近距离跨采巷道预加固技术研究

近距离跨采巷道在受到原岩应力和超前动压的共同作用下,维护变得十分困难。针对近距离跨采巷道围岩控制难题,以桃园煤矿Ⅱ4采区运输上山为研究背景,通过理论分析上覆1042工作面回采时跨采巷道的采动支承压力分布规律,提出了针对性的巷道预加固技术。研究结果表明:随着上覆工作面的推进,在工作面前方底板形成应力增高区,在采空区下方形成应力降低区。由上覆工作面回采引起的垂直应力峰值随着埋深的增加逐渐远离工作面,且应力集中系数随着埋深的增加逐渐减小。沿工作面推进方向的水平应力集中程度远小于垂直应力的集中程度,且受上覆工作面回采引起的水平应力对跨采巷道围岩稳定性的影响较小。当上覆工作面推进至距离跨采巷道50 m时,跨采巷道开始受到超前动压影响;当上覆工作面推进至距离跨采巷道15 m时,垂直应力峰值位于跨采巷道的正上方,此时跨采巷道受超前动压影响最大。采用注浆锚索加底板注浆对巷道底板和围岩深部进行预加固支护,通过预加固能够有效地控制跨采巷道的围岩变形,实现了煤矿的安全高效生产。     

采动诱导底板巷道承载结构弱化及其控制

针对任楼煤矿煤层近距离跨下山开采,考虑采动压力对底板巷道的影响,通过现场调查分析与研究,提出高强稳定型耦合支护技术方案,控制了动压巷道的变形,确保矿井通风、行人、运输安全。     

深部近距离变间距跨采底板煤巷围岩动显规律及控制技术

针对深部近距离多重采动影响跨采底板煤巷围岩塑性大变形破坏特征,研究了深部近距离变间距跨采煤巷围岩变形破坏及巷道底臌影响因素;通过数值模拟对跨采底板煤巷层间临界煤岩柱及合理内错距离进行优化研究,掌握多重采动影响条件下跨采煤巷动显规律,及多元应力叠加条件下跨采巷道围岩应力场动态演化规律;结合巷道围岩性态、层间距差异等制定了适合多重采动影响跨采底板煤巷动态分段耦合控制技术,并进行了工程试验研究.应用表明:跨采巷道围岩应力集中程度减弱,分布更加趋于均匀化,运输巷围岩的破坏范围及破坏深度减少,分段动态支护方式在深部近距离跨采巷道支护领域具有重要推广应用价值.     

近距离跨采影响底板软岩巷道围岩控制技术

针对山东新矿集团某矿Ⅱ4运输上山所面临的深部近距离跨采巷道支护难题,采用数值模拟和现场试验等方法,围绕深部近距离跨采过程中的围岩活动规律和巷道变形特征,研究Ⅱ4042综采工作面开采对Ⅱ4运输上山围岩稳定性的影响,详细研究近距离跨采巷道围岩变形规律,结合Ⅱ4运输上山地质采矿条件,研究提出了Ⅱ4运输上山合理围岩控制技术。     

高埋深近距离跨采巷道群技术研究与应用

该文主要讨论了复杂条件下,高埋深近距离跨采巷道群的变形与破坏规律,修改、优化支护方式。确定巷道开挖后受工作面采动影响、滞后范围等问题,掌握上覆岩层的运动规律,为今后相同条件下动压巷道布置及合理的巷道支护方式、支护参数提供依据。     

跨采工作面底板岩巷矿压显现规律及围岩控制研究

工作面跨采时,运输大巷受到一次甚至多次采动压力影响,变形破坏严重。为确保在受采动影响时巷道变形保持在可控范围内,必须根据巷道破坏特点对其进行预加固,并实时进行矿压观测,总结巷道的变形机理和破坏规律,找出适合不同岩性特点的跨采巷道岩柱宽度,为以后跨采巷道施工设计提供理论依据。     

综放跨采巷道硐室的卸压技术研究

本文通过论述在跨采巷道中采用卸压技术，成功维护跨采巷道及硐室，进一步证实了巷道项部卸压从根本上改变了围岩应力场的分布规律，并成功地应用于受采动影响较严重且地质条件较差的跨采巷道的支护中。     

近距离跨采巷道支承压力的研究

较近距离巷道的变形破坏，主要取决于采动作用下的跨采工作面动态支承压力作用于巷道围岩上的量值，而该量值的大小又取决于超前动态支承压力在煤层底板中的传播规律和范围。在柳湾煤矿的实例巷道中，对支承压力和巷道变形进行了观测，通过对近万个实测数据的整理分析，找出了其动态变化规律。在此基础上，对巷道实施相应的维护，并取得了良好的效果。     

