综放工作面合理支护强度的数值模拟分析

为解决唐庄煤矿工作阻力超限和支架严重损坏的问题,利用FLAC3D模拟软件建立数值模型对工作面支架的支护强度进行研究,根据"支架-围岩"的相互作用原理,通过模拟回采过程不同支护强度下顶板位移情况,分析控顶区顶煤下沉量与支架支护强度之间关系最终确定支架最佳支护强度0.91MPa,原有支架支护强度不足,需重新选型。依据模拟确定支护强度,通过"三机配套"原则更换支架后,经现场观测分析支架支护状态良好,工作阻力满足生产要求,表明FLAC3D模拟确定的支护强度满足该煤层综放工作面的顶板活动要求。     

预应力端锚锚杆全锚后承载分布特征分析

为了分析锚固方式对锚杆承载特征的影响程度,便于巷道锚杆支护设计选型,本文采用理论分析和现场实测的方法,对比了全锚锚固和端部锚固条件下锚杆轴向力与剪应力分布特征。研究结果表明：锚杆承载分布特征与锚固条件、预应力、锚杆直径和围岩强度等密切相关;锚杆轴向力沿锚固段呈现单向递减趋势,锚杆剪应力沿锚固段呈现先增大后减小趋势,主要分布于锚固段400 mm范围内;在受岩层离层错动影响时,轴向力是约束围岩破坏的主导因素,剪力中性点呈现逐步向外侧转移的趋势,相较于端部锚固,全长锚固后锚杆对围岩变形和破坏敏感度更高,应力承载范围集中在离层破坏区域,应力峰值明显降低,应力分布更均匀平缓。研究结果可知：全长锚固可明显提升围岩-支护系统整体强度和刚度,在巷道支护初期就采用全长锚固支护方式,更具有支护主动性,可以更充分利用锚杆强度性能,及时消除围岩应力集中,技术优势明显。     

富水条件三软煤层沿空巷道支护设计优化

针对小屯煤矿沿空巷道顶底板岩性松软、沿空煤柱浸水失稳、围岩持续大变形等问题,通过现场围岩变形监测和拉拔试验,分析原有支护条件下围岩的变形特征和破坏原因,并对支护方案进行优化,提出"两帮中空注浆锚杆(锚索)高强预注+顶板高强全锚+底角注浆加固"的支护方案。经现场工业试验巷道的底鼓量、顶板下沉量和两帮移近量分别减少了38%、77%、40%,优化后的支护方案有效地控制了巷道围岩的变形破坏,保证了沿空巷道的稳定性,取得了良好的支护效果。     

立体化巷道布置对综放厚煤层自然发火的影响

针对传统综放厚煤层开采过程中遗煤较多、煤层易发火的问题,从巷道布置上分析了煤层自然发火的根本原因,提出了沿煤层顶板和底板分别布置区段回风巷和进风巷的立体化巷道布置方案。然后根据影响煤炭自燃危险性的因素建立层次结构模型及各层次判断矩阵,应用定性与定量相结合的层次分析法对煤层自然发火的危险性进行分析。分析结果表明,新型立体巷道布置体系使煤层自然发火的危险性降低一个等级。实际生产验证,采用立体化巷道布置以来工作面及采空区均未发生自然发火,证实了研究的客观性。     

大断面层状顶板巷道冒顶事故分析及支护措施

以曙光矿1212运输巷冒顶事故为工程背景,分析了冒顶事故发生的原因,认为地质构造是巷道冒顶的重要影响因素,在巷道掘进过程中,地质构造带的存在,尤其是断层的出现,会使地层结构发生大的变化,容易出现顶板事故;运用FLAC3D数值模拟软件对优化方案模拟进行了分析,认为保证顶板的整体性有利于顶板的稳定,提高顶板的支护强度,能有效控制顶底板及两帮移近量。     

动压条件下综采厚煤层沿空掘巷支护优化

为解决动压条件下厚煤层沿空巷道难以维护的问题,以内蒙古某矿1902N回风巷为研究背景,在分析沿空巷道围岩破坏机理的基础上建立窄煤柱受力特征的力学模型,通过沿空掘巷上覆岩层结构分析和力学计算,得出影响巷道稳定性的主要因素是实体煤帮承载能力和窄煤柱的稳定性,同时两者之间又存在相互联系,并在此基础上对沿空掘巷的支护方式及支护参数进行了优化。     

顶底双软薄煤层沿空留巷支护技术

针对顶底双软薄煤层沿空留巷出现的问题, 基于矿压关键层理论, 分析了沿空留巷围岩变形机理, 提出了预掘软弱顶板, 建立“Z”字台阶型沿空留巷结构的错位沿空留巷方法。现场实测表明:该方法采用优先垒砌矸石墙, 巷道内及时构建胶结充填体和单体支柱补强支护的沿空留巷工艺, 留巷效果良好。     

基于微震监测的金属矿山地压规律分析及监测研究北大核心

为探寻金属矿山地压活动规律,及时对其进行监测,以中关铁矿为研究对象,设计并布置了12通道高精度微震监测系统,通过多参数综合分析明确了微震活动性特征,进而揭示了地压活动规律,应用多指标综合分析得到了中关铁矿地压活动活跃期。结果表明:设计布置的微震监测系统校准了监测精度在其规定区域内时间、空间上的准确性结果与现场实际一致,监测结果有效可靠;结合微震事件发生位置和事件数,对微震活动性、累积视体积和能量指数等多参数进行分析,发现在同一时间轴下各参数变化规律及显著特征分布基本一致,在监测期间地压活动较为频繁;通过微震b值、EV值,确定了中关铁矿地压活动活跃期为2022-08-28—08-30、2022-09-14—09-17和2022-09-22—09-28,应加强观测,以便及时响应,这为基于微震监测技术在地压活动方面的监测提供了技术支撑。