迎采动面沿空掘巷围岩变形规律及控制技术

迎采动面沿空掘巷经历邻近工作面侧向基本顶断裂、转动及稳定的全过程动压影响后,巷道围岩将产生大变形、维护困难.采用理论分析、数值计算和现场试验研究迎采动面沿空掘巷围岩变形规律和控制技术,得到该类巷道受邻近工作面采动影响后围岩呈现非对称变形,窄煤柱和顶板变形剧烈,提出提高窄煤柱和顶板支护强度使围岩形成有效承载体是保持迎采动面沿空掘巷整体稳定的关键,据此提出了合理的围岩控制技术:1)合理确定窄煤柱宽度,使邻近工作面采动影响稳定后巷道处于应力降低区;2)高强度大延伸率锚杆控制围岩变形;3)加强窄煤柱、顶板支护,提高关键部位承载能力.棋盘井煤矿工程实践表明,该技术有效控制了该类巷道围岩变形量,取得了良好效果.     

动压巷道高预应力桁架锚索加固支护技术研究

王家岭煤矿20102工作面回风巷受相邻20104工作面采动影响,巷道顶板下沉,底板鼓起,两帮鼓出,巷道变形较大,严重影响矿井安全生产。为了有效控制巷道变形,通过理论分析,数值模拟研究,采用了新型高预应力桁架锚索支护手段;现场工业性试验表明,高预应力桁架锚索支护提高了巷道围岩强度,有效地控制了动压巷道变形。     

复合顶板动压巷道变形破坏机理与锚杆支护技术

薛虎沟煤矿为解决复合顶板巷道围岩控制和支护困难,通过理论分析、数值模拟并结合工程实践,对复合顶板巷道变形破坏机理及相应的锚杆支护技术进行了分析及应用。结果表明复合顶板动压巷道围岩变形破坏主要是锚杆支护的主动支护作用效果差,特别是复合顶板岩层节理裂隙发育程度高,会使巷道顶板的稳定性大幅降低;结合矿井实际地质条件,采用锚杆、锚索联合支护技术,提升了锚杆、锚索的预紧力,增强了联合支护的支护强度,提高了联合支护的主动支护效应,可有效控制复合顶板动压巷道围岩的变形破坏。     

大采高双次动压影响软煤巷道耦合让均压支护技术

为了解决松软煤层动压巷道围岩控制的难题,基于长平煤矿4314工作面工程地质条件,采用耦合让均压支护理念,对锚杆支护中支护体与围岩之间的相互作用关系进行研究,提出了松软煤层动压巷道支护关键点。工业性试验结果表明:采用蛇形结构锚杆、鸟窝结构锚索和让均压环后,煤帮锚固效果得到有效改善,锚杆、锚索在服务期间受力均匀;巷道两帮采用非对称设计,优化巷帮锚索布置方式和支护强度,改善煤体侧巷帮锚索对回采影响;巷道受大采高工作面两次动压影响后,巷两帮最大移近量为575mm,顶板最大下沉量为155mm,巷道服务期间围岩变形得到有效控制。     

三元中能煤业采准巷道危险区域划分与评价

三元中能煤业主采煤层工作面回采强度高,巷道断面大,各回采面巷道受回采动压影响严重,部分巷道存在锚杆断裂现象,严重影响安全生产。为解决在巷道动压显现强烈、遭遇地质构造使巷道围岩条件恶化后,顶板控制难度加大导致的巷道支护质量难以保证的问题,通过采用钻孔窥视、锚杆无损检测、现场巷道变形观测等技术对采准巷道进行测试,将巷道划分为节理裂隙发育、围岩高应力、强烈采动影响、地质构造带等4种危险区域。对4种危险区域进行了危险程度划分,为回采巷道矿压监测测点的布置及巷道支护技术提供了优化方案。     

动压影响下软弱泥岩顶底板巷道支护技术研究

动压影响下软弱泥岩顶底板巷道存在围岩变形量严重问题,制约矿井正常生产。本文在对巷道原支护参数进行详细分析基础上,认为在动压影响下的泥岩顶、底板巷道未对底板进行加固从而引起底鼓量过大是造成巷道围岩变形量过大主要原因。提出采用以锚注技术为核心的巷道支护优化方案,并具体对巷道支护参数及施工工艺进行阐述。现场应用表明,优化后的巷道支护措施有效对巷道围岩进行控制,底板底鼓量控制在10mm以内,确保了巷道使用安全。研究结果可以为类似情况下的其他矿井巷道围岩控制提供一定借鉴。     

