含软弱夹矸煤层巷道滑移失稳机理及支护对策

桑峨煤矿2、3号煤层为极近距离合采煤层,中间含有软弱夹矸层,为防止回采巷道煤柱帮在采动影响下出现整体滑移、片帮等事故,通过现场围岩观测、夹矸层矿物成分分析及数值模拟等方法探究了巷道副帮滑移失稳机理。结果表明：泥岩夹矸层中的蒙脱石及高岭石含量较高,分别为57%、25%,不利于支护;巷道顶板受相邻工作面侧向支承压力的影响,产生大量垂直裂隙,并带动巷帮上部沿夹矸层面向采空区侧滑移,发生变形失稳。基于巷道失稳机理,提出针对性的支护对策,取得了良好的效果。     

浅埋薄基岩含夹矸煤层巷道围岩稳定及控制技术

通过分析夹矸厚度和位置对巷道围岩稳定性的影响,得到夹矸层厚度存在临界值,巷道围岩稳定性随夹矸厚度呈先减小后增大的趋势,当夹矸层位于巷道围岩上部时,围岩稳定性相对较好。在此基础上提出了合理的围岩控制技术和支护参数,确保了工作面的安全高效生产。     

大采高夹矸煤层片帮机理

采用实验室内试块压力实验、理论分析及现场实测相结合的研究方法,以河东煤矿大采高工作面生产实际为背景,对大采高夹矸煤层工作面片帮作用机理进行分析。研究表明:夹矸及薄煤块不耦合叠加试件单轴抗压强度较不含夹矸的纯煤样强度有所增大,而变形量较纯煤样变形有所减小;煤壁片帮模型理论分析表明,煤层整体高度对煤壁稳定性影响较大,在相同外力条件下,高度越大,煤壁越容易失稳,夹矸层有效减小煤层整体厚度,工作面分层片帮严重程度明显较小;河东煤矿夹矸煤层片帮现象主要发生在10#煤层靠上部位置,片帮面积不大,影响程度较小。     

含夹矸煤层综采工作面高效回采实践

为提高夹矸煤层综采工作面采出率,采用适应夹矸变化的割煤方式,依据不同夹矸层参数选择合理的作业方式,实现了夹矸煤层综采工作面的高效回采。实践表明:利用顶板来压和底鼓作用,滚筒可直接切割煤层顶底夹矸;对于煤层中部夹矸,当普氏系数f≤4.5,厚度小于0.2 m时,可利用滚筒割落;厚度为0.2~0.5 m时,采用单排眼布置放松动炮处理夹矸,厚度为0.5~0.7 m时,采用双排眼布置放松动炮处理夹矸,1次震动炮满足2个割煤循环,实现了夹矸处理与割煤。     

含夹矸厚煤层沿空巷道围岩稳定性及支护技术研究

为保障含夹矸厚煤层综放沿空巷道的稳定性,确保工作面的安全高效开采,采用数值模拟分析了不同夹矸条件下沿空巷道围岩的应力分布、塑性区分布以及巷道围岩的位移。研究表明:夹矸的存在破坏了巷道围岩的连续性,使得围岩稳定性较差;厚层夹矸条件下,巷道围岩较稳定;当夹矸硬度与煤层硬度相近以及夹矸位于巷道顶部时,巷道围岩稳定性相对较好。在此基础上,提出了合理围岩控制技术,确定选用锚网索配合梯形钢带联合支护的方式,并提出了合理的支护参数;通过工程实践2验证了含夹矸厚煤层沿空巷道围岩控制技术的合理性,确保了工作面的安全高效生产。     

坚硬顶板诱发含夹矸煤层围岩失稳机理及防治

坚硬顶板破断会释放较大的能量,在震动波作用下夹矸厚度变化区易处于滑移失稳诱发冲击地压,制约着煤矿安全高效生产。以小庄煤矿的综放工作面为例,通过理论分析、数值模拟及现场实测分析了坚硬顶板断裂产生的冲击载荷对夹矸厚度变化区内应力场的影响及动力响应特征。研究表明,实际工程条件下震源在坚硬顶板中广泛存在,在应力波传播和衰减过程中,冲击震源及煤壁前方高应力集中范围缩小,但是煤层底板的冲击响应程度明显增加,同时静载不同产生的应力降也有差异,当σ₁=1.5σ时下降最大;首次冲击(0～0.15 s)由变形积累阶段和突然滑移阶段构成,活化时,正应力降低,剪应力升高,滑移时正成力和剪应力开始快速增加,随后剪应力逐渐降低,次冲击期间(0.15～0.5 s)应力升高降低呈交替往复,推断夹矸赋存区应力下降到上升的转折点是夹矸滑移的启动点。该研究内容揭示了采场应力波作用下夹矸赋存区致灾机理,能够为含夹矸工作面冲击地压的防治提供一定借鉴。     

煤层夹矸对巷道围岩稳定性影响研究

为研究煤层夹矸条件下巷道围岩稳定性的影响因素,提出了一种基于决策树与正交试验设计的研究方法,使用决策树算法分析影响含夹矸巷道围岩变形的因素,得到相关因素的影响权重排序.以布尔台煤矿为工程背景,设计了三因素的正交试验方案,获得不同含夹矸条件下的巷道围岩变形规律,以极差分析与方差分析优选确定了夹矸坚固性系数、夹矸层位和夹矸...     

