铁轨影响下煤层底板瞬变电磁探测技术应用

为了减少铁轨对瞬变电磁探测煤层底板的影响,采用物理实验模拟和井下试验相结合的方法,研究了铁轨影响下煤层底板的瞬变电磁响应特征,并总结出瞬变电磁响应规律。结果表明:受铁轨影响的瞬变电磁感应电位明显增大,感应电位衰减时间延长,含水异常区的视电阻率值明显低于未受铁轨影响时的视电阻率值。经校正得到的视电阻率断面图能准确反映煤层底板含水异常区的位置范围和赋水情况,提高了铁轨影响下瞬变电磁探测煤层底板含水异常区的准确性。     

金属体支护下煤层工作面瞬变电磁探测技术研究

依据物理模拟相似性准则,采用物理实验模拟和井下试验相结合的方法,研究了工作面侧帮工字钢和锚网两种金属支护体的瞬变电磁响应特征和规律。研究结果表明:工字钢支护产生的瞬变电磁电位响应最强,金属锚网支护产生的瞬变电磁电位响应次之,无金属体支护下的瞬变电磁电位响应幅值最小。根据不同金属支护体的瞬变电磁响应特征,从矿井瞬变电磁法视电阻率计算公式推导出煤层工作面金属支护体的影响校正数学模型,并提出了相应的数据处理技术。该技术有效地避开了金属支护体的干扰,减少了假低阻异常赋水体的出现。     

柔性蓄能支护防冲技术应用研究

跃进矿冲击矿压属于典型的底板冲击矿压,针对底板冲击严重巷道单独采用锚网索支护防冲效果不好的现象,提出"O"型棚+锚网索联合支护方式。运用数值模拟方法对锚网索支护和锚网索+"O"型棚支护两种不同支护方式的底板变形、应力分布等进行模拟和矿井巷道变形实时监测数据分析,监测结果表明,锚网索+"O"型棚联合支护结构具有抑制冲击矿压的作用,适合在具有冲击矿压危险的巷道推广使用。     

不同水平应力作用下巷道围岩破坏特征的物理模拟试验

利用自行研制的YDM-E型采矿工程物理模型试验系统，通过相似材料模拟试验研究不同水平应力作用下锚杆支护巷道以及无支护条件下巷道围岩变形破坏特征.实验结果表明：随着水平应力的提高，巷道无支护情况下顶板呈现楔形冒落；锚杆支护巷道顶板呈现层状整体垮落，当水平应力加大到一定程度，锚固体全部垮落之后，锚固区外亦呈现楔形冒落；巷道底板出现剪切滑移破坏，破坏的外轮廓线呈反拱形；巷道两帮的破坏程度小于顶、底板的破坏程度.因此，高水平应力作用巷道围岩控制的重点在于控制巷道顶、底板.     

不同水平应力对巷道稳定性的模拟研究

水平构造应力是影响巷道围岩稳定的重要因素之一,通过相似材料模拟试验和数值模拟方法研究不同水平应力作用下锚杆支护巷道以及无支护条件下巷道围岩变形破坏特征.物理模拟较好的反映了巷道顶板的冒落和底板的鼓起状况,数值模拟反映巷道周围塑性范围和应力分布.模拟结果表明,随着水平应力增加,水平应力向巷道顶底板深部传递的趋势明显,导致巷道底鼓及褶皱形破坏,顶板剪切变形及楔形冒落.顶底板变形破坏大于巷道两帮的变形破坏.因此,高水平应力作用下,巷道顶底板是巷道控制的重点.锚网索喷一次支护配合长环形U钢支架二次支护是解决高水平应力作用下巷道支护的有效手段之一.     

