考虑采空区矸石压缩效应的沿空掘巷时机确定方法

合理沿空掘巷时机可有效缓解采掘接续压力、减小巷道变形。采用理论分析方法,建立考虑矸石压缩效应的沿空掘巷覆岩结构力学模型,分析"煤壁(柱)-矸石"承载体系对覆岩稳定的协同控制效应。关键块触矸后下位岩层反向力矩无法协调其稳定时,关键块持续回转下沉产生对矸石的压缩,矸石承载力、下位岩层支撑力和岩块间水平推力随矸石压缩量增加近似呈负指数关系递增,共同协调关键块稳定,据此提出掘巷时机计算方法。在基本顶断裂线内掘巷会对覆岩结构稳定产生扰动,掘巷产生的关键块附加力矩将由矸石持续压缩恢复的应力协调承担,掘巷扰动时间、顶板下沉量与煤柱宽度负相关,适当增加煤柱宽度有利于缩短掘巷扰动时间,减小顶板下沉。研究成果对确定沿空掘巷时机和设计煤柱宽度具有借鉴意义。     

特厚煤层综放工作面沿空掘巷围岩控制技术研究

为了控制特厚煤层沿空掘巷围岩变形,保证巷道服务期间安全稳定,结合马道头煤矿8211工作面5211回风巷地质条件,分析了留小煤柱沿空掘巷围岩变形特点,并提出相应的沿空巷道顶板及煤柱控制方案。试验表明,采用"锚索-槽钢组合支护+帮部高强锚索支护"的联合支护技术后,沿空掘巷围岩变形得到有效控制,保证了巷道围岩稳定。     

小煤柱沿空掘巷围岩变形控制机理研究

针对沿空掘巷围岩的力学环境和支护特点,在分析巷道上覆岩层结构和巷道围岩结构稳定性的基础上,建立影响巷道围岩稳定性的各因素间相互关系的沿空掘巷围岩结构力学模型,通过对方程求解和规律分析,揭示了综放沿空掘巷围岩变形控制机理.研究结果表明,在小煤柱两侧分阶段注浆加固,形成由小煤柱、顶煤、顶板构成的超静定悬臂梁结构,可以促使顶板断裂线的位置从实体煤侧向邻近工作面的采空区侧移动,减小煤柱载荷,从而达到减小巷道变形、增强巷道围岩稳定性的目的;加固后的煤柱强度为原来的4倍时最佳.加固参数应用于实践,工业性试验效果显著,巷道围岩变形得到明显控制.     

上区段覆岩未稳定沿空掘巷围岩控制综合技术研究

为了实现上区段覆岩未稳定沿空掘巷围岩控制,基于沿空掘巷煤柱力学环境的影响因素分析,以顾北矿1342(1)孤岛面回风巷道为工程背景,提出了一种以预加固煤柱为基础的围岩综合控制技术。通过数值模拟及现场工程实践,研究了围岩综合控制技术的支护效果。结果表明:在上区段覆岩未稳定情况下,沿空掘巷采用以预加固煤柱为基础的围岩综合控制技术,不仅可以提高煤柱的承载能力,保持煤柱的稳定,而且巷道围岩变形量明显降低,支护效果明显改善。     

深部倾斜中厚煤层沿空掘巷煤柱留设尺寸研究

文章以某矿25301工作面回风巷为工程背景，针对工作面“深部倾斜中厚煤层”的赋存特点，对煤柱覆岩结构力学环境进行分析，建立倾斜煤层沿空掘巷煤柱支承压力模型并进行数值模拟验证，确定如下结论：覆岩关键块的回转变形和滑落失稳是影响巷道稳定性的主要原因，基于大结构力学环境下建立小结构稳定模型，基于倾斜煤层沿空掘巷煤柱支承压力模型分析确定沿空掘巷合理煤柱尺寸为5.23 m,结合数值模拟垂直应力峰值分布分析，综合确定5 m煤柱为沿空掘巷煤柱留设最佳尺寸。     

综放沿空巷道窄煤柱稳定性分析及围岩控制技术研究

为对18501工作面沿空巷道保护煤柱的稳定性和顺槽的支护合理性进行分析,通过Fl AC3D软件建立18501综采工作面沿空掘巷模型研究窄煤柱内应力特征及位移分布规律,得到该工作面沿空掘巷煤柱合理的宽度为10m,并提出了顶板锚索、巷帮锚杆的巷道补强支护措施及添加树脂锚固剂的巷道补强支护措施和实体煤侧巷帮扩刷等围岩控制措施后,沿空巷道两帮及顶板的变形量较之前分别减少了24%和61%,巷道表面位移量控制在允许范围内,能够保证10m窄煤柱护巷条件下巷道在回采期间正常安全的使用。     

