朱集西矿副井南等候硐室底鼓发生机理及其控制

为了控制深井软岩巷道中底臌发生,针对朱集西矿副井南等候硐室发生的严重底臌现象,分析其发生机理,得出软岩的物理、水理力学性质、地质环境及巷道底板支护强度等是巷道发生底臌的主要原因。提出采用先浅注浆后深锚注的修补施工方案,后期监测巷道底板60 d左右底帮收敛速率明显变缓,90 d左右底板压力趋于稳定,结果表明该工艺能够有效控制深井软岩巷道的底鼓发生。     

凉水井矿回采巷道底臌原因及治理技术研究

针对凉水井煤矿42111辅运巷道发生底臌的现象,通过观测和理论分析,对底臌破坏原理及治理技术进行了系统研究。结果表明:巷道底臌的主要原因是受上一工作面采动影响和底板软岩强度较差产生的挤压流动性底臌。提出了增加支护强度、对底板开卸压槽和端头强制放顶等治理措施,解决了巷道底臌片帮严重的问题,有效地控制了底臌,为该类巷道底臌治理提供了成功的施工经验。     

底板深孔爆破卸压机理及底臌控制技术研究

高河矿E2305工作面胶带巷由于底板岩层强度低,在高应力作用下导致巷道底臌严重。利用FLAC3D分析了底臌发生的主要机理,经过理论计算和数值模拟计算,提出了底板深钻孔松动爆破方案。通过相似模拟,研究工作面回采过程中矿压显现、回采巷道附近围岩的应力分布、位移、巷道的破坏方式及程度的规律。对回采巷道底板岩层进行深孔爆破卸压处理后与原支护不爆破卸压的巷道底臌现象和规律做出对比,结果显示底板深孔爆破卸压能够解决底臌问题。工程实践表明:巷道最大底鼓量为55mm,最大底鼓速率为26mm/d,变形速率及底鼓量在巷道正常使用允许范围之内,底板卸压爆破后巷道变形尤其是底臌得到了有效控制,可以为相似条件下巷道底臌治理提供借鉴。     

大埋深高水压裂隙岩体巷道底臌突水试验研究

随着煤炭开采向深部发展,高地压和高水压矿井破碎岩体巷道发生底臌突水灾害越来越多。为进一步研究该类巷道底臌突水机理与特点,笔者运用相似模拟试验和现场巷道底板增压注水试验不同手段综合研究深部巷道底臌突水的临界突变规律。运用相似试验模拟了承压水作用下,巷道底板发生破坏的特征;通过现场注水试验分析巷道底臌量和底板物性变化规律,发现了深部巷道底臌突水的突变性规律。     

巷道急速底鼓现象的特征和发生原因分析

深井巷道开挖后,在矿山压力、水压及瓦斯压力等作用下,底板短时间内急速鼓起的现象,被称为急速底鼓现象。它是威胁矿井安全生产的一种新的底鼓形式,鼓出量大和底鼓速率快是急速底鼓的两大主要特征,也是其较难治理的原因。底板软岩的高围岩压力、水和瓦斯压力的综合作用是造成巷道发生急速底鼓的主要原因。对几个典型矿井发生急速底鼓的现象和原因进行了分析,为其治理提供了指导。     

软岩巷道底臌机理的探讨

深井的软岩，特别是膨胀岩巷道的支护问题，是各类巷道中最难解决的问题之一，对巷道底臌目前还没有一种特别见效的防治方法。论文通过对软岩巷道底臌发生原因的分析，得出了软岩巷道特别是膨胀岩巷道发生底臌的主要原因是由于底板浸水及井巷地压所致，并详细阐述了软岩巷道底臌的发生过程，然后根据软岩巷道底臌发生的原因和过程，提出了对底板进行加固和隔水的防范措施。     

