迎采窄煤柱巷道围岩控制技术研究

通过数值分析,研究了迎采窄煤柱宽度内应力场和位移场的分布规律,探讨了邻近工作面回采对巷道围岩稳定性、围岩变形的影响,并最终确定了合理的窄煤柱宽度,同时研究得到了高强锚杆锚索加固巷道围岩,重点加固窄煤柱帮的围岩控制技术。现场应用表明,合理留设迎采窄煤柱并采用高强锚杆锚索联合支护迎采窄煤柱巷道,经历两次采动影响后,巷道围岩顶底板和两帮变形量均300 mm,有效控制了围岩的大变形,技术经济效果显著。     

孤岛煤柱下巷道围岩稳定性分析及控制技术

针对许疃煤矿72采区存在许多不规则孤岛煤柱的情况,分析了上覆煤层孤岛煤柱对近距离底板巷道围岩稳定性影响规律.在此基础上,提出适合此类巷道的高强稳定型支护技术,并进行了现场工业试验.采用钻孔窥视的方法,对围岩注浆效果进行检测,并且通过对试验巷道围岩位移监测,掌握高支撑压力与强采动影响下巷道围岩活动规律,对支护技术及参数做出评价.     

深部构造应力作用下破碎围岩注浆加固技术研究

分析了胡底矿辅助运输大巷的失稳破坏机理,认为构造应力作用、泥岩风化、采动影响及围岩流变是造成巷道围岩破坏的原因。提出了采用高强高预紧力注浆锚索和注浆加固联合支护技术加固围岩。现场应用表明采用联合支护技术后,不但有效控制了辅助运输大巷的失稳破坏,还限制了围岩的长期流变,从而保持了巷道的长期稳定。     

深部采动巷道应力演化及控制技术

为有效控制深部采动巷道围岩变形,针对某煤矿典型巷道工程地质条件,模拟研究了采动影响下巷道围岩应力及变形的演化规律,提出了深部采动巷道围岩强化控制技术,并开展工业性试验。研究结果表明,随工作面推进,巷道表面位移与其对应的应力变化趋势一致,大巷保护煤柱尺寸以105 m为合理;采用重型U型钢壁后充填+锚杆锚索协同承载+巷道滞后注浆技术,巷道围岩变形得到有效控制。     

煤柱影响下回采巷道围岩控制技术研究

为解决某矿煤柱影响下回采巷道围岩强烈大变形且流变性特征明显等难题,在深入了解地质采矿条件的基础上,分析了21502工作面回采巷道破坏原因,针对不同的地质条件,根据结构补偿原理,在受煤柱影响段巷道围岩支护承载结构薄弱处打锚索进行结构补强,提出了控制巷道围岩持续大变形的高强稳定型支护技术;优化了原有支护方案,加强了未受影响段巷道围岩的支护承载结构的稳定性。现场工业性试验结果表明,高强稳定性支护技术有效地控制了煤柱影响下回采巷道围岩变形,优化了支护参数,达到了预期的技术经济要求。     

迎采动面沿空掘巷围岩变形规律及控制技术

为解决迎采对掘窄煤柱护巷围岩变形大、支护困难的问题,以高平七一煤业9104工作面运输巷为例,采用现场调研、数值模拟和工业性试验相结合的方法,对迎采对掘期间巷道围岩变形规律、煤柱尺寸及相应支护参数的确定进行了研究。结果表明:随着煤柱宽度的增加,巷道围岩变形量及煤柱内的应力分布特征呈现出明显的差异性,并基于此确定了七一煤业9104工作面运输巷合理煤柱宽度为5 m;迎采对掘动压巷道围岩位移调整过程主要集中在掘进工作面和临近回采工作面相遇前方20 m至后方100 m处,此阶段的巷道变形量约占总变形量的70.5%左右。工业性试验研究表明:5 m窄煤柱护巷及优化后的支护参数,能够有效控制巷道围岩变形,基本保证了巷道在其服务年限内的正常使用。     

大跨度破碎煤层巷道围岩控制及支护技术

针对王庄煤矿3045工作面回风顺槽跨度大、煤层破碎、巷道变形破坏严重的情况,为提高该巷道围岩控制质量,首先分析了大采高小煤柱巷道围岩的变形及受力特征;通过运用极限平衡理论合理确定煤柱尺寸、对大跨度破碎煤层巷道围岩控制机理进行分析,并结合王庄3045工作面实际情况给出了相应的围岩控制技术方案。基于原锚杆支护方案已不适应围岩控制要求,运用正交试验及数值模拟对原巷道支护参数进行优化。通过巷道表面及深部位移观测结果得知:沿空掘巷期间巷道表面最大位移量230 mm,工作面采动期间最大位移量1 049 mm,变化量均在工程允许范围内。工程实践证明围岩控制效果显著。研究实践结果对于其他大跨度破碎煤层条件下大采高小煤柱巷道围岩控制及支护参数选择具有指导意义。     

