宏泰煤矿回采巷道支护方案优化的FLAC~(3D)数值模拟分析

宏泰煤矿26B~#煤层回采巷道原采用的支护方案为顶板布置2排φ18 mm螺纹钢锚杆,锚杆长度为1.6 m,间排距为1 m,巷道底板和两帮不支护。经现场调查分析,在矿山压力作用下,巷道顶板上方出现了裂隙和离层现象,并且巷道顶底板移近量明显。为确保巷道稳定,对原支护方案进行了优化,即对巷道顶板较完整的区域采用螺纹钢锚杆进行支护,对顶板较破碎的区域采用锚索支护。为有效确定巷道顶板锚杆、锚索的布置形式及相关支护参数,采用FLAC~(3D)软件构建了数值模型,分别进行了围岩位移场、围岩应力场以及围岩塑性区的数值模拟分析。结合数值模拟结果确定的优化支护方案为:巷道顶板布置3排锚杆,锚杆长度1.8 m,间排距为0.8 m;当巷道顶板较破碎时,顶板布置2排锚杆和1排锚索,锚杆锚索的间排距均为0.8 m,锚索长度视巷道围岩稳定性情况而定。该方案可供类似矿山回采巷道有效支护提供可靠依据。     

阜生煤矿1101大采高工作面沿空巷道支护参数设计

为了确定阜生煤矿1101大采高工作面沿空巷道合理支护参数,通过数值计算和数值模拟,确定了锚杆锚索长度、锚固长度及间排距,并分析了不同支护参数下的巷道两帮及顶板运移量变化曲线。结果表明,锚杆长度2.2 m,间排距均为0.8 m,锚索长6 m,间排距均为1.6 m能够对巷道围岩起到有效控制,对类似条件下合理支护参数的确定,具有一定的指导意义。     

基于正交试验的采空区下单轨吊巷道支护参数优化研究

潘二矿18124工作面顶板条件复杂，岩层强度较低，易出现顶板垮落等安全事故，给单轨吊大件运输留下安全隐患。为解决此类安全问题，以潘二矿18124工作面单轨吊运输巷道为工程背景，在单轨吊轨道梁受力分析的基础上，采用正交试验与极差分析法系统研究了采空区下复杂顶板条件影响巷道变形的敏感性因素，对比探究了不同参数下锚杆锚索协同支护作用。研究结果表明，影响巷道顶底板及两帮变形的敏感性因素排序：锚杆间排距A>锚杆长度B>锚杆直径C（锚索间排距D>锚索长度E>锚索直径F）；确定了实验条件下的最优支护方案，即锚杆间排距800 mm×900 mm，锚杆长度2.5 m，锚杆直径22 mm，锚索间排距1 000 mm×1 800 mm，锚索长度9.3 m，锚索直径22 mm。研究结果可为单轨吊在类似地质条件的工作面安装与使用提供理论依据。     

赵庄二号井回采巷道锚网索支护参数优化研究

针对煤矿井下巷道锚网索支护参数选取随意性和盲目性导致巷道支护强度过低或过强问题。以赵庄二号井矿2305工作面回风巷道为工程背景,通过理论计算初步确定回风巷道锚网索支护参数,在此基础上设计锚杆的长度、间排距和锚索密度3种巷道支护参数优化方案,采用FLAC^3D数值模拟软件对锚杆不同长度、间排距和不同密度锚索下巷道围岩应力和巷道表面变形监测进行分析对比,确定最合理的方案。研究结果表明:随着锚杆长度由1.5 m增大至2.5 m过程中,巷道变形量逐渐减小,长度在大于2.5 m之后巷道变形量较小且无明显变化;随着锚杆间排距逐渐增大,锚杆之间产生有效应力区重叠部分逐渐减小直至分离,巷道变形量也逐渐增大;随着锚索密度增大,锚索在巷道顶板有效压应力影响范围越大,巷道变形量逐渐减小。在满足工程支护强度下,考虑经济成本、施工速度等因素最终确定锚杆长度2.5 m、间排距1 000 mm×1 000 mm,锚索每排2根最合适。     