跨采巷道支护理论及技术研究dir

本文研究并揭示了距采巷道围岩松动圈随采动影响的特征和变化规律，包括：１．跨采巷道围岩松动圈的形状，过程，时间性特征，２．跨采围岩松动圈增量及围岩碎胀变形增量的数学模型，并在此基础上提出了相应的支护对策。     

骑跨采动压巷道围岩稳定性数值模拟研究

当煤层工作面推进方向与底板岩石大巷走向一致时,大巷围岩将长期受上部煤层回采时的采动影响.相对于其它跨采巷道,骑跨采巷道围岩的应力与变形相对较复杂.借助弹塑性理论,运用岩土数值模拟软件FLAC3D,分析骑跨采巷道围岩的应力、变形、塑性区分布的一般特征.可为骑跨采动压巷道的修复及加固设计提供理论依据.     

冲击倾向综采面极近距离跨大巷和过老巷技术

为了防止冲击地压发生造成所跨巷道大面积破坏,实现该综采面极近距离(0.4～9 m)跨大巷和过老巷开采安全,在分析跨大巷和过老巷围岩支承压力分布特点基础上,提出:1) 应根据受力阶段采取支护对策,对所跨大巷和过老巷进行加固设计;2) 采取煤层预注水,并提出了注水参数,防范冲击地压发生;3) 开采期间进行电磁辐射监测,对冲击地压危险区域采取爆破解危措施.结果表明,研究实施的深井冲击倾向工作面极近距离跨采围岩控制技术和过老巷处理技术,取得了预期效果.     

正利煤矿动静压巷道矿压显现规律对比研究

本文以正利矿14-1103回采工作面的回采及支护工作和14-1107掘进巷道的支护工作为案例,针对该矿煤层顶板较为坚硬等特点,在巷道矿压及顶板离层监测工作的基础上,对比研究了动静压坚硬围岩巷道的矿压显现规律,以期在此基础上对该矿现有支护体系进行优化设计。研究表明,在距工作面110m范围外,动静压巷道顶锚杆受力规律没有明显差别,均呈线性变化,在距工作面30m范围内动压巷道锚杆(索)受力-推进度关系曲线呈对数型,在短期内锚杆受力增长了约70kN,锚杆受力增长表现出突然性,而静压巷道锚杆(索)受力规律始终呈线性增长,增幅约为0.5kN,最大增量8kN。     

采动影响下底板巷道围岩变形观测与分析

通过对平朔井工一矿9006辅运巷在4106工作面采动影响下发生的围岩变形进行观测与分析,掌握了巷道在采动影响下的变形情况。分析了两帮移近量、顶板下沉量和底鼓量的变化特征,揭示了测站变形量与工作面水平距离之间的定量关系,总结归纳了9006辅运巷变形经历的不同阶段,提出了在采动影响到达后加强巷道支护和加快工作面推进速度的建议,为今后4煤与9煤同采条件下安全回采提供了有力地支持。     

深部近距离煤层群采动力学行为探索

我国深部近距离煤层群赋存开采比重大,采动力学机理不清,导致开采效率低,安全事故频发。深部煤岩体所表现出的物理力学特性及变形破坏特征较浅部有着本质差异,尤其在深部近距离煤层群开采条件下,临近工作面扰动影响将导致更加复杂的采动应力重分布过程。针对深部近距离煤层群采动影响下巷道围岩控制难题,依托平煤十二矿己_(14)和己_(15)深部近距离煤层群工程实践,在己_(15)-31030工作面进风巷内开展了巷道收敛变形、锚索应力现场原位监测试验,理论计算了近距离煤层群底板破坏范围并推导得出了巷道围岩变形速度公式,初步揭示了深部近距离煤层群采动力学行为。研究表明:己_(14)煤层底板破坏深度理论值约21.24～30.88 m,上覆煤层采动影响导致本煤层采场边界改变,巷道顶底板及左右帮收敛量约400 mm,巷道收敛变形量随采煤工作面推进呈现阶梯式缓慢增长与指数式快速增长两阶段模式,其中指数式快速增长阶段为巷道变形的主要阶段;锚索应力随采煤工作面推进呈现"近线性增长—跃阶式降低"两阶段演化模式,顶板锚索应力平均变化率、峰值应力均显著高于巷帮相应参数,巷道顶板采动效应较巷帮更为明显;锚索应力峰值点滞后最大收敛变形位置约40 m,采动影响时效相比单一煤层开采大幅延长约35 m,采动应力变化率及其峰值分别降低约53.5%,24.5%,己_(15)煤层采动影响范围约105 m;巷道围岩变形速率与距采煤工作面距离呈现反比例函数关系,在此基础上,进一步推导得出深部近距离煤层群距采煤工作面不同距离处围岩变形速度预测公式,并对比现场原位监测数据验证了该公式的合理性。研究成果可为同类深部近距离煤层群的巷道围岩变形速度预测、巷道支护及采矿技术优化等工程问题提供参考。     