厚煤层综放大煤柱沿空巷道围岩应力及变形规律

为了控制超长"孤岛"综放工作面巷道围岩变形和确定合理的煤柱尺寸,对兴隆庄煤矿4324超长"孤岛"综放工作面大煤柱沿空巷道围岩应力与变形规律进行实测研究.分析了采动影响下巷道支承压力的影响范围、峰值位置、峰值系数等特征参数,分析了大煤柱的破碎程度与应力状态特征,分析了巷道顶底板和两帮的移近量等在采动影响下的变化规律,为类似条件下巷道布置与支护设计提供了科学依据.     

孤岛煤柱巷采合理煤柱尺寸与超大断面巷道支护技术研究

针对古书院煤矿濒临枯竭的3号煤层孤岛煤柱回收巷采支护困难的情况,采用数值模拟和现场实践的方法,进行了孤岛煤柱巷采合理煤柱尺寸留设和超大断面巷道锚杆支护技术研究;结果表明,当煤柱尺寸留设为7m及以上时,煤柱应力、位移、塑性区处于稳定阶段;经历多次采动影响煤柱节理裂隙发育,采用高预紧力强力锚杆支护可阻止有害裂隙的发展,保持锚固体的完整性和自承载能力.现场试验表明,巷道变形较小,锚杆支护控制住了围岩变形,满足了安全生产要求.     

祁南煤矿工作面跨大巷回采水力压裂切顶卸压技术研究

淮北矿业股份有限公司祁南煤矿东翼轨道运输大巷位于313工作面的底板砂岩层中,在工作面接近和跨大巷回采的过程中,大巷受工作面采动的影响,易于造成大巷支护失效、围岩变形严重。虽然采取了巷道围岩注浆加固和锚杆补强的技术措施,但巷道变形控制依然没有明显的效果。为了减小动压影响下的大巷变形,对东翼轨道运输大巷顶板砂岩层实施水力压裂,提前切断采动应力的传播路径,将采动高应力转移至大巷围岩的深部,起到了显著的控制效果。     

孤岛煤柱内合理掘巷位置及支护技术研究

针对孤岛内掘巷位置及支护技术选择不当,极易导致巷道变形严重难以维护的问题,以新疆某矿为工程背景,运用数值计算的方法分析了孤岛煤柱应力分布规律和孤岛煤柱内巷道的围岩变形特征。结果表明：孤岛煤柱在后开采工作面一侧的应力降低区宽度大于先开采的一侧；孤岛煤柱巷道在宽煤柱侧顶帮的围岩变形量显著高于窄煤柱侧,具有非均匀性。结合理论计算和数值分析结果,确定试验巷道的合理位置是在5301采空区侧留设4.0m窄煤柱沿底板掘进。同时,针对孤岛煤柱内巷道围岩的非均匀变形特征及煤柱整体较破碎的特点,提出采用高强螺纹钢锚杆加长锚固和关键部位锚索加强支护相结合的非对称支护技术,经现场应用验证了方法和技术的有效性。     

窄煤柱巷道非均匀变形机理及支护技术

为了解决窄煤柱巷道非均匀大变形控制难题,以丰汇煤矿窄煤柱巷道为工程背景,综合采用现场调研、室内实验、数值模拟和理论分析等方法,研究了不同煤柱尺寸影响下,采动巷道围岩应力与塑性区分布特征;分析了窄煤柱巷道变形破坏规律与采场覆岩结构运动特征,揭示了窄煤柱巷道非均匀变形机理,指出采动应力场叠加,支承压力大;覆岩结构非对称,偏载作用显著;煤柱尺寸小、强度低,难以为顶板提供有效支撑;支护方案对称布置,针对性差,是窄煤柱巷道产生非均匀变形的主要原因。基于窄煤柱巷道围岩控制难点,提出以"改变巷道区域支护方式、增加支护密度、破碎围岩注浆改性"为核心的差异化支护技术,加强对围岩局部大变形的控制,充分发挥围岩的自身承载能力;现场监测表明,窄煤柱巷道在服务期间围岩非均匀大变形得到有效控制,稳定性好;可为同类型巷道围岩的控制提供参考。     

动压巷道煤柱载荷特征及其对围岩应力的影响

煤柱是回采巷道围岩结构的一个重要组成部分,煤柱尺寸在一定程度上决定着巷道围岩的稳定性。针对崔家寨矿E12501综采工作面具体地质及开采技术条件,运用计算机数值模拟及现场实测相结合的方法,研究不同煤柱宽度时煤柱及工作面煤体应力分布规律,获得了煤柱内部应力场及演化基本规律。研究结果表明,煤柱宽度变化对围岩应力分布及结构变化特征影响显著,巷道维护状态是工作面煤层和煤柱内应力场共同作用的结果,为区段煤柱宽度的合理留设、回采巷道合理位置的选择及围岩稳定性控制提供了依据。     

