近距离煤层采空区下方巷道支护技术

为确保近距离煤层采空区下方巷道使用安全,采用理论分析方法对近距离煤层采空区下方巷道围岩变形进行分析,并具体确定巷道支护方案.层间距大于5 m时采用锚杆、金属网、梯子梁以及锚索相结合支护方式;层间距小于5 m时,将锚索长度缩短至4.0 m并增加靠近上覆采空区煤柱侧巷帮锚杆数量,在巷道中部布置单体支柱等.现场应用表明,提出的回采巷道支护方案可以满足煤炭开采安全生产需要.     

平朔矿区近距离煤层采空区下巷道支护技术研究

为解决平朔矿区近距离煤层采空区下巷道支护难度大的问题,采用煤层地质力学测试、围岩结构观测、锚杆支护作用理论分析、数值模拟分析的方法,根据煤层巷道至上部采空区距离的不同,分别提出了"锚杆+短锚索"、"全长预应力锚杆"等以锚杆支护为主的巷道支护方案。结果表明:该锚杆支护方案能够满足近距离煤层采空区下巷道支护的要求,巷道断面整体收缩率较小,顶底板移近量为巷道掘进高度的0.69%,两帮移近量为巷道宽度的0.60%,浅部离层量为0.4 mm,深部无离层,锚杆预紧力为20~30 kN,锚索预紧力为76~84 kN,锚杆、锚索受力稳定,保证了近距离煤层采空区下巷道的稳定性。     

近距离煤层巷道掘进管控措施

近距离煤层掘进,下位煤层开采前巷道顶板受上部采动影响而产生损伤,上覆采空区垮落矸石和遗留煤柱造成的应力传递不均匀,围岩性质比较复杂。为解决四台矿5733工作面近距离煤层巷道支护难度大的问题,采用"锚杆+短锚索"以锚杆支护为主的巷道支护方案。结果表明,巷道顶板下沉量和两帮位移量均在控制范围内,保证了近距离煤层采空区下巷道的稳定性。     

采空区下覆特厚易自燃煤层回采巷道支护设计及优化

为了满足采空区下覆特厚煤层综放工作面回采巷道的支护要求,以河南能源新疆公司永宁煤化2301首采工作面回采巷道为研究对象,通过FLAC3D数值模拟软件,对比分析了巷道掘进初期、超前掘进工作面10m和50m三个开采阶段下原支护方案和优化支护方案下的巷道围岩应力状态,最终确定回采巷道的最终支护方式为“锚网索+钢筋梯”联合支护,并对锚杆和锚索的长度、直径、间排距、锚固力、锚固长度等参数进行了优化。优化后的方案完全可以满足工程需要,巷道的安全系数相对较高,为类似条件下煤层巷道支护设计积累了经验。     

近距离煤层采空区下回采巷道围岩控制技术研究与应用

为对近距离煤层采空区下12509工作面皮带巷的围岩控制技术进行研究,在对2#煤进行围岩地质力学测试、可锚性试验分析及锚杆支护理论的基础上,根据巷道顶板与上位采空区间厚度的变化,采用三种支护方式结合对巷道围岩进行控制,并通过矿压监测对支护效果进行分析。结果表明:在巷道实施三种联合支护方案后,12509工作面皮带巷的表面位移能够满足巷道掘进与回采期间的变形要求,锚杆、锚索的受力状态比较稳定,顶板无离层现象,该支护方案能有效控制巷道围岩变形。     

近距离煤层采空区下回采巷道支护技术研究

我国近距离煤层群多采用下行式开采顺序,受近距离上煤层采动影响,下煤层及其顶底板岩层完整性遭到破坏。为了进一步探讨近距离煤层采空区下回采巷道围岩支护技术,本文以山西某矿区的近距离煤层群为工程背景,进行了下煤层回采巷道支护方案的设计。结果表明,通过采用高强高预紧力锚杆、短锚索为顶板和两帮支护措施,金属网为表面支护措施的加强支护系统可使围岩及支护系统形成一个有效的支护整体,支护效果较好,可满足回采巷道的设计和使用要求。研究结果可为相似煤层群的安全开采提供借鉴。     