复杂顶板巷道锚杆锚索支护参数优化设计

针对复杂顶板巷道支护难、维修费用高等问题,根据原有支护参数的不足,采用FLAC^3D数值模拟软件,建立分析了复杂顶板巷道数值模型,采用单一变量实验方法,分别以顶板锚杆间排距、长度和帮部锚杆间排距、长度为研究对象,分析了顶板和帮部锚杆和锚索合理支护参数。研究为复杂顶板巷道锚杆锚索支护参数设计提供了理论基础。     

浅析回采巷道锚索(补强)支护设计

从回采巷道锚索支护使用条件、设计原则、方法几个方面确定出锚索长度、锚索间排距、锚索个数以及树脂药卷长度等参数,使顶板得到有效控制.     

高应力坚硬顶板煤层巷道锚杆支护方案的确定

针对国内某大型矿井高应力坚硬厚顶板煤层巷道锚杆支护方案的优化问题,通过分析初步确定了锚杆支护的候选方案,随后利用数值计算各方案时巷道围岩的稳定性,并据此确定锚杆支护方案.研究结果表明:该矿回采巷道属于高应力坚硬厚顶板煤层巷道,属于I类巷道顶板,巷道支护的重点应在巷道两帮.锚杆支护参数(锚杆直径、锚杆长度、锚杆间排距)对支护效果有较大影响.该矿条件下,帮部锚杆间排距对支护效果的影响较敏感;回采巷道帮部锚杆采用直径18mm、长度2.4m、间排距0.8m、锚固长度0.8m时锚固效果较好,能满足巷道稳定性要求.     

煤巷掘进时巷道锚杆支护的数值模拟研究

为解决某煤矿103工作面煤巷掘进时巷道的支护问题,采用FLAC数值模拟计算的方法,研究了巷道支护时锚杆间排距、锚杆长度和锚索长度对巷道位移量的影响,研究结果表明:根据巷道条件不同应选取不同的锚杆间排距和锚杆长度,对不同巷道顶板岩性的分析,选取了锚索长度的下限,使得巷道位移量的控制更为科学,支护状况得到了显著改善。     

高河矿回采巷道支护参数分析及优化

采用理论分析与数值计算方法对高河矿W4302回风顺槽支护参数进行分析,确定锚杆直径取22 mm、锚杆合理长度为2.4 m、锚杆合理间排距为800 mm×900 mm,锚索合理长度为8.3 m,间排距1400 mm×900 mm。工业试验围岩变形量监测结果表明,此支护方案支护效果较好,可以显著控制顶板岩体变形破坏,保证巷道正常使用。     

邱集煤矿1102工作面切顶留巷支护设计及矿压实测

以邱集煤矿1102工作面运输巷坚硬顶板支护问题为背景,建立未切顶巷道顶板的悬臂梁模型和切顶留巷顶板的变形及受力模型;由理论计算得出切顶前巷道顶板伸向采空区的悬臂梁结构的最大悬臂长度为4.68 m,切顶后悬吊单位长度的巷道顶板所需支护阻力为166.74 kN;据此进行巷道支护参数设计,确定恒阻大变形锚索规格为φ17.8 mm×10 300 mm,两列锚索排距分别为1 000 mm和2 000 mm,并对巷道矿压进行监测。监测结果表明:1102运输巷距开切眼75 m至173 m范围内巷道顶底板移近量最大值约36 mm,顶板离层出现在泥岩灰岩的交界处,累计离层量为25 mm,顶板锚索受力最大值为150 kN,变形和受力均处于安全范围内,满足巷道的稳定性要求。     

合理布置巷道 降低巷道掘进率

不断优化巷道布置方式,降低巷道掘进率,是矿井开采设计过程中的一项非常重要任务。合理布置巷道,降低巷道掘进率,可降低吨煤成本,提高经济效益。龙湖煤矿的具体措施是:加大采区工作面的长度,采用倾斜长壁采煤方法,实施上下山联合开采,推广沿空留巷方法,采用机轨合一巷和机轨合一上(下)山的布置方法。     

