断层带围岩松动圈测试研究

针对7603工作面的复杂地质条件,特别是对于断层带的存在,采用围岩松动圈理论进行松动圈测试分析,测试结果表明,在断层处围岩松动圈最大,达到2.2m,远远大于巷道正常值。而且通过对巷道断层带进行数值模拟分析,模拟结果也验证了围岩松动圈测试的准确性。     

极不稳定煤层巷道围岩变形控制技术及其应用

针对郭家地煤矿极不稳定煤层巷道破坏严重的问题,分析了巷道围岩受力和变形特征,提出原支护失效的原因,即巷道煤层厚度变化较大、矿山压力显现规律不易确定、支护系统没有起到主动承载和控制围岩变形的作用、工程条件复杂和底板遇水容易膨胀.采用UDEC数值模拟软件对不同支护方案进行模拟分析,提出使用高强度锚杆支护方案进行巷道施工.现场监测结果表明,高强度锚杆支护能减小巷道围岩应力集中和围岩破碎区范围,提高围岩强度、初期支护刚度、支护阻力和承载结构稳定性,有效控制巷道围岩变形破坏.     

煤矿巷道底板锚固钻孔钻具的研制与应用

针对煤矿巷道底鼓治理中底板锚固钻孔施工困难、成孔率低导致底鼓治理效果不佳等技术难题,以贵州湾田煤矿巷道严重底鼓为研究对象,运用高压强力正循环排渣钻进原理研制出一套小孔径高压强力正循环钻具,详细介绍了该钻具的工作原理、钻具设计和钻进工艺。现场实际应用结果表明,该套钻具能够大大提高钻孔的成孔速度和成孔质量,有效地保障了锚固后底板的稳定性。     

高预应力锚杆支护对煤与瓦斯突出控制作用研究

采用FLAC3D和COMSOL Multiphysics多物理场数值模拟软件分别对不同支护条件下高瓦斯煤层掘进巷道周围煤岩体应力场、能量场分布特征和煤层瓦斯流动规律进行研究。研究结果表明：锚杆预应力在巷道断面上形成整体压应力结构,在掘进推进前方,后方支护区域的锚杆预应力形成连续分布的压应力带,使预应力扩散到空顶区。预应力越大扩散范围也越广,对抑制空顶区煤岩破碎、变形有重要作用;高预应力锚杆支护能减少煤岩体内能量集中,但不会产生瓦斯积聚;高预应力锚杆支护能在一定程度上降低煤与瓦斯突出的危险。     

煤矿巷道再造高强度承载结构快速支护技术及工程应用

针对松软、破碎围岩巷道可锚性差、受强动压和强构造应力影响等问题,开展了大量现场调研并归纳分析了3种典型煤矿巷道围岩大变形和围岩控制难题;在分析现有支护技术和理论基础上,提出再造高强度承载结构快速支护技术思路和再造方法。以贵州龙宝煤矿11205运输下山为工程背景,分析其变形破坏原因,结合实际设计出对破碎围岩进行置换加卸压的联合支护方法,理论上建立巷旁充填墙承载力学模型,分析了巷旁充填墙的承载强度,确定了巷旁充填墙的强度与巷道围岩的可适性及有效性。结合FLAC3D数值模拟与Python脚本编程语言,实现飞蛾火焰优化算法,确定最优的破碎围岩巷道的置换参数（墙体厚度和卸压区宽度）。研发了高强度高韧性充填支护新材料。通过对软弱墙体进行置换再造,让巷道顶板、充填体和底板重新构成一个整体承载结构。井下工业性试验结果表明,对巷道软弱岩体进行置换再造后,巷道顶板、充填体和底板所构成的新结构可实现整体承载,充分发挥了围岩自身承载能力和抵抗变形能力,围岩变形趋于平稳,收敛速率基本都小于0.2 mm/d,无明显变形,且数值模拟计算结果与工程实践监测较为吻合,表明巷旁充填置换支护方案对松软破碎围岩巷道控制有较好...     

动压影响下的软岩巷道加固治理技术研究

针对动压影响下软岩巷道围岩变形强烈、难支护的技术难题,以湾田煤矿运输下山为研究对象,采用理论分析建立了巷道塑性范围计算模型,得出顶部及两帮的最大塑性区范围分别为9.8、13.6m,同时对比分析了动压对塑性区发育范围的影响,得出巷道上覆工作面采动对巷道稳定性存在明显影响。结合巷道围岩窥视结果及理论计算得到的巷道塑性区破坏范围,提出浅部和深部注浆相结合的全断面双壳锚注加固支护技术,并进行了井下工业性试验。实践表明,采用双壳注浆后进行全断面高预应力锚网支护能有效控制强烈动压影响软岩巷道围岩变形。