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。     

近距离煤层采空区下巷道支护研究

以回坡底煤矿11-103回采工作面顺槽巷道掘进为例展开研究,探讨了近距离煤层采空区下巷道支护成套技术。经过现场验证,锚杆支护可以很好满足掘进和回采需求,在保证支护安全的基础上,减小了工人劳动强度与支护成本。     

软弱岩层中近距离采空区煤柱下开采的实践

近距离采空区煤柱下长壁回采将受到上煤层采空区遗留煤柱和本煤层工作面动压的共同影响。针对乌鲁木齐某矿9#煤层顶底板为软岩的特点,在分析围岩破坏机理后,提出了梁、索协同支护+顶底角注浆锚杆加固＋帮部锚杆组合支护＋底板锚梁支护及全断面铺网的联合支护方案,即实施巷道“顶底帮整体化”治理,通过在巷道中布置卸压孔,有利于高应力向巷道深部转移,改善围岩与支护结构的应力作用环境。实践证明,采取上述措施有效解决了回采巷道的顶板破坏、煤壁片帮、底板鼓起等问题。在开采过程中采取的降低采高、调斜工作面、工作面加速通过煤柱的方法也使得工作面的生产条件得到了极大的改善,保证了工作面安全开采。     

极近距离煤层变厚度顶板下部回采巷道综合控制技术

针对三交河矿极近距离煤层采空区下变厚度顶板下部煤巷布置及合理支护的技术难题,通过上部残留煤柱应力扩散分析与提高掘采回收效率考量,确定601首采面两巷采用反向大错距的布置方案。在开展现场巷道顶板窥视、锚固力测试与预紧扭矩转化试验的基础上,提出了适应不同地质条件的煤巷差异化支护方案:架棚-锚杆联合支护、锚杆-锚索支护及锚杆-钢带-锚索支护。在井下实施了两条回采巷道的全进尺支护示范,监测结果表明:掘巷期间锚杆锚索工作载荷快速稳定,预紧力设计合理,围岩最大变形量30mm;回采期间超前巷道顶板最大下沉93mm。相关回采巷道综合控制技术保障了近距离下部煤层的安全高效开采。     

灰岩顶板巷道小煤柱尺寸确定及支护技术研究

辛置煤矿东四左翼采区开采10号煤层,基本顶为K2灰岩,为提高资源回收率,工作面间留设小煤柱。在地质力学参数测试和分析的基础上,理论分析和数值模拟确定了工作面合理小煤柱尺寸,设计了高预紧力锚杆锚索巷道支护方案,进行了现场试验。试验结果表明,6 m小煤柱设计宽度合理,巷道围岩应力较低;掘进期间锚杆锚索预紧力高主动支护效果好,锚杆锚索受力稳定,回采期间巷道两帮变形量可控,能满足工作面安全、高效开采的需求。     

采空区下近距离特厚煤层回采巷道失稳机理及其控制

采空区下近距离煤层开采时,下层煤回采巷道将受到上煤层采空区遗留煤柱、本煤层相邻工作面动压的影响,针对孙家沟煤矿特厚煤层放顶煤工作面13311回风巷严重的冒顶、两帮内挤和底臌等变形破坏现象,采用现场实测、理论分析及数值模拟等研究方法,探讨了回采巷道失稳机理及主要影响因素。研究表明,13311回风巷变形失稳主要影响因素为迎邻近工作面回采动压掘进、巷道布置方式和巷道支护参数不合理。与上层煤回采巷道垂直布置、巷道支护强度低且迎采动掘进时,下层煤回采巷道容易失稳。为改善13313回风巷围岩稳定性,有效控制巷道变形,根据试验巷道围岩物理力学性质及受力特征,研究提出了有针对性的解决方案:首先改进巷道布置方式,将下煤层回采巷道布置在采空区下,且应距离上煤层采空区遗留煤柱不小于20 m;其次增大护巷煤柱宽度,把区段护巷煤柱宽度增加到20 m以上,减少迎采动掘进动压的影响;最后,采用高预应力全锚索加强支护,提高锚杆锚固段的整体性及其承载能力。据此,在13313回风巷进行了工业性试验并进行了巷道矿压观测,结果表明:经受相邻13311工作面回采动压影响后,区段煤柱整体完整,具有良好的承载性能;锚索受力达到了250～300 kN,约为其破断力的50%,锚索受力增长平稳,较好地控制了巷道离层和围岩变形;13313回风巷顶底板移近量为400 mm左右,两帮移近量为300 mm左右,巷道围岩变形量得到了有效控制,保证了巷道的整体稳定性,取得了良好的支护效果。但是,采用该种巷道布置方式,下层13号煤层13313工作面回采时,因工作面上方11号煤层区段煤柱集中应力的影响,对其顶板和煤壁管理提出了更高的要求,需引起高度重视。     

