高应力“三软”煤层回采巷道围岩破坏机制及控制研究

为明确高应力"三软"煤层回采巷道围岩破坏模式和支护失效机制,以船景煤矿典型"三软"不稳定煤层1171综采工作面回采巷道为工程背景,通过室内及现场实验、现场观察监测和理论分析相结合的方法对巷道围岩变形破坏进行综合分析研究。结果表明:巷道围岩破坏模式为高应力条件下的软岩流变大变形破坏模式;支护失效机制为高应力条件下软弱围岩在流变作用下松动破坏扩展剧烈,致使锚网索联合支护结构失效,进而导致围岩-支护承载结构丧失承载力;对于高应力"三软"煤层回采巷道,锚网索联合支护具有明显的局限性。最后提出以新型全长黏结锚固、全封闭护面、顶板多拱有序承载和围岩协同加固技术为核心的优化支护方案并在现场实验应用,结果显示优化支护段巷道围岩变形得到有效控制。     

三软煤层复合顶板留小煤柱沿空掘巷锚网带索支护技术

针对三软煤层复合顶板条件下小煤柱沿空掘巷的支护问题,对其围岩的关键块体和支护结构进行稳定性分析,结合许疃矿三软煤层复合顶板的特殊地质条件,应用FLAC2D对7128工作面回风巷掘进前的围岩应力分布情况和不同小煤柱留设宽度下巷道围岩的应力和变形情况进行数值模拟,得出沿空掘巷小煤柱留设宽度对软煤和中硬煤顶板下沉量的影响程度及巷道围岩变形控制的关键因素,确定留小煤柱的合理宽度为5 m,且优化设计了锚网带索支护方案,并在7128工作面回风巷进行了工业性实验,效果良好。     

软煤层复合顶板巷道围岩受力变形规律试验研究

以澄合矿区为工程背景,采用相似模拟试验方法,对软煤层复合顶板巷道围岩应力-变形及破坏规律开展研究,其目的是为巷道支护措施提供科学依据。结果表明:对于软煤层复合顶板巷道,两帮软弱煤层在很低的地应力作用下,首先发生明显变形破坏并向深部迅速转移,从而加剧了复合顶板的极早破坏。因此,对于软弱复合顶板巷道而言,两帮稳定性控制是整体巷道的稳定性控制的关键。     

深井泥岩巷道锚网索支护技术的应用

在顶板、煤层、底板岩体强度低的三软地质条件下,巷道底板易底鼓变形破坏。分析了大埋深、高应力条件下三软围岩结构的地质特征,以"六位一体"锚固系统控制技术为指导并进行合理的支护参数选择。现场应用表明,锚网索支护能有效控制围岩的变形,且支护效果良好。     

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。     

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。     

某矿三软煤层顺槽支护技术的探讨

从软岩的特性、三软巷道围岩的破坏机理入手,结合实际地质条件,提出刚柔复合巷道支护方式,即在支护体内设置柔性层和刚性层,柔性层释放初期高应力,刚性层控制有害变形;在受力集中的顶底角采用叠加支护,使巷道整体变形耦合。经现场试验及围岩变形观测分析,该支护方式能够有效控制巷道的变形,降低巷道维修成本,解决了三软煤层巷道支护困难,为相似条件下的巷道支护提供了借鉴。     

复合顶板煤巷围岩变形数值模拟及支护研究

利用FLAC3D对复合顶板煤巷分别进行无支护和有支护条件的数值模拟。通过对无支护条件下的模拟过程及结果的分析,得出了围岩应力变化规律及巷道变形控制理论,提出了针对复合顶板煤层巷道的锚杆锚索联合支护方案,通过进一步的数值模拟分析,证明该方案具有良好的支护效果。此结果可以为复合顶板煤层巷道支护提供设计依据。     

三软煤层巷道围岩变形机理及支护优化技术研究

为了解决15101工作面三软煤层巷道围岩变形破坏的问题,在确定巷道顶底板环境的基础上,对三软煤层巷道围岩侧向支承应力分布及变形机理进行了分析。研究表明:三软煤层巷道侧向应力呈现出应力峰值位置远离煤壁、应力最大值降低、侧向支承应力影响范围扩大等特点,巷道发生变形主要是由于力源集中区应力传递导致帮部剪切滑移破坏和底板挤压夹持破坏;建立了巷道围岩受力力学模型,理论分析了巷道围岩在横向变形和纵向变形的应力表达式,得出巷道变形受到巷道支护强度、底板支承能力、煤体应力传递衰减系数和底板剪切滑移等因素的影响。最后,提出了"控制顶板、加固两帮、强化底板和固定滑移"的巷道围岩控制原则,采取"长预应力锚索+帮部加密锚杆+底板注浆"的综合支护方式对巷道围岩进行了支护优化设计,确保了三软煤层巷道的安全稳定。     

