极近距离煤层开采巷道支护技术研究

针对极近距离煤层巷道顶板破碎,支护困难的情况,以某矿实际条件为背景,确定下煤层巷道合理布置方式,依据层间距大小对巷道顶板进行分类,并对不同类型顶板给出合理支护参数,采用新的支护方案,保证了支护质量,降低了支护成本,为工作面安全生产奠定了基础。     

大变形巷道组合锚索支护力学模型及应用

运用材料力学、弹性力学等理论,建立了单体锚索支护和组合锚索支护两种不同锚索支护方式作用下巷道顶板固支梁力学模型,研究了两种支护方式下巷道顶板的受力状态与挠度特征,结果表明:与单体锚索支护相比,组合锚索支护时巷道顶板的固支端及顶板中部的弯矩显著降低,顶板的挠度明显减小。在此基础上,在山西韩家洼矿22206工作面运输巷开展了现场组合锚索支护试验,现场矿压监测结果表明:组合锚索支护形式下的巷道顶板下沉量和顶板离层值较单体锚索支护分别降低了53.8%和56.3%,巷道顶板支护状况得到很大的改善,取得良好的支护效果。     

顶板稳定性分类技术在巷道支护设计中的应用

我国煤矿巷道顶板条件十分复杂,为了更加合理地对巷道顶板进行支护,需要对顶板进行稳定性分类。首先对顶板进行力学分析,得出顶板岩层的极限跨距,进而根据顶板稳定性分类指标得出不同区域顶板类别,确定具体的支护方式。以屯兰矿为例进行工程应用,得出通过顶板稳定性分类进行支护参数设计可有效地解决巷道当前普遍存在的支护形式单一、难以根据顶板实际条件选择合理支护形式的问题,经济安全效益显著。     

煤矿掘进巷道支护设计分析研究

巷道在掘进期间受构造应力、采动压力等影响,施工巷道顶板出现不同程度的变形、破碎、局部冒顶现象,不仅影响巷道掘进效率,加大巷道支护难度,而且很容易发生重大煤矿顶板事故,所以巷道在施工前必须合理选择支护参数及支护方式。通过对当前煤矿掘进巷道支护方式及支护参数选择进行分析,同时对当前煤矿支护存在问题进行阐述,提出了几项合理化对策措施,为煤矿巷道支护设计提供理论依据。     

破碎带厚度对软岩巷道初次支护效果影响分析

以孟家窑煤矿软岩巷道为背景,通过现场调查、数值模拟分析了巷道顶板破碎带厚度的不同对巷道初次支护效果的影响。结果表明:巷道顶板破碎带越厚,顶板越不稳定,巷道初次支护效果越差。针对巷道顶板破碎带厚度最大的情况提出了巷道支护优化方案,有效地控制了巷道顶板变形。     

厚煤层大断面巷道支护技术研究

为了研究厚顶煤大断面巷道掘进过程中的巷道围岩破坏情况及合理支护方式,采用数值模拟和井下试验方法分析了不同巷道宽度下巷道围岩的变形破坏情况及不同支护方式对巷道围岩稳定性的影响,研究结果表明:巷道宽度变化对厚煤层顶板稳定性影响较大,巷道宽度由4 m增加到6 m时,顶板沉降量增加了55 mm,最大变形出现在厚煤层顶板中部,采取高预应力锚杆索支护方式并适当提高顶板支护密度,可以对浅部围岩施加更大压应力,进而更好地控制顶板沉降,井下工程实践表明:合理的锚杆索预紧力及支护参数可保持巷道围岩结构稳定性,矿压监测数据显示,两帮变形最大均未超过40 mm,顶板最大离层值未超过100 mm,锚杆、锚索受力始终保持稳定,支护效果良好。     

不同顶板岩性的巷道支护参数设计研究

为了对不同顶板岩性的巷道支护参数进行设计研究,研究了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级顶板的巷道支护参数,分析了工程类比法、松动圈测试法、理论计算法、数值模拟法等支护参数设计方法的特点,结合某煤矿矿区的具体条件,选择数值模拟法对不同顶板岩性的巷道支护参数下进行设计研究,模拟分析了不同级顶板巷道围岩的塑性范围分布和围岩周边应力分布。最后设计研究了各级顶板的巷道支护断面。研究为类似工程条件的巷道设计提供了借鉴。     

龙口矿区软岩巷道破碎机理研究与应用

龙口矿区1101材料巷道顶底板破碎、局部冒顶。为探究巷道顶底板岩性,对巷道顶底板岩样进行了常规三轴及短时蠕变试验;为探求最佳支护方式,采用FLAC3D对不同支护形式下巷道位移矢量特征、应力特征及塑性区范围进行计算,选取最佳支护方案并运用于现场支护。结果表明:随围压增大,含油泥岩屈服强度及蠕变系数非线性增加;顶板与两帮收敛速度与位移量降低,巷道围岩稳定性增强,顶板两帮移近量减小,巷道顶板破碎得以改善。     

深部大断面复合顶板回采巷道围岩控制技术北大核心

针对复合顶板巷道易发生冒顶事故,巷道顶板支护困难等问题,分析了复合顶板变形失稳机理,提出采用长短锚索协同支护技术;利用数值模拟分析了原始巷道支护方式和高强预应力长短锚索协同支护方式对巷道围岩的控制效果。数值分析结果表明:采用改进的长短锚索协同支护方案能够有效控制巷道变形破坏,巷道塑性区体积减少了29.1%。现场的实际监测数据表明,采用长短锚索协同支护形式后巷道顶底板移进量、两帮移进量、顶板下沉量分别降低下降了63.6%、60.4%、60.2%,该支护方式对复合顶板巷道围岩具有较好的控制作用。     

残采复采煤层巷道布置及支护技术研究

针对残采复采煤层,为了确定再生顶板下巷道掘进合理位置及支护形式,通过采用理论分析、数值模拟及现场试验的方法。确定了内错距离为9 m的下分层内错巷道布置形式为最佳,分析了不同留顶厚度下巷道顶板下沉弯曲量,确定巷道合理留顶厚度为1.0 m以上;同时巷道支护形式宜采用锚喷与架棚联合支护。研究表明,采用该种巷道布置及支护方式能有效提高巷道成形率,提高巷道安全性能。