软岩回采巷道底臌破坏机制与支护技术

软岩巷道底臌治理一直是软岩支护中重点攻关的难题之一,作为受采动压力影响的软岩回采巷道来说,巷道的底臌问题尤为突出。针对山东能源临矿集团上海庙矿区软岩大变形技术难题,首先从巷道底臌变形的力学机制入手,根据巷道围岩本构关系及应力作用模式,在结合朗肯压力理论的基础上建立了剪切错动型巷道底臌力学模型,导出了巷道底臌力源P_0的计算方程。计算分析知,当底臌压力P_0大于底板岩体的强度极限时,巷道底板岩体将发生剪切和扩容变形挤入巷道空间,随时间效应的加大最终导致巷道底臌;其次,结合建立的底臌力学模型,提出了一种与剪切错动型巷道底臌力学机理相适应的新型反底拱底臌控制技术,对反底拱伸出段、底板预应力锚杆和反底拱主体段3部分在底臌控制过程中的作用进行理论分析,揭示了其"控底-助帮"的底臌控制机理,并综合数值计算和正交实验的方法对新型反底拱结构的3个主要参数进行试验优化,模拟显示影响巷道底臌量指标的主要因素为底板超挖深度和反底拱伸出段长度,影响巷道两帮移近量指标的主要因素为反底拱伸出段长度;最后,通过对榆树井矿13803工作面回风巷原始支护条件下底板压力的验算,确定了底板围岩压力与矿井水的耦合作用是造成该巷道底臌的主要原因,并根据优化后的底板治理方案在榆树井煤矿13803工作面回风巷返修段进行工业性试验。工程实践表明,该项新技术控制软岩回采巷道底臌及两帮变形效果较好,有效保证了工作面回采期间巷道的稳定性。     

使用底锚杆防止底臌的措施

一、前言作者曾于1967年先后两次在《日本矿业会志》发表了题为“煤矿存在的底臌现象及其措施”的报告。阐述了通过模拟试验研究探讨过影响巷道底板底臌量的各种因素(从巷道垂直地表算起所达到的深度、上部煤层和巷道间的距离、底板下面松软层的厚度)。这篇是第三次报告。是谈为防止底臌而施工底锚杆所得的效果的报告。在一、二次报告中曾提到,巷道发生底臌以后,研究如何提高拉底施工时的效率或讨论它的机械化,还不如考虑采取不使它发生底臌的措施。在日本煤矿,除了为防止底臌而采取将底板爆破这一经验(据报导高岛煤矿收到好的效果,但常盘煤矿试验没有成功)外,还没有其他任何好的办法。在     

大断面回采巷道层状底板底臌机理及其防治对策

为研究大断面回采巷道底臌机理并寻求控制底臌的有效对策,通过对大断面回采巷道层状底板底臌机理进行理论推导,提出该类底板底臌的预测方法。结果表明:随着回采巷道底板断面的增大,岩梁的临界应力逐渐减小,更易失稳破坏;在水平力的作用下,几乎所有大断面回采巷道均受到底臌的威胁;随着巷道宽度的增加,底臌量大致呈线性增加。同时对巷道一般支护、加固巷道帮角和顶板及在加固巷道帮角和顶板的基础上安装底板锚杆的3种支护方案分别进行数值模拟,发现加固巷道帮角和顶板的同时安装底板锚杆可更好的防治底臌。     

