短壁充填巷道宽高比对围岩稳定性的影响研究

为了研究短壁充填巷道断面宽高比对围岩稳定性的影响规律,采用理论分析和数值模拟的方法,分析了短壁充填巷道协同控顶原理,得到了不同宽高比条件下围岩稳定性的变化规律。研究结果表明:当巷道高度固定时,顶底板和两帮最大移近量随宽高比的增加先缓慢增加然后略有减小,在宽高比大于1.0后又快速增加;且在巷道宽高比为1.0时,单位面积的巷道变形量最小,最有利于巷道围岩的稳定;结合百良旭升煤矿具体开采条件确定了短壁充填巷道的合理宽高比为1.0,并根据非对称性的变形特征给出了具体的支护方案。     

大埋深大断面硐室围岩变形规律研究

以石拉乌素矿大采深大断面胶轮车硐室为研究背景,采用理论分析方法,对巷道极限平衡区范围进行了计算分析,计算结果巷道破坏宽度2.07m;采用数值模拟研究方法,对大采深大断面硐室巷道在无支护和有支护的情况下巷道围岩破坏情况和巷道围岩变形规律进行了模拟研究,分析得出了巷道破坏特征和变形规律。现场巷道表面位移实测表明,硐室围岩得到较好的控制,支护形式和参数满足工程要求。     

深部倾斜煤层沿空掘巷围岩变形特征与控制技术研究

通过对深部倾斜煤层沿空掘巷掘、采两阶段围岩应力场与位移场的分析,揭示了该类巷道围岩非对称大变形特征：窄煤柱帮与底板变形量远大于实煤体帮及顶板,巷道整体断面收敛率大。产生该变形破坏特征的原因：1)巷道埋深大,围岩处于较高的应力环境中;2)护巷煤柱宽度及支护阻力过小,使其过早进入残余承载阶段;3)无支护底板作为变形破坏能量主要释放通道,加剧了巷道顶帮围岩整体下沉。通过对不同宽度护巷煤柱方案的数值模拟,合理确定了试验巷道护巷煤柱宽度及试验巷道支护技术与参数。工程实践表明,采用新支护技术后,巷道窄煤柱与底板非对称变形大变形得到了有效控制,保持了巷道长期稳定。     

超宽回采巷道围岩变形特征及支护技术

为获得巷道宽度对围岩变形特征的影响规律,采用数值模拟的方法分析了巷道宽度3～8 m时围岩变形特征。巷道围岩位移随巷道宽度的增加逐渐增加,大于某一临界宽度后,位移明显增大,围岩出现整体移动的趋势,产生离层,得出了顶板中部和巷帮中上部是超宽巷道围岩控制的关键部位。针对具体的地质条件和不同巷道宽度围岩的变形特征,采用高预应力锚杆锚索支护技术进行支护,现场监测结果表明巷道围岩变形得到了有效的控制。     

大断面回采巷道围岩破坏特征及控制对策

为了解决大断面巷道支护难题,以山西某矿工作面运输平巷为工程背景,采用FLAC3D数值模拟软件分析不同巷道高度和宽度时,巷道围岩塑性区和表面位移的变化结果,并确定巷道支护参数。研究得出:在进行大断面巷道支护设计时,对高帮巷道应加强帮部支护,对大跨度巷道应加强顶板控制。现场实测表明,大断面回采巷道采用锚网索联合支护能够保证围岩稳定。     

煤矿大断面托顶煤巷道围岩变形破坏机理

为了解决煤矿大断面托顶煤巷道支护难题,借助理论分析、数值模拟等方法对王庄煤矿7105工作面运输巷围岩变形破坏机制进行研究,分析了不同巷道断面、顶煤厚度在无支护时的围岩塑性区、位移场、应力场的演化规律。结果表明,顶煤厚度对大断面托顶煤巷道的稳定性影响重大,顶板下沉量随顶煤厚度增加而变大;随着巷道断面的扩大,围岩塑性区相应增加,两帮和顶板变化较大,底板无明显变化;适当减小顶煤厚度,即增大巷道高度,可有效控制巷道顶板变形,但应对巷道两帮加强支护;若巷道宽度,即跨度增大,顶板的位移量增加,应补打锚索加强顶板支护。监测结果显示,基于此结论设计的支护方案能有效地控制围岩变形。     

基于FLAC~(3D)的大断面岩巷支护数值模拟分析

为解决煤矿大断面岩石巷道变形严重、支护难度大的问题,文章通过FLAC~(3D)数值模拟软件,研究巷道围岩变形特征,对比分析了巷道开挖后无支护和施加支护后的围岩塑性区、应力及位移的分布情况,结果表明:设计的支护方案有效控制了巷道围岩变形,提高了巷道的安全性,支护方案满足了围岩稳定性要求,是合理可行的。     

大断面巷道围岩控制技术研究

1301工作面两回采巷道为大断面巷道,变形速度快,支护效果不够理想,顶底板和两帮变形速度和位移量都非常大。数值模拟分析了回采巷道围岩变形规律,分析结果表明:随着应力增高系数的增加,煤巷顶板下沉量和两帮移近量加剧,尤其是底板拉应力塑性区较大。巷道宽度一定时,随着巷道高度的增加,顶底板的塑性区保持不变,两帮塑性区增加,采取锚网索优化设计后,巷道围岩变形得到有效控制。     

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。     

近断层大断面巷道变形分析与控制

为了解决近断层大断面巷道的支护难题,针对山西晋城赵庄矿近断层大断面巷道53121巷在掘进期间发生顶板剧烈下沉、两帮非对称变形和支护结构失效的现象,通过现场调研和数值模拟,分析近断层大断面巷道变形破坏的特征和原因。结果表明,断层面剪切滑移破坏、围岩松软破碎、支护结构针对性差是造成大断面巷道变形破坏的原因。利用非对称支护原理,提出该巷道围岩的控制技术,即顶板采用全锚索支护方式控制大断面巷道顶板下沉,两帮采用锚杆+锚索非对称支护技术控制大断面巷道两帮非对称变形,促使支护结构均匀承载,从而控制巷道围岩变形。工程实践表明,采用新支护方案后,围岩变形得到有效控制,巷道稳定性大幅提高。