沿空掘巷围岩控制的时效特征

针对掘巷滞后时间、沿空掘巷围岩经历掘巷和回采两次扰动的影响,采用理论分析、数值模拟和工程实践研究了沿空掘巷的开挖巷道和回采过程窄煤柱对围岩的控制作用.研究结果表明开挖巷道最佳时间和煤柱宽度的选择是沿空掘巷在掘进和回采期间控制围岩稳定的关键.沿空掘巷实体煤帮加固,延缓围岩小结构的失稳破坏;合理选择加固煤柱的支护结构对提高煤柱承载能力和维护其稳定至关重要.工程实践证明沿空巷道在掘巷和回采过程中围岩变形明显不同,两帮加强支护能有效地控制沿空掘巷的围岩稳定.     

窄煤柱沿空掘巷锚杆支护及矿压监测技术

为了解决某矿7806回风巷窄煤柱沿空掘巷支护问题,设计采用预应力全长锚固强力锚杆锚索组合支护系统,并采用综合矿压监测技术结合日常监测,分析巷道稳定情况,及时变更补强了支护设计。通过矿压监测发现两帮尤其是窄煤柱帮变形较大,随着远离工作面,巷道趋于稳定,约600 m后巷道变形大幅减小,稳定周期缩短,预应力全长锚固组合支护系统在窄煤柱沿空掘巷实际应用中能起到较好的效果,保证了巷道掘进安全。     

高应力三软煤层小煤柱沿空掘巷强化支护探索

针对高应力三软煤层小煤柱沿空掘巷底臌和两帮收敛变形的难题,平煤股份六矿根据沿空掘巷工作面的地质条件,按照"强顶固帮、控制底脚"的支护理念,通过强化顶板及小煤柱支护,加大底板支护控制,使巷道两帮收敛变形及底臌量得到了很好的控制。     

动压条件下综采厚煤层沿空掘巷支护优化

为解决动压条件下厚煤层沿空巷道难以维护的问题,以内蒙古某矿1902N回风巷为研究背景,在分析沿空巷道围岩破坏机理的基础上建立窄煤柱受力特征的力学模型,通过沿空掘巷上覆岩层结构分析和力学计算,得出影响巷道稳定性的主要因素是实体煤帮承载能力和窄煤柱的稳定性,同时两者之间又存在相互联系,并在此基础上对沿空掘巷的支护方式及支护参数进行了优化。     

深部倾斜煤层沿空掘巷上覆结构稳定与控制研究

采用理论分析方法,建立了深部倾斜煤层沿空掘巷上覆结构力学模型,分析了回采期间上覆关键块体稳定性与煤层埋深、倾角间的关系,发现沿空掘巷回采期间关键块体主要以发生转动失稳为主,控制关键块体转动失稳是维护巷道整体稳定的前提条件;并通过巷内支护阻力对关键块体转动失稳系数作用规律分析,得知关键块体转动失稳系数对窄煤柱与顶板承载能力的敏感性远大于实煤体帮,提高二者承载能力可有效抑制关键块体转动下沉。基于高强锚杆支护体系,提出以顶板高阻让压支护和倾斜穿层锚索加固窄煤柱为核心的深部倾斜煤层沿空掘巷非对称耦合控制技术,采用系统信息设计方法确定了试验巷道锚杆支护参数,成功地应用于工程实践。     

孤岛工作面沿空掘巷支护技术探索

为解决陈四楼煤矿孤岛工作面沿空掘巷巷道支护技术难题,结合沿空掘巷煤柱稳定性影响因素,通过选定几种支护形式在21502轨道顺槽进行支护试验,对比不同支护材料的支护效果,根据不同支护材料的自身特性,优化21502带式输送顺槽巷道支护设计。在巷道沿空侧巷帮肩窝和底脚采用短锚索代替锚杆使用,巷帮变形得到有效的控制,大大减少了锚杆被压断的数量,提高了巷帮煤壁的稳定性,降低了支护成本。     

复杂条件下沿空掘巷围岩控制技术研究

针对中马村矿2333工作面复杂条件下沿空掘巷工程中存在的巷道围岩控制技术难题,进行了大断面沿空掘巷锚索网支护方案设计,并采用UDEC二维数值模拟软件进行模拟验证,结果表明锚网索支护方案可有效减小巷道变形,但是巷道煤柱侧帮变形严重,因而增加实施深浅孔注浆及喷浆工艺对巷道煤柱侧帮进行加固。工程实践表明锚索网支护、巷帮注浆及喷浆方法的联合使用有效控制了巷道变形。     

