数值模拟断层对导水裂隙带发育特征影响研究

采用数值模拟方法建立了二维模型分别对有无断层和不同倾角断层对导水裂隙带高度发育的影响进行模拟分析,同时结合岩体力学和弹塑性力学知识,对导水裂隙带的发育规律和特征进行了理论分析,得出了在无断层的条件下,煤层开采后的导水裂隙带分布呈对称的两头高中间低的"马鞍型",有断层条件下对导水裂隙带高度的发育影响,不论倾角大小,均是使裂隙带高度增加,断层为小倾角逆断层时,导水裂隙带形态较无断层时有较大差别的主要结论。     

断层采动活化对导水裂隙带高度影响的模拟实验研究

通过物理模拟研究了断层采动活化对导水裂隙带高度的影响,实验结果表明:断层断至层位在正常导水裂隙带范围内,断层活化对导水裂隙带高度没有影响;断层断至层位在正常导水裂隙带范围之外,受断层切割的关键层因断层活化而失去控制作用,导水裂隙带将发育到上一层关键层的底部;断层断至层位高度相同时,导水裂隙带发育高度相同,但此时工作面推进方向与断层面倾向的位置关系对导水裂隙发育速度有一定影响。     

位于裂隙带下部回采巷道支护设计

介绍了近距离煤层上行开采时,位于裂隙带下部的回采巷道支护试验情况。试验表明,采用锚、网、带 锚索联合支护,可以满足生产需求。     

煤矿掘进工作面回风顺槽过裂隙带技术研究

以金家渠煤矿110301工作面回风顺槽为例,针对其巷道过裂隙带的支护技术展开了理论分析。提出在原支护方案的基础上采用管棚支护作为临时超前支护以通过裂隙带,同时对该支护效果进行了分析,结果表明,采用该支护方案后,巷道顶板离层量在巷道开挖14d后趋于稳定,最大值为14mm,有效地控制了围岩变化,实现了对施工安全的保障。     

裂隙带顶板巷道围岩破坏机理及稳定性控制

针对上行开采过程中顶板巷道支护困难的问题,采用UDEC离散元数值模拟软件对上行开采过程中采场采动裂隙、塑性区以及巷道围岩裂隙、塑性区发育进行了系统的研究和分析,研究结果表明:采动作用下顶板巷道围岩破坏以巷道顶、底板破坏最为明显,靠工作面侧的巷帮破坏次之。采场采动裂隙、塑性区发育与巷道围岩裂隙、塑性区发育在工作面的推进过程中不断相互吸引和促进,最终贯通。同时,当采动作用达到一定程度时,采动裂隙会以顶板巷道顶板为起点向上发育,而巷道肩角处塑性区向上产生畸形发展,其发育方向与采场覆岩断裂角一致,其发育高度远远大于未受采动影响的巷道塑性区发育高度。基于分析结果,提出了上行开采裂隙带顶板巷道支护策略,并以山脚树矿上行开采为工程背景对其顶板巷道原有的支护形式进行了改进,改进后的支护能够有效保证巷道围岩稳定。以上研究成果可为上行开采工程中顶板巷道的支护提供设计参考,丰富采动巷道围岩稳定性控制理论成果。     

大断面巷道过大落差逆断层破碎带支护技术

针对断层破碎带内岩层裂隙发育,大断面巷道过大落差断层破碎带时,传统过断层工艺难以保证巷道稳定性和行人安全及运输的问题,根据潘三矿西三C组煤中部采区矸石带式输送机运输上山过落差为20~60m的大型逆断层的工程地质条件,制定先对断层破碎带进行预注浆,再采用中空注浆锚杆(索)超前加固顶板围岩,实施架棚支护,最后对巷道围岩进行二次注浆加固的支护方案。工程实践表明:采用"预注浆+超前支护+架棚+二次注浆"全断面一次通过断层破碎带的支护技术,使采区矸石带式输送机运输上山安全通过断层破碎带,巷道变形量小,稳定性较好。     

特大断面断层破碎带中锚注支护技术的应用

王庄煤矿7105风巷掘进期间突遇一落差为6.0 m断层,由于受断层破碎带的影响,巷道围岩松散破碎范围大,裂隙发育。如采用工字钢配合巷道原有锚网索联合支护方式,不仅支护成本很高,而且在很大的构造应力的作用下,巷道很难保证长期稳定,容易导致边回采、边维修的被动局面,甚至对矿井安全生产造成严重威胁。因此必须寻求新的支护体系以期解决这一难题。锚注支护就是针对节理、裂隙发育、断层破碎带等松散、破碎情况,利用锚杆注浆技术,改变围岩结构,提高围岩力学参数和整体性,能够切实解决巷道掘进过程中顶板破碎问题,实践证明效果显著。     

上行开采裂隙带内巷道围岩分区域差异化支护技术

针对翟镇煤矿六采区二、四煤层上行开采的现行情况,为解决上层煤裂隙带内巷道围岩支护控制难题,基于现场实测与理论分析,对上行开采覆岩裂隙带发育形态进行了研究,建立了在不同围岩情况下的三种不同的支护技术体系,通过现场工程实践,有效避开了裂隙带及集中应力影响范围,取得了较好的现场应用效果。     

断层带软弱围岩变形特征及支护优化研究

断层附近软弱围岩变形特征的研究对于巷道支护优化和防止围岩大变形具有重要意义。本文以河南城郊煤矿为工程背景,对二水平西翼轨道大巷在掘进过程中断层带围岩表面位移、顶板离层、围岩松动圈分布进行了现场监测。结果表明:在巷道掘进卸压作用持续影响下,断层构造应力逐渐减弱,巷道变形速度随着掘进面的推进先增大后减小,断层带内巷道变形的主要作用力来自断层构造应力;深部围岩受断层构造的影响较大,裂隙较为发育,顶板处于不稳定状态,浅部围岩由于巷道开掘卸压离层量较小。断层附近松动圈受断层构造作用较大,围岩顶板出现大松动圈。本文结合地质条件和现场监测结果提出了U形钢与锚网索相互配合的支护优化方案。     

回采巷道过赋水断层锚注支护技术

为控制过赋水断层破碎带巷道围岩变形,防止围岩裂隙导通潜在水源,以裕兴煤矿15107工作面回采巷道为背景,通过建立过断层破碎带回采巷道锚注支护数值计算模型,分析了巷道围岩的变形破坏特征和浆液的扩散范围,设计了锚注联合支护方案并监测了其支护效果。结果表明:与未注浆相比,注浆后巷道顶板下沉量、左帮变形及右帮变形的平均值分别降低了56.1%、44.5%和33.5%;注浆后浆液沿围岩裂隙扩散,不仅提高了围岩的整体强度,而且封堵了断层破碎带及巷道围岩裂隙,有效控制了巷道涌水。