“Y”型通风强动压巷道围岩控制及加固技术

为解决"Y"型通风强动压巷道变形剧烈、围岩难以控制的技术难题,以潘一东井1252(1)工作面轨顺及轨顺底板巷为工程背景,在对巷道支护现状进行分析的基础上,按照"采前加固"、"采后维护",分区段治理的围岩控制及加固原则,分别采取以中空注浆锚索为主体的锚喷注支护和预应力加长锚索主动加固支护,有效地控制住了巷道围岩的剧烈变形。采用数值模拟及巷道变形量观测的方法对加固效果进行了检验。结果表明,工作面采过第二联络巷后,轨顺底板巷顶底板和两帮移近量分别为1 180 mm和675 mm;留巷后轨顺顶板下沉量、底鼓量及实体帮位移量分别为150、780、360 mm,说明经过强动压影响后,巷道围岩得到有效控制,从而保证了Y型通风工作面回风通道的畅通。     

小保当矿大采高工作面动压巷道稳定性研究

针对小保当矿大采高工作面巷道受二次采动影响变形量大现状,探究了大采高工作面回采前后基本顶侧向破断形式,分析了大采高工作面巷道受一次采动及二次采动影响顶板稳定性,结果表明受侧向悬臂梁结构与采动应力叠加影响,动压巷道侧方基本顶进一步破断回转,煤柱所受顶板垂直压力及水平推力增大,煤柱侧帮部变形量明显大于回采侧,顶板下沉量加剧,提出了大采高动压巷道强帮护顶支护原理,制定了动压巷道围岩控制方案,保证了动压巷道稳定。     

动压巷道组合锚索的“应力柱”效应研究

为有效控制动压巷道围岩变形较大、支护控制困难等问题，以山西某矿8102工作面为工程背景，通过现场调研、数值模拟、现场试验等手段，对动载扰动条件下组合锚索的支护效果进行研究分析，并在现场进行了工业性试验。研究结果表明:通过对在动压巷道顶板施加组合锚索的数值模拟得知，巷道顶板应力比较集中，并出现“应力柱”效应，巷道变形较小。结合现场工业性试验，在动压巷道顶板施加组合锚索，巷道变形破坏情况明显好于未施加组合锚索段；组合锚索可以有效控制动压巷道围岩变形破坏情况。     

迎采动及冲击矿压沿空巷道综合维护技术

留窄煤柱沿空巷道受冲击矿压及相邻工作面采动影响,普通锚网索联合支护难以控制窄煤柱变形及顶板稳定,针对巷道受力及围岩变形特点,提出"强化矿压监测预报、强化巷道围岩卸压、强化支护结构强度"的"三强化"巷道综合维护技术,将监测预报、围岩卸压和支护有机结合,有效维护了强矿压迎采动沿空巷道的稳定。     

深井厚煤层坚硬顶板强动压巷道围岩控制技术研究与应用*

以深井厚煤层坚硬顶板强动压巷道支护为工程背景,在对矿井巷道围岩地质力学测试、初始支护巷道效果评价、回采超前应力监测结果分析的基础上,提出强动压影响留巷巷道加强支护与坚硬顶板切顶卸压技术相结合的综合围岩控制技术方案,有效控制了强动压巷道围岩的变形破坏,降低了回采期间巷道维修量,为工作面尾巷的二次复用和矿井安全高效生产提供了技术支持。     

采动影响下大跨度巷道围岩破坏规律及控制技术

为了解决采动影响下大跨度巷道支护难题,以东坡矿914工作面为工程背景,研究采动影响下大跨度巷道围岩变形破坏特征,得出巷道顶板下沉量对采动影响更为敏感,因此对于该类巷道的变形控制应集中在顶板。通过现场观测及理论分析归纳出大跨度巷道围岩变形机理,在此基础上提出控制巷道围岩变形的两种方案,并利用FLAC数值模拟软件分析得出最佳控制方案。     

迎采动工作面沿空掘巷锚杆支护工程试验

山西某矿3号煤层迎回采面留煤柱掘巷受邻近工作面侧向顶板破断、转动及稳定的全过程动压影响后,沿巷道轴向出现明显的分区大变形特征,结合地质力学评估、工程类比、数值模拟及现场监测等方法,提出迎回采面掘巷分区方法及分区支护技术。工程实践表明,巷道顶底累计变形为130 mm,两帮累计变形为70 mm,分区支护技术可有效控制迎采动面掘巷围岩大变形,为类似条件下迎采动工作面掘巷支护提供了一定借鉴。     

采掘相向沿空掘巷动态分段围岩控制技术

以付村煤矿3上411工作面运输巷掘进期间受3上408工作面采动动压影响为背景,对3上411运输巷迎3上408回采工作面掘进过程进行数值模拟分析。根据应力监测结果将动压影响巷道分为3段,并对其进行动态分段围岩控制:实体煤掘进段采用锚网索梁联合支护,锚索采用平行交错式三花布置方式;动压剧烈影响段在实体煤掘进段的基础上加大支护密度,为了增加锚杆的整体性和整体支护强度,顶板和两帮的锚杆采用Ф14 mm钢筋梯连接,锚索采用平行五花式布置方式;采后稳定段受动压影响较小,为加快掘进速度采用锚网喷支护。现场监测表明,3上411运输巷顶底板和两帮位移均小于200 mm,有效地控制了采掘相向动压巷道的围岩变形。     