厚煤层沿空掘巷围岩失稳机制及控制技术

深埋厚煤层沿空掘进巷道回采期间巷道大变形治理是制约煤矿安全开采的难题，国内外专家在支护实践中，总结多套巷道支护技术，但由于矿井地质条件的复杂多变性，现有的支护技术还不能完全控制围岩大变形。以羊场湾煤矿130205工作面深埋厚煤层小煤柱沿空掘巷回采期间围岩大变形为工程背景，依据全尺寸数值计算分析构建厚煤层沿空侧的覆岩运动特征与力学结构模型，利用摩尔-库仑准则分析沿空采动期间围岩失稳机理，得出通过降低作用于煤柱上方的垂直应力才能有效控制围岩变形。在此基础上提出泵送支柱辅助支护方案，通过该方案的实施，风巷超前段围岩大变形得到有效控制，两帮移近量由3.6 m减小至1.5 m，减小58.3%；顶底板移近量由1.5 m减小至0.7 m，减小66.1%，确保了工作面的正常回采。     

高应力三软煤层小煤柱沿空掘巷强化支护技术

针对高应力三软煤层条件下的小煤柱沿空掘巷底臌和两帮收敛变形的难题,平顶山天安煤业股份有限公司六矿根据沿空掘巷工作面的地质条件,按照"强顶固帮、控制底脚"的支护理念,通过强化顶板及小煤柱支护,加大底板支护控制,使巷道两帮收敛变形及底臌量得到了很好的控制。     

三软煤层孤岛工作面沿空巷道围岩控制技术研究

某矿21101工作面沿空掘巷机巷原采取4 m窄煤柱护巷,36U型钢支架支护,巷道掘出不久即严重变形。基于沿空掘巷上覆岩体大小结构模型分析了沿空巷道围岩控制原理,理论计算结合数值模拟分析确定了煤柱留设宽度为6 m,对新型棚-索协同支护效果进行了对比分析,结果表明留设合理尺寸的窄煤柱,采用棚-索协同支护,能较好控制三软煤层工作面沿空巷道的强烈变形。     

中厚煤层沿空掘巷窄煤柱稳定性控制技术

根据采场上覆岩层运动规律建立了沿空巷道上覆弧三角块平衡的力学模型,分析了中厚煤层沿空巷道回采期间窄煤柱的受力特征,得出了回采期间沿空巷道的实体煤帮承载力的下降是影响窄煤柱稳定性的主要因素,在此基础上提出了采用"三高"锚杆支护技术强化实煤体帮与煤柱煤体强度,并提高超前支护的初撑力和工作阻力补偿实体煤帮承载力的损失;将顶板锚索桁架应用于加强煤柱与顶底板之间的联系,以控制窄煤柱向巷道内的整体位移。     

东周窑煤矿8106工作面沿空掘巷围岩控制技术研究与应用

为保障5016巷沿空掘巷时围岩的稳定,通过FLAC3D数值模拟软件进行沿空掘巷窄煤柱合理宽度的分析,通过分析巷道掘进期间煤柱和围岩变形规律,确定合理煤柱宽度为6 m,根据巷道的地质条件,设计巷道采用锚网索支护方案,巷道顶板采用全锚索支护,煤柱帮采用锚杆支护,回采帮采用锚杆+锚索支护,在巷道掘进期间进行围岩变形量的监测分析。结果表明:支护方案实施后,巷道掘进期间顶底板和两帮移近量的最大值分别为98 mm和168 mm,围岩控制效果较好。     

软弱围岩孤岛工作面沿空掘巷支护技术探讨

孤岛工作面沿空掘巷矿压显现剧烈,支护难度大,尤其是软弱围岩自身强度较低的厚煤层巷道更为显著。分析了孤岛工作面沿空掘巷围岩稳定性特征,基于22121下顺槽掘进工作面的实际条件,选择不同支护方案进行优化分析。结果表明:孤岛工作面沿空掘巷覆岩形成弧形三角块结构,对巷道围岩稳定状态和应力条件起决定因素;通过几种方案比较表明,巷道主体采用U型钢支护,临空侧帮部加强锚杆支护,同时打释放钻孔。研究成果可为类似条件下的巷道支护提供借鉴和指导。     

沿空巷道煤柱留设和围岩控制技术

为解决工作面留设18m宽煤柱造成资源浪费和接续面巷道变形量大的难题,通过传递岩梁理论分析,采用FLAC3D数值模拟计算,最终确定采用沿空掘巷留设5m窄煤柱的最优方案。巷道支护参数中采用优化后的"锚网杆+索"方案,通过监测,巷道变形量较之前巷道有明显减小,为同类型沿空巷道煤柱留设提供了借鉴。