综放工作面煤柱巷道软岩底板非对称底臌机理与控制

针对综放工作面煤柱巷道非对称底臌剧烈、支护维护困难、起底工程量大等难题,以大南湖一矿综放工作面煤柱巷道为工程背景,采用理论分析、数值模拟、现场试验等综合研究方法,分析了煤柱巷道围岩周边应力环境特征及其作用下的变形破坏形态。结果表明:煤柱巷道底板强度低下以及在采动影响下围岩应力环境出现非均匀现象,进而导致巷道底板塑性区出现非均匀分布,是造成非对称底臌的内在原因;底臌变形规律监测结果显示,非对称底臌程度与放煤厚度有内在联系,放煤厚度在5.9 m范围内,放煤厚度越大,基本顶岩层破断偏转角度亦越大,巷道围岩周边主应力比值、主应力旋转角度等参数越大,底板塑性破坏引起的非对称底臌变形越剧烈;底板最大塑性破坏深度位置随着主应力方向旋转角度的增加,逐渐向巷道中部位置移动,导致底臌变形最大位置分布不同,同时,煤柱巷道的这种底臌变形可控性较差,现有技术条件下企图采用高强支护是不可行的,控制上应以适应底臌变形为主;然而,当放煤厚度超过5. 9 m,基本顶岩层有沿煤柱边缘失稳切落的可能,巷道围岩应力环境趋于原岩应力状态,巷道围岩塑性区分布范围大幅降低,底臌变形较小。据此,以巷道非对称底臌规律为依据,提出了以调整采掘关系、优化巷道底臌硬化方案为主的底臌控制对策,现场应用效果良好,底臌变形量有效减少的同时,巷道底臌处理工作量亦大幅降低。     

六家矿煤巷底臌控制措施的FLAC~(2D)模拟分析

煤巷受掘进或回采影响,顶底板和两帮岩体产生变形并向巷道内移动,巷道底板向上隆起的现象称为底臌。目前普遍认为,随着支护技术的发展,已能将顶板下沉和两帮内移控制在某种程度内,然而对防治底臌仍缺乏经济而有效的办法[1]。强烈的巷道底臌不仅增加大量维修工作,增大维护费用,而且还影响矿井安全生产。因此,研究巷道底臌机理及其防治措施一直是软岩巷道支护的重要课题。     

应力状态及围岩性质对巷道底臌的影响

本文借助有限无法分析了采动、侧压系数对巷道底臌的影响，以及底板软岩层厚度、顶底和两帮围岩力学性质与底臌的关系，充分说明了巷道底臌不仅与底板的物理力学性质及应力状态有关，而且在很大程度上取决于顶板和两帮的状态，它们是不可分割的整体。通过现场实测，更进一步分析了具有不同底板软岩层厚度的巷道底臌量分布，以及采动影响前后巷道底臌量的变化，从而对影响巷道底臌的因素有了进一步的认识。     

回采巷道底臌过程研究

分析了回采巷道底臌的发生、发展过程，回采巷道的底臌过程是，巷道开掘后，由于底板岩层由三向应力状态变为二向应力状态，岩体释放应变能，在应变能释放过程中，底板浅部岩层发生离层或破坏；回采过程中，在二次水平应力作用下发生压曲破坏和峰后蠕变。回采巷道底臌不仅与底板岩层的力学特性有关，还与工作面超前支承压力、两帮变形有关，图8，参5。     

大佛寺矿软岩巷道底臌机理及控制技术研究

大佛寺煤矿40110工作面运输巷底板围岩松软破碎,巷道底臌剧烈.分析了40110运输巷底臌机理,得出底板围岩特性是造成巷道底臌的主要因素,水理作用、支护体系不耦合、采动影响是造成巷道底臌剧烈的诱导(加剧)因素.提出了“底角锚杆+底板硬化+泄压槽+补打顶帮锚杆(索)”的软岩巷道底臌控制技术,取得了良好的工程应用效果.     

煤矿深部巷道底臌发生机理及防治对策研究

在假定底板围岩为服从Coulomb屈服条件的理想刚塑性材料的基础上, 对剪切型底臌发生机理进行了分析, 认为剪切型底臌发生时存在一个临界剪切滑移面, 且此滑移面上围岩将达到抗剪强度极限值。根据剪切型底臌底板围岩受力特点将滑移面上底板围岩分为主动区、被动区、过渡区, 建立了底臌的计算力学模型及分析简图, 通过引用等效传递荷载方法推导了巷道底板塑性区发展深度的解析计算式, 然后以某巷道为研究对象, 经解析计算与数值仿真分析的对比研究, 发现两者结果具有一定拟合性, 验证了解析计算方法的有效性, 由此提出了顶板控制和增强滑移面剪切强度的巷道底臌控制方法。以淮南矿业集团新庄孜煤矿66210风巷为工程背景, 对底板底臌发生机理及塑性区发展深度解析计算式进行了分析, 提出了补打底角、帮脚锚杆、施加顶板锚索、底板注浆等具体的底臌防治措施, 工程监测结果显示上述支护措施取得了较好的经济技术效果, 为剪切型底臌的治理提供了借鉴指导意义。     