近距离煤层开采下巷道支护技术研究

为解决西山亚辰煤业公司极近距离煤层下煤层29102工作面巷道支护难题,参考相邻29101工作面两巷采用工字钢棚支护后出现的巷道变形严重,工字钢棚顶梁压弯、棚腿内移等问题,系统分析了29101轨道巷围岩移动变形、支护结构承载情况,并对巷道失稳原因进行了研究。采用数值模拟方法,确定了29102轨道巷围岩控制技术方案,并开展了现场工业性试验。结果表明:29102轨道巷采用高强度稳定型新型锚网(索)棚联合支护技术,巷道掘进经过测站约110 m后,巷道顶底板移近量为17 mm,两帮移近量为19 mm,巷道支护效果良好,为类似条件下巷道围岩控制提供了技术参考。     

霍尔辛赫松软厚煤层留顶煤掘进支护技术研究

为解决霍尔辛赫煤业顶煤松软，支护困难的问题，拟采用高预应力支护方法解决。首先进行了围岩测试，获取基本地质力学参数，随后基于高预应力支护理论进行了支护设计，最后进行了井下试验及监测。结果表明，巷道沿底板掘进支护后，支护体及围岩均保持稳定，顶板总离层为5 mm，两帮移近量不超过60 mm，效果良好，有效解决了松软厚煤层巷道沿底板掘进的难题。     

深部高地应力软岩巷道围岩分区破裂模拟及支护设计

基于深部巷道分层破坏现象机理的分析,开展了深部巷道物理模拟破坏试验。结果表明:巷道的破坏自巷道底板开始,向侧墙和拱顶部位依次发展,在拱脚部位不但产生裂缝,而且会产生向巷道内的明显位移;左侧墙最远裂缝距巷帮距离为80 mm,割裂体宽度范围为3~20 mm;右侧墙最远裂缝距巷帮62 mm,割裂体宽度为3~17 mm;底板最远裂缝距巷帮距离为120 mm,割裂体宽度为10~33 mm;拱顶最远处裂缝距巷帮距离为60 mm,割裂体宽度为5~35 mm。针对巷道围岩变形特征,采用高预应力锚杆锚索注浆分次支护,巷道围岩变形得到了有效控制。     

近距离跨采巷道围岩控制技术研究

某矿Ⅱ4采区主采8煤和10煤,该采区准备巷道布置在10煤底板岩层中,底板巷道在同一区段需经受至少2次工作面跨采影响,巷道变形极为强烈。分析了现有支护方式及巷道变形破坏的原因,数值模拟结果表明:采用小孔径预应力锚索进行结构补偿,在围岩浅部形成稳定的共同承载体,能够有效的控制巷道变形。现场工业性试验结果表明:实行棚索耦合+底板锚网索支护后,巷道围岩变形得到有效控制,支护效果良好。     

松散破碎围岩巷道支护技术模拟研究

常村煤矿N3-6皮带巷过断层时,巷道应力集中,且存在强拉应力作用于顶底板,造成巷道顶板冒落与底板底臌。为此,提出巷道锚网+棚支护过断层的支护方案。经数值模拟及巷道围岩位移监测,表明该支护方法可有效控制巷道收敛变形,减少巷道表面位移,对松散破碎围岩具有较好的支护效果。     

巨高巷道巷帮稳定机理及支护技术

以山西某矿5203轨道巷的巨高巷道为研究对象,采用对比分析方法,描述了巨高巷道巷帮水平位移和下沉特征及塑性区的分布特征。通过分析巷帮片帮力学模型、巷帮锚固墙的对深部围岩约束原理、巨高巷道金属支架腿部易产生压杆失稳等,最终采用高强锚杆、带、网、索支护方式加固巷帮并确定了合理支护参数。实践结果表明,巨高巷道巷帮稳定原理适用于巨高巷道巷帮支护。     

ZZ18000/25.5/50型四柱支撑掩护式支架的研制与应用

介绍了ZZ18000/25.5/50型四柱支撑掩护式支架的主要技术参数、结构特点以及该支架作为快速搬家专用巷道支护支架在回撤巷道中的应用。该支架可实现对回撤巷道的提前支护,缩短了搬家倒面的时间,提高了综采设备的利用率。     