西部矿区上行开采松软破碎围岩回采巷道支护技术-增刊

秦华煤矿位于库尔勒市焉耆盆地西南缘,其主采煤层群间距近、层间岩层松软破碎,受上行开采影响,上部煤层回采巷道支护难度较大。建立FLAC3D数值模型,分析下伏煤层回采支承压力对上部煤层作用与影响区域,确定上行开采条件下回采巷道合理位置,优化巷道支护方案。研究表明,秦华煤矿上行开采条件下上覆煤层回采巷道应内错式布置,内错4-8m为宜。巷道顶部采用全锚索支护时,巷道围岩应力集中系数、塑性破坏范围均较小,促使巷道拱顶区域巷周应力峰值向围岩深处转移,改善巷道浅部围岩应力环境。巷道拱部采用全锚索支护,与单纯锚杆-锚索支护结构相比,具有锚固岩层范围广、支护强度大、支护效果好的优点,在松散破碎围岩下巷道的支护体系内,巷道顶板岩层应建立全锚索支护体系。     

薄煤层开采软弱煤岩体巷道变形特征与稳定控制

针对百色矿区薄煤层开采条件下半煤岩巷道大变形及难控制等问题开展了一系列研究工作。首先,在巷道工程资料与数据的基础上,开展了薄煤层回采巷道工程地质特征的分析,发现薄煤层巷道围岩地质构造普遍较为复杂,岩体完整性差;现场监测了回采巷道围岩的变形全过程,分析了掘巷影响阶段、掘巷影响稳定阶段和工作面回采期阶段等时期的围岩工程行为及变形特征。然后,根据所收集的岩样和自制的煤岩组合体试样,分别进行了点载荷强度和不同高度比的煤岩组合体力学强度试验,结果表明,此类岩石力学强度较低,煤体与岩体破坏呈不均匀性。最后,在现有的理论基础上,分析了半煤岩巷道的滑移机制,推导了煤岩体层间滑移与巷道围岩失稳的本构方程,根据锚索的挤压承载和锚杆抗剪作用机理等阐明了软弱半煤岩巷道控制原理和支护要点,提出了以"顶板预应力长锚索+帮高刚度桁架锚索"为主体的"锚、网、索、梁"整体支护技术。支护试验表明:所提出的支护技术对于半煤岩巷道的控制效果较好,围岩变形在可控范围之内。     

采动巷道围岩非均匀变形特征及稳定性控制技术研究

受到原岩应力与采动应力叠加影响的巷道会产生非均匀变形,甚至发现顶板事故,采动巷道围岩稳定性控制是实现矿井安全高效开采的关键。针对长岭一号煤矿152106工作面轨道巷受到采动影响变形严重的问题,采用现场监测、数值模拟等研究方法,分析了采动巷道围岩变形特征及塑性区演化规律。结果表明：在采动影响下,巷道围岩变形呈非均匀特征,工作面前方巷道围岩变形量小于工作面后方,巷道煤柱侧变形量大于煤壁侧,顶板出现离层并且靠近煤柱侧底鼓量更大,局部可达400mm|工作面前方最大主应力、主应力比值、塑性区范围均小于工作面后方,塑性区呈椭圆形分布,巷道围岩位移量与塑性区范围具有一致性。据此提出了补强支护方案,即顶板补打锚索、煤柱对穿锚索及打设单体液压支柱,现场试验结果表明轨道巷煤柱帮变形减少了65%,巷道底鼓量260mm,工程应用效果较好。     