大柳塔煤矿活鸡兔井2~(-2)煤层巷道底臌原因分析及对策

回采巷道底臌历来是困扰煤矿生产的一项重要难题。2~(-2)煤层作为大柳塔煤矿活鸡兔井主采煤层是一个典型的近距离煤层,由于受到临近煤层和本煤层采动影响,很容易发生巷道底臌。根据2~(-2)煤层地质构造、巷道底板岩性等内部因素以及巷道的支护方式、强度及水理作用等外部因素分析了该煤层巷道底臌的原因,并在此基础上提出了巷道底板防治水为前提,帮顶加强支护+底锚杆加固、帮顶加强支护+混凝土浇筑底板、帮顶加强支护+混凝土浇筑+单体支柱的三种防治底臌措施。     

回采巷道底臌力学原理及控制研究新进展

分析了国内外回采巷道底臌力学原理及控制技术方面的研究成果。传统的底臌控制研究均围绕巷道底板进行，难以从根本上解决回采巷道底臌控制问题。通过现场试验及理论分析认为，回采巷道底臌的主要影响因素是工作面超前支承压力，回采巷道底臌主要来自底板破碎岩层的峰后变形，而顶板、两帮的变形对底臌亦产生重要影响，因此，回采巷道的底臌控制与巷道围岩整体稳定性有关，在提高巷道围岩整体稳定性的同时，加固帮、角可较好地控制回采巷道的底臌。参47。     

复杂围岩巷道底臌治理与监测

大佛寺煤矿主采煤层4#煤底板以铝质泥岩为主的软弱岩体,巷道采掘过程中受多种因素引发巷道底臌。通过分析40110工作面巷道底臌机理、底板物化成分、围岩受力情况,从而确定巷道的底臌类型为复合性底臌。在原支护方案基础上,增强断面顶帮、底角支护强度,底板以泄压槽+底角锚杆联合支护形式进行处理。多种手段动态监测分析可知,支护效果良好,巷道底臌控件在容许范围内。     

深井巷道挠曲褶皱性底臌机理与控制技术

为研究巷道底臌的破坏机理,提高底板岩层的长期稳定和控制,保证矿井的运输生产正常,采用理论推导的方法,分析了巷道底板滑移线场、极限载荷和速度的运移演化特征,对大屯矿区千米深井层状岩体挠曲褶皱性巷道的底臌机理和控制手段进行了探讨。结果表明:巷道宽度和底板岩层内摩擦角是影响巷道底板应力区分布特征的主要因素,给合推导出的反底拱锚固梁力学模型可以对底板支护强度和锚固参数进行设计,可有效控制底臌。特别对于深井层状岩体巷道底板支护强度应达到0.4 MPa时,底板岩层可达到长时稳定,孔庄煤矿2 a期巷道底臌量小于10 mm,表明研究成果具有较强的可行性与实用性。     

新安煤矿深部软岩巷道反底拱支护技术应用

新安煤矿+535轨道石门在掘进期间,底臌量达900 mm/月以上。经多次卧底修护,仍不能满足矿井基本建设需要。本文分析了新安煤矿井下巷道底臌的基本形式及影响因素,提出了采用底板锚杆与浇灌钢筋混凝土反底拱联合加固技术防治破碎软岩巷道底臌的方法,对巷道底板浇灌反底拱前后进行了分析对比,有效地解决了新安矿区深部极软岩巷道底臌治理难题。