深部高应力回采巷道综合支护技术

根据义煤集团千秋煤矿21采区西翼工作面下巷埋深比较大的实际情况,为控制顶板压力,减少成巷后巷道变形量太大引起的翻修量大及带来的煤层自燃问题,采用强支护和强卸压的办法来确保安全生产,有效地控制了巷道变形。不仅增加了效益,减少了支护费用,也为埋深增加、地质构造条件日益复杂和冲击地压显现更加强烈条件下的高应力巷道的支护方法进行了有益的探索。     

“三软”煤层综放工作面片帮冒顶维护技术

新安矿12261面为三软不稳定煤层综放工作面,片帮、冒顶经常发生。根据工作面煤层地质特点,分析研究片帮、冒顶发生的原因,采取设备改制、煤层注水、降低采高等技术措施,进行综合预防和治理,有效地控制了片帮、冒顶,取得了较好的效果。     

“三软”煤层开采提高单产相关技术

介绍岱河矿在开采"三软"煤层中,采用穿鞋垫笆、链板机封底等,提高单产相关技术及经验,取得工作面月产稳定在40kt左右的良好经济效果。     

三软煤层复合顶板大断面双切眼支护技术

介绍了“锚网-锚索-木垛-点柱”联合支护在三软煤层复合顶板大断面双切眼支护中的实践应用，以及具体的施工方法和安全技术措施。     

大倾角三软煤层控制三角煤顶锚杆(索)支护技术

潘三矿 13- 1煤属典型的三软、破碎、复合顶板煤层 ,埋藏深、压力大 ,巷道支护困难。由于该矿地质条件复杂 ,局部煤层倾角较大 ,当掘进巷道沿煤层走向施工时 ,无论是采用架棚支护还是采用锚杆 (索 )支护方式 ,均存在诸多施工难题。该矿在总结煤巷锚杆 (索 )支护经验基础上 ,在 12 6 1(3)工作面轨顺成功进行了控制三角煤顶锚杆 (索 )支护试验 ,取得了良好的支护效果 ,实现了煤巷锚杆 (索 )支护技术的突破。     

软岩顶板薄煤层"弓"形采煤法

煤层顶板的岩性影响着煤炭的安全开采 ,软岩顶板薄煤层“弓”形采煤法的成功尝试 ,为该类顶板煤层的安全开采提供了范例 ,也创造了很好的经济效益和社会效益     

顶板中软弱夹层对巷道稳定性影响研究

巷道顶板中含有软弱夹层,它的位置和厚度是影响顶板稳定性的重要因素,结合岩石力学、材料力学知识,采用理论分析、数学计算等综合方法,以层状复合岩梁为基础,通过铰接岩梁稳定性分析,对软弱夹层的厚度、位置对顶板稳定性的影响进行研究.得出了当组合梁的中间软弱夹层厚度一定时,随着软弱夹层离顶板越来越远,顶板所受的最大拉应力也越来越小,而且曲线规律变化的结论;同时推导出了岩层厚度与稳定跨距的关系,确定离层跨距为稳定性判别指标.将研究成果应用于实践,取得了很好的效果.     

三软煤巷支护技术研究

孟庄煤矿使用U形钢、工字钢支护的煤层巷道掘出5~6个月后两帮收缩、底鼓严重,巷道的维护量很大,已在不同程度上影响了安全生产。论文通过对孟庄煤矿3-1煤顶底板软岩煤巷相似模拟试验,确定3-1采区采用锚梁网支护方式,并在工程中取得了较好的效果。     

三软煤层煤与瓦斯突出电磁辐射预测

为了研究电磁辐射技术在三软煤层中预测煤与瓦斯突出的可行性,以煤岩流变破坏电磁辐射试验研究为基础,采用KBD5监测仪在所选矿井进行了动态跟踪监测,然后将测试结果与常规预测指标对比分析.煤岩蠕变破坏试验表明,接近煤岩破坏阶段,电磁辐射信号明显增强.从三软煤层煤与瓦斯突出现场测试结果得出,电磁辐射强度与所选矿井采用的钻孔瓦斯涌出初速度q和R值指标具有较好的正相关对应关系,即电磁辐射指标和煤与瓦斯突出危险性常规预测指标之间具有较好的对应关系.可以应用电磁辐射技术预测三软煤层采掘工作面的煤与瓦斯突出危险性.     

大断面软弱复合顶板巷道支护技术

针对大断面软弱复合顶板巷道支护难度大、服务期间变形剧烈以及垮冒突发性强的问题,提出采用桁架锚索与锚杆(索)联合控制方法。建立桁架锚索支护顶板结构力学模型,分析了桁架锚索对顶板的主动控制作用;结合数值模拟方法对组合支护方案和参数确定,并在现场2-1101切眼进行实践,支护效果良好,具有良好的推广应用价值。