近距离煤层群下煤层回采巷道强顶稳帮支护技术

为解决近距离煤层群开采动压影响回采巷道围岩控制的问题,针对某煤矿处在近距离煤层群上煤层采动影响下的40107工作面回风巷的地质条件和巷道变形破坏特征,分析了巷道失稳破坏的主要原因及其加固机理,提出了以顶板高支护强度、帮部高稳定性为核心的加固技术。结果表明:40107工作面回风巷顶底板累计移近量控制在202 mm左右,两帮累计移近量控制在46 mm左右,保证了巷道的正常使用。     

厚煤层沿底巷道顶板变形机理和加固技术研究

晋能王家岭煤业回采面均采用"两进一回"布置,其中,上一工作面辅运顺槽复用作为下一工作面回风顺槽,为托顶煤强烈动压巷道,巷道维护困难,需对其变形特征和变形机理开展研究并提出相应加固设计。通过对动压巷道顶板离层、顶帮变形和支护构件受力的监测,结合顶板岩层窥视,掌握了王家岭煤业托顶煤动压巷道的变形特点,顶板离层主要发生在顶煤范围内。本文采用数值模拟,研究了顶煤厚度、动压影响程度和不同支护设计等因素对顶煤顶板变形的影响,分析了托顶煤动压巷道顶煤顶板变形机理,认为顶煤厚度和顶煤支护情况直接决定托顶煤变形情况,在巷道支护设计时应充分考虑顶煤顶板支护强度和刚度。根据变形特点和变形机理,结合高预应力锚杆支护技术,提出动压巷道加固设计并在井下实施。实践表明,加固效果良好。     

强动压巷道高阻剪切让压控制技术

针对铜川西川煤矿回风巷道锚杆、锚索大量破断,围岩变形严重的难题,通过工程地质资料分析、现场调查发现:迎采动面托顶煤回风巷道受邻近工作面全程采动影响,强烈采动应力使得顶煤和直接顶发生剪切滑移,锚杆、锚索大量剪切破断,围岩控制失效。据此提出以加强顶板支护强度,合理匹配锚杆、锚索变形能力,释放顶板水平应力为核心的围岩控制技术。将该技术应用于1111工作面回风巷支护实践,围岩控制取得良好的效果。     

强烈动压影响下锚网支护巷道矿压显现规律研究

为掌握强烈动压影响条件下回采巷道的矿压显现规律,以平朔井工一矿受回采动压影响全煤巷道为研究对象,采用数值模拟、锚杆无损检测、巷道围岩变形观测等方法,分析了动压巷道围岩所处应力环境和应力分布规律,评价了工作面受采动影响巷道全长范围内锚杆受力情况,确定了巷道应力集中区域范围及影响因素,总结了强烈动压锚网支护巷道围岩变形规律。结果表明:中粗砂岩顶板稳定性较好,降低了巷道所在层位应力集中程度,巷道围岩受断层和陷落柱等地质构造影响,约30%的区域锚杆受力大于60 k N,区域内巷道矿压显现较为强烈,工作面回采动压超前影响范围为60 m,动压巷道受影响总长度可达180 m,巷道地质构造等软弱地段在采动影响范围外应适当加强支护,加快工作面推进速度。     

厚硬顶板巷道稳定性影响因素及强帮支护研究

为提高掘进效率需合理设计厚硬顶板巷道支护方式,以晋城矿区厚硬K2灰岩顶板下方15号煤层工作面回风巷道为例,采用数值计算的方法对影响坚硬顶板巷道稳定性的主要因素及支护技术进行了研究。结果表明:随着坚硬顶板强度及厚度的增大,巷道顶板变形及塑性分布范围逐渐减小;随着两帮支护强度的增大,两帮变形及塑性分布范围明显减小,并可在一定程度上减小顶板变形;在采动影响围岩应力二次重新分布作用下,特厚坚硬顶板始终处于弹性状态,即无卸压区,支护对于顶板围岩变形量影响极小;顶板无支护、同时采用强帮支护方案能够有效控制厚硬顶板巷道稳定性。     

干河煤矿卸支耦合动压巷道围岩控制技术研究

为解决干河矿动压巷道变形量大的难题,针对干河矿2-118D工作面围岩地质条件,采用水力压裂技术改变顶板岩层结构,控制动压巷道围岩应力,降低巷道支护难度。首先通过数值模拟分析了水力压裂控制动压巷道采动应力的原理,计算了压裂关键层,提出了有针对性的水力压裂设计方案|其次开展了水力压裂现场施工,同时提出了高预紧力强力支护和强帮支护方案,最后进行了矿压监测。研究结果表明：采用水力压裂和高预紧力强力支护的卸支耦合动压巷道围岩控制技术后,巷道变形量基本与普通实体煤巷道相同,较该矿原动压巷道的围岩变形量降低90%以上,巷道围岩控制效果极为显著。