受煤柱工作面采动影响的密闭墙体变形破坏特征及加固措施

通过运用离散元软件,对南庄煤矿八采区煤柱回收工作面前方的原采空区密闭墙稳定性进行了研究。依据最大垂直应力与最大垂直位移增幅可将煤柱工作面对密闭的影响分为3个阶段:20~30 m(较明显阶段)、10~20 m(明显阶段)、0~10 m(强烈阶段)。对与工作面相对距离不同的密闭分别采取喷浆、注浆及木垛支护的组合加固措施,提高了密闭墙的稳定性,防止了密闭墙内的煤体自燃、有毒有害气体泄漏及瓦斯爆炸事故的发生。     

岩巷锚杆支护参数应用研究

论文分析了鹤壁第四煤矿近年来的岩石巷道资料,把巷道围岩分为中等稳定岩层、稳定性较差岩层,并采用弹塑性理论完善了该矿锚杆支护参数。现场工业试验表明:采用调整后的锚杆支护参数取得了较好的技术经济效果。     

微型土压力盒的标定及修正

微型土压力盒的载荷系数K值与工作介质有很大关系,为研究其在不同介质中的工作特性,室内试验研究了散体材料、粉体材料和相似材料在砝码加载情况下的载荷系数.分析了厂家给定值和标定值的差异及产生原因,指出砂标K值偏差比厂家给定值小50%左右,试验时需要对给定值进行修正;粉体和相似材料的标定值与给定值相差不大,可以直接采用厂家所给数据.     

直接顶厚度对回采巷道稳定性影响的数值模拟研究

当回采巷道沿煤层顶板或底板布置时,由于煤层一般较顶底板软弱,因此,巷道围岩的矿压显现特征主要表现为两帮煤体的变形、破坏等现象,巷道易发生两帮煤体沿层理向巷道空间挤出的现象,并进而产生破碎、松动等现象.这与巷道上覆岩层的应力有着密切的关系.本文运用RFPA软件,分析了回采巷道上覆软弱直接顶厚度对巷道稳定性、巷道围岩应力分布与破坏情况、巷道围岩破裂部位与破裂范围的影响.通过对不同直接顶厚度影响下的巷道围岩稳定性分析,得出直接顶厚度与巷道围岩稳定性之间的数值关系,并分析了直接顶厚度对回采巷道稳定性的影响因素,这为煤矿回采巷道的开挖与支护提供一定的理论基础.     

高应力回采巷道底鼓机理及治理技术

赵固矿区回采巷道在高地应力和采动叠加支承压力的共同作用下,超前支承压力影响范围达到160 m,造成泥质底板和碎裂煤帮变形严重,围岩变形量大,底鼓量达到400 mm以上,导致大量巷道返修。大采高沿底掘进巷道为挠曲褶皱性底鼓;上分层沿顶板掘进巷道为挤压流动性底鼓。提出了赵固矿区回采巷道底鼓的治理策略,即“强帮、控制顶角和底脚、强化底板、适度卸压,底板采用自钻式注浆锚杆”,并给出了支护方案。自钻式注浆锚杆具有可接长、自锚固、自钻进、主动支护、可注浆和柔性支护的特点,是控制巷道底鼓的有力支护手段。矿压观测表明,采用自钻式注浆锚杆加固巷道底板,能够有效控制巷道底鼓。提出的底鼓控制方法可以为类似条件巷道围岩控制提供参考。     

深井大断面动压回采巷道锚网支护技术研究

随着开采强度的加大,平煤股份所属的主力矿井多数已进入800m以上的深部开采,巷道处于高应力环境中,中等强度锚网支护的回采巷道变形量大,稳定所需时间长,返修率高。结合平煤股份十一矿丁5-6-26071风巷的工程地质条件,采用数值模拟技术研究了高强锚杆锚索协调支护巷道在不同动压作用下的矿压显现特征:掘巷阶段,支护方式完全能够满足要求;在受到超前支承压力的初期阶段,仍然能够满足需要;但在超前支承压力的峰值阶段,锚杆锚索滑脱,底臌严重,两帮内挤,需要采取加强支护措施。工业性试验表明:掘巷阶段巷道表面位移、深部位移及支护受力均在合理的范围之内,巷道断面收缩率为最大为12.4%,满足使用要求。     

高温后粗砂岩常规三轴压缩变形与强度特征分析

通过对经历400℃~1 000℃高温后的粗砂岩进行常规三轴压缩试验,分析试样变形、强度和破坏特征与温度、围压的关系。结果表明:经历400℃高温后的试样围压高于20 MPa时,试样峰值强度附近出现明显屈服平台,经历超过600℃以上高温的试样均具有明显峰值点,随温度升高试样的塑性减弱脆性增强;400℃以内高温对试样的变形参数影响不大,经历超过400℃以上高温的试样的弹性模量、变形模量和极限应变随围压增加单调增加呈正相关性;试样的弹性模量和变形模量随温度升高单调降低,而峰值应变随温度升高单调增加。高温后试样峰值强度随围压增大而单调增加,符合Coulomb强度准则,综合围压影响系数为6.541;800℃以内高温对试样黏聚力、内摩擦角影响不明显,经历1 000℃高温后的试样黏聚力急剧降低,内摩擦角稍有增加;800℃以内高温对粗砂岩具有强化作用,扣除围压影响后试样材料强度与温度呈正相关,超过800℃以上高温使试样强度有所弱化,试样材料强度与温度呈负相关性;高温后试样的试验破坏角和理论破坏角基本一致,高温对试样破坏角影响较小,试验破坏角随围压增加而单调减小,围压对试样破坏角的影响大于温度的影响。     

深部软岩巷道支护中合理注浆时间研究与应用

针对深部软岩巷道变形严重,常规壁后注浆工艺支护效果差,注浆时间的确定缺乏科学依据等问题,提出了合理注浆时间的概念,寻求壁后注浆与巷道掘进的时间关系,对其进行了理论分析,并运用巷道轮廓变形法和钻孔成像法对合理注浆时间进行了测定,对地质条件与注浆时间的关系进行了阐述。现场测试和工程应用表明:赵固一矿北回风大巷合理注浆时间为巷道掘进后40～60 d,九里山矿16071中间底抽巷合理注浆时间为顶板至少滞后掘进时间60 d,帮部滞后50～60 d;合理的注浆时间与围岩性质、埋藏深度、地应力、顶板淋水等因素有较大关系。