泥岩顶板巷道遇水冒顶机理与支护对策分析

针对煤层巷道开挖和维护过程中,泥岩顶板遇水导致围岩承载性能恶化,易于引起顶板冒顶的特点,以梅花井煤矿112201工作面机巷为例,采用现场实测、实验室试验、理论分析和数值模拟相结合的方法分析了该类顶板易于发生冒顶的机理,研究发现该类顶板发生冒顶前已发生明显离层,顶板锚固体呈现整体垮冒的特点;泥岩组分中富含黏土矿物是产生崩...     

泥岩顶底板大断面巷道支护方案优化研究

泥岩顶底板大断面巷道的变形控制已成为能源开采领域亟待解决的难点之一。根据王庄煤矿62B2工作面的地质条件,提出了四种支护方案,构建了数值计算模型,研究了不同支护方案下巷道的变形特征和应力分布规律。结果表明:树脂锚杆帮侧支护与传统螺纹钢锚杆支护相结合的巷道支护方案最优。现场监测结果表明,巷道变形量较小,达到了巷道变形控制预期目标。研究成果对类似工程施工具有重要的借鉴意义。     

旗山矿倾斜煤夹层巷道破坏机理及支护设计研究

为了实现旗山矿区埋深1 032 m的北翼联络大巷变形破坏巷道的稳定性控制,采用现场地质调查、物理力学实验、物化微观结构分析、地应力测量、数值模拟、现场试验应用等手段,分析了围岩的软岩特性、煤夹层结构、高地应力水平、支护设计不合理等因素是造成巷道失稳的主要因素,分析了该类型巷道的变形破坏机理,并揭示了该类型巷道由于巷道围岩体结构中存在煤夹层引起岩层中存在薄弱面,造成了巷道的非对称性变形破坏现象.针对该类型巷道变形破坏特点,提出了非对称耦合补强支护下的控制对策及支护设计方,并在现场进行了工业应用.研究结果表明:采用非对称耦合补强控制对策下的设计方案,可以充分利用锚索、注浆锚杆、底角锚杆等对引起非对称变形破坏的关键部位进行加强支护,有效地消除巷道围岩关键部位产生的差异性变形,使得巷道围岩稳定性大大提高.     

厚煤层大采高工作面巷道支护设计研究

为优化厚煤层大采高工作面巷道支护设计,结合寺河矿6302大采高回采巷道现场实际,采用力学评估、现场抽验、试验分析的方法,对大采高工作面回采巷道地质影响因素进行了研究,得出全新支护方案.通过数值模拟、现场实测对新旧两种支护方案进行分析对比,验证最优支护方案,优化大采高回采巷道支护方案.     

大倾角煤层巷道支护的改进研究与实践

掘进和支护大倾角煤巷时存在高帮打眼、架棚和维修都较困难的问题。通过对巷道支护相关情况的数值模拟和理论分析,并以数值模拟和理论分析的结果为依据,设计适合大倾角巷道支护状况的支架,能取得较好的支护效果。     

软煤层巷道支护技术研究及应用

软煤层巷道围岩控制问题是一直以来制约煤矿开采的重大难题,具体表现为强烈的底鼓、两帮移近量较大和顶板下沉剧烈,在分析巷道支护所要遵循原则的基础上,结合新义煤矿11011工作面运输顺槽巷道支护工程实践,采用U型钢、锚索联合支护技术很好地控制了软煤层巷道的稳定,此项研究成果为解决突出软煤层巷道支护问题提供了借鉴经验。     

深部厚煤层回采巷道围岩破坏机制及支护优化

为了研究深部厚煤层回采巷道围岩破坏机制及支护对策,基于地质条件分析,采用钻孔窥视仪和地质雷达探测了巷道围岩的破坏模式及规律,通过模拟研究得到围岩的破坏机制,针对性的提出了锚网带与预应力锚索梁耦合让均压的优化支护方案和参数。结果表明:围岩由表面向内部破坏程度依次减弱,形成3~4个破裂区,前2个破裂区为松动圈。松动圈分布在煤层和底板泥岩中,其中顶部围岩松动圈平均深度3 m,易产生离层。煤层越厚巷道越易失稳,其破坏机制是顶板锚杆处在破碎区,产生锚固端滑脱或整体冒落。通过现场支护试验,验证了优化支护方案和参数,有效地控制了厚煤层回采巷道稳定性。     

急倾斜煤层巷道支护方法

龙湖煤矿因煤层倾角大、地质条件复杂、断层多等因素,给生产带来诸多问题。根据现场实际情况,该矿在大倾角煤层掘进过程中采用锚索、锚杆和金属网相结合的支护方式,很好地解决了在生产中遇到的一些问题,并取得了很好的效果。     

程家沟5#煤层巷道联合支护设计优化研究

为保证程家沟矿井5^#煤层采区运输巷施工安全及降本节耗,施工前期设计了两套巷道支护方案,分别为基于过往经验的工字钢棚、网、背板支护方案和锚杆、索、网联合支护方案。实践证明主动支护的方案更具优势,为本矿井以及开采条件类似的煤炭企业安全施工及降本增效提供参考借鉴。     

缓倾斜煤层软岩巷道变形规律及围岩控制研究

针对枣泉煤矿缓倾斜煤层软岩巷道的非对称变形破坏情况,采用FLAC^3D数值分析方法,得出倾斜煤层软岩巷道围岩的非对称变形规律,并与现场矿压监测结果相互验证。通过实施锚(索)网等多介质联合支护技术,利用锚索将破碎岩体与深部稳定岩体承接起来与锚杆共同作用,形成“压缩拱”,改善了顶板上部形成的自然平衡拱沿煤层层理向巷道上帮顶角发展的趋势,充分发挥了锚网—围岩整体力学效应,有效控制了巷道围岩的变形和破坏,并在生产实践中取得了良好的效果。