巷道在强风化泥灰岩中的施工技术

西山煤电燃料运输工程东曲段穿过汾河河床,布置在强风化奥陶系峰峰组泥灰岩中,该岩层属严重地质灾害地层,岩层松软,遇水软化成泥糊状,且涌水量大,工作面常出现泥石流,施工时先后发生三次大面积坍塌,施工困难,安全、质量、进度得不到保正。采用新的施工技术、改变施工方案,修改设计支护形式,顺利通过并取得了质量好、速度快的效果。     

深部矿井回采巷道支护技术

为了研究矿井深部巷道支护技术问题,综合分析了深井巷道支护现状,采用连续介质力学的方法对深部巷道稳定性进行了分析,计算出巷道围岩弹性位移和塑性位移,结合具体工程实际,采取联合支护措施,实现了深部回采巷道的安全、高效运行,为深井巷道支护提供有益参考。     

巷道底鼓的综合治理

长期以来,底鼓一直是煤矿开采等地下工程中难以解决的问题,巷道底鼓后,断面缩小,影响运输、通风和人员行走,不利于矿井安全生产。随着采深的增加和巷道断面的增大,巷道底鼓现象越来越突出,底鼓已成为该类巷道矿压显现的重要特征,是急待解决的技术难题。文章分析了巷道底鼓的主要因素,为有效防治底鼓措施提供了理论依据。     

交岔点巷道扩巷技术探讨

通过对许疃煤矿82采区一区段轨联巷扩巷技术难题进行研究,该论文结合现场实际情况,提出了合理的技术方案和有效地支护措施,根据不同地段围岩受力情况采用不同的支护手段,有效地控制了围岩在应力集中区多次受采动影响而产生的变形和破坏,为巷道的安全施工提供了有力的技术保障。     

岩巷作业线在下山巷道施工中的应用

为提高开拓劳动效率,缓解采掘紧张的局面,陈四楼煤矿于2007年7月首次引进了1套岩巷机械化作业设备,并应用于-470 m轨道大巷;2009年3月,陈四楼矿首次在北部西翼轨道下山使用岩巷作业线。介绍了使用液压钻车、侧卸式装岩机及耙矸机组成的作业线在下山岩巷掘进中的作业方法和技术改造,为岩巷作业线在下山巷道的机械化掘进提供了借鉴。     

掘进巷道过空巷技术与实践

根据高阳煤矿一采S11116材料巷过小煤窑空巷实际情况,结合现场实践进行了方法论证,提出了过小煤窑空巷的施工方法及支护形式。     

跨大巷开采巷道支护技术研究

通过三维Midas/GTS数值模拟软件完成了非平面应变问题下的跨大巷开采巷道稳定性分析,并根据自稳隐形拱理论对巷道支护分段处理,确定了锚杆、锚索支护深度,将主动锚杆支护和被动架棚支护运用到复杂地质条件下的巷道加固中,为跨大巷开采巷道支护提供了可行的技术依据。     

极近距离下部煤层回采巷道支护稳定性研究

针对金达煤矿极近距离下部煤层回采巷道失稳难支护的问题,综合分析上下煤层之间及支护方式参数等因素对巷道的影响,研究了造成巷道破坏的机理。通过分析研究,提出了巷道采用锚网加工字钢棚联合支护的方案。运用FLAC3D数值模拟方法建立相应的计算模型,得到该支护方案下下部煤层回采巷道围岩变形规律。模拟结果显示巷道变形较小。现场应用表明,巷道顶底移近量最大251 mm,巷帮移近量最大83 mm,巷道支护效果较好。     

跨回风大巷回采时的巷道加固及变形分析

告成煤矿13采区的所有工作面在-100m回风大巷附近煤层厚度可达20m左右,然而在工作面回采过程中为了尽量减少回采工作面对回风大巷和运输大巷的影响,13采区以往已回采的工作面在距-100m回风大巷40m左右都留有保护煤柱,煤炭资源没有得到有效的开采,通过延长13141工作面的倾向长度,使近80m的回采巷道得到充分利用,工作面可采期增加了将近两个月,增加产量近50kt,提高了煤炭资源的回收率。