加固机理,提出了以顶板高支护强度、帮部高稳定性为核心的加固技术。结果表明:40107工作面回风巷顶底板累计移近量控制在202 mm左右,两帮累计移近量控制在46 mm左右,保证了巷道的正常使用。     

基于松动圈理论的破碎软岩巷道支护研究与应用

首旺煤矿综采工作面回采巷道顶板破碎,围岩软弱,变形量较大。基于围岩松动圈理论,对首旺煤矿回采巷道的破碎机理和围岩变形机制进行分析,并根据围岩松动圈支护理论,确定锚杆支护的具体参数,设计采用锚杆+注浆联合支护来控制巷道的破坏变形。基于数值模拟结果,对支护后工作面回采巷道的屈服破坏特征、巷道围岩垂直应力、巷道围岩位移特征进行了分析。现场工业试验表明,采用锚杆+注浆联合支护技术后,巷道顶底板移近量和两帮移近量明显降低,巷道完整稳定,可以很好的控制破碎软岩巷道变形,提高巷道的整体稳定性。     

围岩松动圈锚注联合支护技术研究与应用

为解决赵庄煤业西翼胶带巷极破碎软岩的变形控制技术问题,对西翼胶带巷两帮和底板进行了探地雷达松动圈测试,得出了巷道围岩松动圈范围和破碎情况,基于松动圈测试及分析,提出了由预留变形量让压、初次全锚索网喷支护、深浅孔注浆加固、底角锚注加固组成的锚注联合支护体系,并在西翼胶带巷进行了应用。数值模拟和现场围岩变形监测结果表明,全锚索及深浅孔注浆加固下,巷道围岩强度提高,整体性较好,围岩破坏范围大幅减小,巷道表面变形得到有效控制,能够较好地满足巷道的使用,成功地解决了胶带巷大松动圈极破碎软岩条件下的巷道稳定控制问题。     

顶煤破坏区采动影响下巷道变形机理与控制技术

为解决顶煤破坏区下破碎围岩巷道变形大、破坏严重的难题，以韩咀矿32103工作面辅运巷为研究对象，采用现场实测及理论分析相结合的方法对巷道围岩应力分布及变形机理进行研究。结果表明：32103辅运巷道顶板存在的顶煤破坏区呈非连续分布，32103辅运巷道围岩应力环境调整及顶煤遗留煤柱与区段煤柱有效承载宽度减小是导致巷道矿压显现明显的主要原因。基于上述探测及理论分析结果，提出以“深浅孔注浆+锚网索”联合支护为主的巷道围岩控制技术及以“架棚+底板卸压”为主的加固技术。现场应用结果表明：采用新支护方案后，32103辅运巷道围岩最大顶底板移近量为70mm，最大两帮收敛量为48mm，支护锚杆未出现破断现象，且锚杆受力与围岩变形均在合理区间，巷道支护效果良好。     

松软破碎巷道围岩注浆加固技术研究

古书院煤矿15号煤1523101巷道围岩松软破碎,巷道围岩变形量大,巷道必须进行维修才能使用。基于巷道地质与生产条件,分析了破碎围岩注浆加固的机理和作用,并进行多方案注浆加固方案模拟。研究了适合破碎围岩巷道注浆加固的合理加固支护方式及参数,在1523101巷进行了工业试验。在试验巷道进行了矿压监测,监测结果表明:巷道顶底板最大移近量为33 mm,两帮最大移近量为22 mm,最大底鼓量为30 mm,巷道变形量总体很小,能够满足巷道的安全使用。试验注浆加固效果显著,高强锚杆支护配合注浆加固联合支护系统是适合受采动影响巷道的安全、有效和经济的支护方式。     

北岭矿4号煤主要巷道支护设计研究

分析了北岭矿4号煤层主运大巷和辅运大巷支护存在的问题,在研究了4号煤层巷道围岩条件的基础上,通过分析其松动圈的范围,确定其围岩属于Ⅳ类围岩（不稳定围岩）。采用工程类比法,对北岭煤矿4号煤层主运大巷和辅运大巷的支护方式、锚网索支护参数等进行了设计,确定了采用锚杆支护方式,顶部结合W钢带（钢筋托梁）、网和锚索提高支护强度的支护方案,并明确了锚网索支护各项参数。方案设计完成后,在4号煤层辅运大巷选取了100 m巷道进行效果验证,重点观测了试验巷道表面位移、锚杆锚索锚固力及巷道顶板围岩深部基点位移。观测结果表明,设计的巷道支护参数能够对4号煤巷道围岩进行有效控制,方案符合设计标准要求。     

缓倾斜厚煤层回采巷道水力压裂卸压技术应用研究

针对缓倾斜厚煤层回采巷道受采动影响大变形问题,选取枣泉煤矿140204工作面13、14采区胶带大巷为研究对象,研究了缓倾斜厚煤层回采巷道顶板水力压裂卸压技术。现场调查研究了二煤层临近工作面运输巷变形破坏特征与原因,分析了二煤层140204运输巷工程地质条件,并设计了回采巷道顶板水力压裂卸压对13、14采区胶带大巷护巷方案,提出了“顶板水力压裂卸压”回采巷道围岩控制稳定方法并付诸于实践,工程实践证明卸压效果良好,巷道围岩保持正常使用。     