深部高应力强底鼓巷道锚网支护技术

针对林西矿井深部高应力强底鼓巷道压力较大、巷道失修严重等问题,在原有单独架棚和单独锚网支护的基础上,试行了架棚和锚网联合支护工艺,效果显著。     

快速掘进配套临时支护液压支架设计

针对目前国内煤矿综掘巷道临时支护存在的工人劳动强度大、安全性能差、效率低等问题,设计了一种巷道掘进的配套临时支护液压支架,可以实现巷道安全高效的掘进。     

纵轴式掘进机巷道断面自动截割成形控制方法

为减少无用掘进量和充填量，提高掘进效率，提出了巷道断面自动截割成形控制方法.首先根据煤矿实际工况制定了巷道断面自动截割工艺流程；然后对断面自动截割成形控制进行运动学分析，进行截割头空间位置及其机构实现的几何分析，得出截割头空间位置坐标与油缸伸缩量及截割臂摆动角之间的几何关系式.研究结果表明，直接测量控制截割头摆角更简单有效.该方法在EBZ160和EBZ200机型上得到实施，试验效果较好，为进一步研究掘进机位姿检测及定向纠偏奠定了基础.     

直流电法在近水体巷道施工中的应用

海孜煤矿-700 m水平西大巷为近灰岩水掘进大断面巷道,矿井地质条件复杂,为查明巷道前方及施工过程中地质及水文地质条件,决定采用直流电法进行探查。该物探手段的应用,有效地指导了巷道的施工,确保了该巷道的正常贯通。     

距离交会法标定巷道中线的水平角误差分析

介绍了距离交会法标定巷道开掘方向的工作原理,重点对该标定法中产生的水平误差进行了分析。使用该方法计算,巷道掘进6m范围内,当指向角α=30°,水平角误差σ偏离5°时,掘进的巷道中线偏离值M=0.056m,仍控制在规定误差范围内,满足巷道工程的施工精度要求。     

煤层开采覆岩破坏发育规律动态测试分析

针对工作面覆岩破坏高度观测的需要,改进单孔测试方法,利用顶板岩层钻孔和巷道形成探测区域,采用孔巷电阻率法进行电性参数采集与处理,在工作面回采推进过程中进行动态测试,根据顶板岩层视电阻率值的变化分析其内部结构变化特征,获得覆岩变形与破坏的发育规律,以及“垮落带、导水断裂带”发育高度值。在淮北某煤矿工作面顶板孔巷电性参数测试结果表明,该工作面开采条件下其垮落带高度为8.1~8.5 m,导水断裂带高度为29.0~32.5 m。根据岩层不同时间电阻率值分布的有效对比,可清晰分辨煤层顶板岩层变形与破坏的过程和规律,且多断面测试结果表明其实测结果的可靠性。     

断裂构造与巷道稳固性关系的探讨

就断裂构造对巷道稳固性的影响进行研究探讨，通过对断裂构造在现场进行详细素描填图，将巷道的各种破坏形式进行分类并归纳总结，对巷道的存留时间以及周边矿岩所处的断裂构造进行力学分析，寻求出断裂构造对巷道稳固性的关系，科学地预测、预报断裂构造对巷道破坏性，从而采取合理的掘凿方法和必要的支护形式，确保安全生产，充分回收利用矿产资源。     

深部岩巷在动力扰动下的破坏机理分析

结合某巷道工程实例，利用新开发的动态版岩石破裂过程分析系统RFPA2D分析了动力扰动对深部岩巷破坏过程的影响，从细观角度分析了不同深度或受不同静压力的岩石巷道在动力扰动下的破坏规律.结果表明，对于不同埋深的巷道，所受应力状态不同，则所处稳定状态也不同.当巷道埋深较小时，处于较稳定状态；当巷道埋深较大时，越来越接近临界稳定状态，较小的扰动便可以导致裂纹的大规模瞬时动力扩展，诱发巷道的失稳破坏，并伴随着应变能的高速释放.深部巷道所受静压较大，在动力扰动下比浅部巷道更易发生失稳破坏.