孤岛煤柱沿空掘巷围岩稳定与控制技术研究

孤岛煤柱结构特殊,在孤岛煤柱中掘巷,巷道应力集中程度高,围岩完整性差,围岩控制非常困难。本研究提出了孤岛煤柱沿空掘巷模型,以某矿为例,孤岛煤柱将完全处于塑性区和破碎区,整个煤柱不会存在弹性核区。通过PFC2D颗粒流模拟软件模拟,得出整个煤柱可分为裂隙区和破碎区,巷道两侧破碎区范围在2.5 m左右,锚固范围需超出破碎区范围,因而需要帮锚索支护进行围岩控制,得出支护阻力和裂隙发育相互关系,分析认为,相比无支护一定的支护阻力对控制裂隙发育作用明显,但支护阻力到达一定数值后,增加支护阻力对进一步控制裂隙发育作用不大。通过现场观测,对比有无锚索不同支护条件下围岩变形情况,得出帮部布置锚索时,可以明显降低围岩变形速度10~15 mm/d,有效控制锚固范围内围岩的变形,保证巷道正常使用。     

近距离残留煤柱下破碎围岩巷道修复技术

针对近距离煤层开采过程中,残留煤柱下部巷道在煤柱集中应力作用下围岩破碎程度高、修复难度大的问题,以山西某矿为工程背景,采用数值模拟的方法分析煤柱底板应力分布规律,结合巷道实际变形特征总结了下位巷道围岩变形破坏原因。认为:残留煤柱底板集中载荷的非均匀性分布,及其引起的支护体承载结构破坏是近距离煤柱底板巷道围岩发生大变形的本质。由此,提出了基于破碎围岩注浆和高强度锚杆支护的巷道修复技术,工程实践表明该技术在有效提高围岩整体性和可锚性的同时,使浅部锚固区与深部围岩相连形成整体承载结构,有效地控制了巷道围岩变形,保障了矿井安全生产。     

厚煤层留窄煤柱沿空掘巷巷道支护设计

针对某矿2502采区250206上工作面轨道巷,提出采用留窄煤柱沿空掘巷技术进行采掘。通过FlAC3D建模分析留设窄煤柱掘巷支护的方案,理论上研究了锚杆、锚索各个参数对巷道围岩变形控制的影响,确定了最优的参数。通过对250206上工作面轨道巷进行现场应用,对巷道围岩多个测点进行数据监测,证明采用最优参数支护对巷道围岩起到了很好的支护效果。     

倾斜厚煤层沿空掘巷窄煤柱合理宽度数值模拟研究

为了确定倾斜厚煤层沿空掘巷窄煤柱合理宽度,以兖矿新疆矿业硫磺沟煤矿为研究对象,分析了倾斜煤层条件下沿空掘巷围岩应力分布及变形特征,不同煤柱宽度的垂直应力分布规律。结果表明:煤柱宽度大于4m时,煤柱内稳定区域增势比较明显,随着煤柱宽度的不断增大,煤柱内稳定核心承载区域不断增大;根据巷道掘进期间垂直应力大小,应力分布规律及围岩巷道稳定性分析确定煤柱合理宽度为4m;现场实测数据表明,窄煤柱宽度为4m时可以有效满足巷道围岩稳定性要求。     

软岩巷道底鼓变形防治技术研究

针对回坡底煤矿1021巷道巷道受煤柱应力传递影响出现底鼓现象等问题,采用现场实测手段研究了围岩应力,得到靠煤柱侧的底板围岩中产生了较大的应力集中现象,导致围岩变形量较大;并针对性采取了一侧巷道布置卸压孔、另一侧布置加固孔的底鼓防治措施;通过现场应用,得到当巷道受到采动影响时,防治段巷道与未经过底鼓防治处理段巷道相比底板变形量较小。     

煤柱集中载荷特征及其对巷道围岩应力的影响

煤层群开采时经常会出现下层巷道与上层煤柱交叉、重合现象,由于煤柱对载荷的向下传递作用,将对下层巷道围岩的应力分布造成影响。首先根据弹性理论分析了煤柱集中载荷在底板中的分布规律,然后应用数值模拟方法分析对比了普通巷道与煤柱下巷道围岩的应力状态,分析了煤柱集中载荷下巷道围岩的应力特点。     

大倾角煤层小煤柱巷道锚杆支护数值模拟研究

通过对锚杆加固小煤柱护巷机理的分析,并模拟不同支护形式下小煤柱巷道的稳定性和围岩变形量,得出高强锚杆支护可有效控制巷道围岩变形,保证巷道安全和煤柱稳定,是小煤柱巷道最有效的支护形式。