燕子山矿大断面压力区切眼巷道支护设计研究

随着煤矿开采深度的加大,侏罗纪煤层向石炭纪煤层倾斜,运输巷道和回风巷道也在逐渐的变长,保证回采设备的的安全稳装,切眼工作面的开口、贯通、二次开口扩帮的巷道支护设计显得尤为重要。对燕子山矿C3煤层8212工作面开切眼巷道支护设计进行研究,考虑在遇到断层、上覆采空区及过25 m的煤柱压力区时,出现钢带断裂的情况,对专用锚杆轴力动态监测,通过ABAQUS数值模拟软件对切眼工作面在第1次掘进贯通时无支护条件下和有支护条件下的围岩应力、应变分析,之后在进行切眼工作面在第2次扩帮时以相同的方法进行分析比较。通过现场实测结果分析,与支护条件下数值模拟变形量的结果基本相似,及时调整锚索网的支护设计方案,保证了开切眼的稳定,可为相同地质条件下的切眼巷道提供参考。     

特厚煤层掘巷支护防冲研究

 由于大多数的冲击矿压显现发生在巷道,针对某矿2502采区250203上工作面掘进期间大能量事件频繁发生,提出以围岩的强弱强结构控制机理为基础,从能量的角度分析了防治巷道型冲击的方法。本文通过FlAC3D有限元软件对250203上材料顺槽建模,研究了锚杆、锚索各参数不同时对巷道围岩变形控制的影响,确定了较好的支护参数。提供给一种加强支护保护区小结构强度的锚杆支护方案,为该矿厚煤层掘巷期间防止巷道型冲击提供了一些思路。     

大采高大断面回采巷道区段煤柱宽度的优化研究

针对王庄煤矿大采高工作面两巷掘进支护和回采期煤体破碎严重、围岩变形量大、巷道维护困难的情况,综合采用数值模拟和工程实践分析的方法,结合6110工作面地质条件,系统地分析了不同宽度区段煤柱下巷道围岩的应力演化及变形规律,得出了区段煤柱合理宽度为6 m。在此基础上提出了"高强度预应力锚杆配合金属菱形网和双筋梯子梁基本支护、小孔径预应力锚索补强支护、单体液压支柱配合金属铰接顶梁加强支护"的巷道围岩控制技术。实践表明,试验巷道断面完全可以满足回采期间的通风行人要求,巷道维护状况良好,经济社会效益显著。     

单一特厚煤层围岩监测技术

以彬长矿区单一特厚4#煤层为背景,采用现场工业实践的方法,通过对回采工作面进行深基点位移监测,确定采动影响下,巷道两帮和顶板的动态位移量,以此为基础来判断巷道围岩的离层情况,及时发现存在的安全隐患,为控制围岩的稳定性和保障煤矿的安全生产提供依据。同时对巷道锚杆锚索进行测力研究,分析锚杆锚索的受力状态,确定锚杆锚索支护安全与否,及时发现锚杆锚索支护存在的问题,进而改善支护效果。     

郑州矿区“三软”煤层沿空掘巷锚网支护技术研究*#br#

沿空掘巷技术能够显著提高回采率，但是在工作面与相邻采空区之间的应力集中区域，巷道支护难度较高，导致该技术的应用受到一定限制。针对郑州矿区“三软”煤层沿空掘巷变形大、返修率高等问题，根据极限平衡理论，通过分析巷道围岩受力状态，提出了相应的锚网支护技术，得到留小煤柱的合理宽度为2 m。同时运用FLAC2D软件对31071工作面、31091工作面开采后的煤柱内侧向支承压力的分布规律进行了分析，探究了影响巷道围岩变形的关键因素，并设计了锚杆安装预应力为50 kN的锚网索联合支护方案，主要参数为顶锚杆规格20 mm×2 400 mm，间排距750 mm×800 mm；帮锚杆规格20 mm×2 000 mm，间排距700 mm×800 mm，并于31091工作面回风巷对该方案进行了工业性试验，试验结果反映出该方案应用效果良好。