三软煤层沿空巷道破坏机制及锚注控制

针对龙口矿区梁家煤矿典型三软地层沿空巷道-4606材料巷围岩控制难题,通过现场监测和试验,分析原支护方案下围岩变形破坏机制。煤层结构复杂,围岩易膨胀、软化,围岩破坏范围大,拱架变形破坏严重,锚杆支护潜力无法有效发挥是巷道变形破坏的主要原因。以锚注支护为核心,实施了U型棚+注浆锚杆+注浆锚索和注浆锚杆+注浆锚索2种联合支护对比试验方案。结果表明：方案实施后,巷道围岩变形量均小于原支护方案37%以上,U型棚+注浆锚杆+注浆锚索联合支护方案中U型棚对围岩的控制作用不明显,注浆锚杆+注浆锚索联合支护完全可以取代传统的U型棚支护。     

贺西煤矿三采区运输巷扩刷变形分析与控制

基于扩刷施工后大断面巷道围岩控制难题,以贺西煤矿4#煤层三采区运输巷扩刷施工为研究背景,理论分析了扩刷后大断面巷道围岩控制难点,采用FLAC3D软件模拟了运输巷扩刷前后围岩铅直应力与塑性区的分布与演化特征。结果显示:扩刷后巷道围岩铅直应力集中区及塑性区分布范围明显增大,巷道浅部围岩存在3.5m厚连续均匀分布的"塑性环"。据此,提出锚杆索+注浆+U型钢棚等联合支护技术,锚杆支护后在巷道浅部围岩形成厚度为1.6m的预应力拱形承载结构。试验表明:巷道顶底板与两帮最大移近量分别为218mm和165mm,扩刷后巷道围岩变形得到了有效控制。     

综放工作面二次动压巷道围岩变形破坏与控制技术研究

针对综放工作面二次动压巷道变形破坏严重的情况,以不连沟煤矿F6207辅运巷为研究背景,通过现场监测和数值模拟分析得出不连沟煤矿综放工作面二次动压巷道变形破坏与应力演化特征。提出"强帮控顶、高支护材料强度、高围岩控制刚度"的围岩控制技术理念,提出新掘二次动压巷道的支护方案。新支护技术现场应用后,锚杆索受力状态良好,围岩顶帮位移量相对原支护明显降低。     

掘进巷道快速过采空区的围岩控制技术研究

根据山西四明山煤矿掘进巷道过已采工作面采空区的条件,将掘进巷道过采空区分为三个阶段,依据不同阶段的巷道围岩变形特点,提出锚杆-锚索-金属网-钢带-金属钢支架联合支护方法,并提出巷道围岩喷浆和工作面超前注浆加固的方法,使掘进巷道安全快速地通过采空区,对其他类似的整合矿井煤层巷道施工具有一定参考性。     

倾角变化对回采工作面区段煤柱应力分布的影响

依据平煤集团十三矿二 1 煤层的具体条件,分别对煤层埋深300,500,800 m和倾角0,25°,30°情况下运输巷下帮侧向压力分布规律和不同宽度区段煤柱受力情况进行了数值分析,并对该矿12020采煤工作面下巷实体煤侧的应力、围岩变形及锚杆受力的情况进行了现场监测。结果表明：随煤层倾角增大下区段运输巷与上区段回风巷两侧应力呈非对称分布,采场顶板应力分布也是高度不均匀、不对称的,侧向水平应力峰值随煤层倾角增大而增大,且工作面后方增加幅度大于工作面前方;峰值位置随煤层倾角增大而逐渐靠近煤壁。煤层倾角加大时,应力明显偏向下区段运输巷,使得下区段运输巷顶部出现明显应力集中,并且随着煤层倾角的增大,应力集中程度更加显著。     

松软煤层高帮巷道巷帮控制技术

针对松软煤层高帮动压巷道围岩变形特点,以阳泉上社煤矿地质条件为对象,分析了巷帮破坏机理和解决对策。松软高帮在不均衡应力和顶帮不同强度的作用下,发生剪切破坏,并在巷道四角处产生剪应力集中区;高预应力锚索支护松软高帮时,可减小塑性破坏范围和剪应力集中程度。结合注浆加固作用特点,提出松软高帮的高预应力注浆锚索支护技术。井下实践表明,松软高帮巷道巷帮高预应力注浆锚索全高支护可有效控制巷帮大变形,提高围岩稳定性,试验效果良好。     

内锚外架工艺在刘庄西区等候硐室的应用

针对国投新集集团刘庄西区井底车场的变形情况,在分析巷道破坏原因及控制技术的基础上,对井底车场等候室采用防炮震、内锚外架、反底拱、注浆施工工艺,有效地防止巷道变形及位移,保持了巷道围岩的稳定,解决了刘庄煤矿西区上下井安全问题。     

动力扰动诱发煤层大巷冲击地压机理及其防控技术

为了提高深部矿井煤层大巷冲击地压动力灾害防控效果,基于高家堡煤矿冲击地压灾害发生特点与工程地质条件,通过动静载组合控制煤岩动态破坏的普适性理论方法进行探究,揭示了高家堡煤矿煤层大巷冲击地压致灾机理,明确了动静载复合应力场动力灾害防控途径.在此基础上,考虑煤层大巷服务年限长、 围岩应力集中程度高等特点,结合动力扰动诱发大...