近距离“三软”薄煤层群回采巷道围岩控制

为了研究近距离“三软”薄煤层群走向长壁回采巷道的破坏机理,在结合前期现场调查分析、架棚支护研究、室内岩石力学参数测定的基础上,利用有限差分法对四川省南部某煤矿的近距离“三软”薄煤层群回采巷道的破坏原因进行了数值模拟分析.研究结果表明,在近距离“三软”薄煤层群开采时,围岩应力变化特征较复杂,上层煤开采对下层煤产生了多重扰...     

挑水河磷矿近断层破碎带回采巷道稳定性研究

复杂地质条件下地下矿山巷道的稳定性是矿山围岩控制的难点。针对宜昌挑水河缓倾斜磷矿体近断层回采巷道,采用数值模拟方法,设置5组不同的工况条件进行对比研究。研究结果表明：回采巷道靠近断层时,由于暴露的采空区面积较大,会加大断层破碎带对于巷道稳定性的影响,必须尽量避免沿倾向布置,如果一定需要采用倾向布置回采巷道,则应当加大断层保安矿柱的安全距离,并且注意靠近断层处采空区的围岩变化;回采巷道沿走向布置时,15 m的保安矿柱可使单条带回采时的巷道基本处于稳定之中,但对于需要多条带同时开采的采区,则需要至少20 m以上的断层保安矿柱。     

布尔台矿3-~1煤回采巷道底鼓机理分析与防治对策

基于布尔台矿3-1煤层地质赋存条件、开采巷道布置、工作面开采接续顺序以及巷道矿压显现实测规律,采用矿山压力与岩层控制的基础理论,探讨了回采巷道底鼓严重的力学机理,详细分析了巷道底鼓的影响因素,比较了各种影响因素的相对重要性,认为3-1煤层的顶底板岩层性质、开采深度、巷道布置以及工作面的开采接续顺序是造成巷道底鼓严重的最重要影响因素。在此基础上,提出合理选择3-1煤层相邻工作面的开采滞后错距参数,以及调整工作面接替顺序将是避免和防治回采巷道底鼓的重要途径。     

远距离煤层群开采下山巷道震动显现成因

为探索远距离煤层群开采过程下山巷道异常震动显现的成因,基于高精度微震监测和现场调查,应用岩体破裂规律分析预测工具MapRAS分析矿震原因,用离散元数值试验工具UDEC分析巷道围岩动力响应规律,得到:工业广场保护煤柱及己二下山非采动区域频发矿震是工作面采动顶板关键层运移对煤柱边缘强剪应力带作用的结果,其作用的效应与开采深度呈正比,与采动影响距离呈反比。震动显现多发生在非采动直接影响的己二下山巷道围岩,这种异常现象与己组煤岩物理力学性质、3组工作面复合压力拱脚动态加卸载作用和矿震动力源影响距离有关。根据矿震震级、震动显现程度和数值试验岩体质点振动速率,提出了与现场实际基本相符的巷道围岩震动显现危险等级判据指标。使用微震频次,用傅里叶周期法反演的图像,可较敏感反映顶板关键层周期破断规律和相邻区段岩体动力响应的相关性。用UDEC数值试验,较好地揭示了工作面采动对己二下山围岩的影响规律。     

底板巷掩护工作面回采最优位置的数值模拟

为了解决底板巷掩护工作面回采过程中和开采后底板巷变形、破损严重,无法为下区段工作面继续使用的问题,利用3DEC模拟软件,通过对底板巷内错和外错工作面分别进行模拟和分析,根据不同岩柱和平距条件下数值模拟结果,得出了底板巷内错工作面时岩柱为15 m、平距为9 m情况下底板巷破坏程度显著减弱,经适量维护可继续使用结论,以及底板巷外错工作面时岩柱为8 m、平距大于12 m情况下破损较小和平距大于20 m时底板巷受上区段工作面采动影响较小的结论。同时结合义安煤矿近几年底板巷实际应用情况,印证了模拟结果的正确性。     

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。