动压影响巷道围岩加固方案设计与应用

以153303工作面回风巷为研究对象,采用FLAC3D分别模拟回风巷与9煤遗留煤柱不同布置方式及回风巷与153301工作面之间留设不同尺寸区段煤柱时,巷道应力场分布和围岩变形特征。根据模拟可知,当错距为60 m、区段煤柱为30 m时,巷道稳定性最优。对回风巷采用锚索支护和注浆加固,通过监测巷道围岩变形量可知,加固措施效果良好。     

窄煤柱巷道围岩控制技术研究

窄煤柱可提高煤炭采收率、提高矿井经济效益。但由于煤柱留设宽度小、在邻近采面采空区侧向压力以及本采面采动压力作用下容易出现巷道围岩变形量过大的问题,围岩控制难度高。5303回风巷采用8 m窄煤柱护巷,针对巷道围岩受力、围岩特征及变形特点,提出综合使用锚网索喷方式支护围岩,采用注浆对窄煤柱进行加固,通过水力压裂以及底板卸压槽方式降低顶板压力及围岩应力影响。现场应用后,5303回风巷围岩变形量整体较小,窄煤柱保持稳定,采用的支护措施可满足回风巷使用需求。     

三软煤层复合顶板留小煤柱沿空掘巷锚网带索支护技术

针对三软煤层复合顶板条件下小煤柱沿空掘巷的支护问题,对其围岩的关键块体和支护结构进行稳定性分析,结合许疃矿三软煤层复合顶板的特殊地质条件,应用FLAC2D对7128工作面回风巷掘进前的围岩应力分布情况和不同小煤柱留设宽度下巷道围岩的应力和变形情况进行数值模拟,得出沿空掘巷小煤柱留设宽度对软煤和中硬煤顶板下沉量的影响程度及巷道围岩变形控制的关键因素,确定留小煤柱的合理宽度为5 m,且优化设计了锚网带索支护方案,并在7128工作面回风巷进行了工业性实验,效果良好。     

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。     

特厚煤层综放工作面沿空掘巷小煤柱留设与支护研究

为研究特厚煤层综放工作面沿空掘巷留设小煤柱的合理宽度,以塔山煤矿8117工作面回风巷为研究对象,采用理论计算、数值模拟和现场实测相结合的研究方法进行研究。研究表明：相邻工作面采空区稳定后煤体侧向支承应力降低区范围为0～13.7 m,煤柱宽度在8 m以下可确保8117工作面回风巷处于应力降低区,有利于巷道围岩的稳定;煤柱宽度大于8 m时,煤柱内弹性区随煤柱宽度的增加而增大,煤柱中部垂直应力开始超过原岩应力;最终确定采用8 m小煤柱。现场观测表明,留设8 m煤柱时,8117回风巷在掘进和回采阶段巷道两帮移近量和顶底板下沉量较小,煤柱可以有效支撑顶板、控制围岩变形。     

沿空掘巷煤柱宽度尺寸优化研究

以陕西彬长胡家河矿业有限公司401110工作面回风巷为研究对象,采用数值模拟和现场实测相结合的研究方法分析了沿空掘巷煤柱宽度合理尺寸。研究表明：煤柱宽度在6 m以下巷道围岩顶底板和两帮变形量较大,沿空掘巷煤柱尺寸范围在6～10 m可保障巷道围岩稳定。现场观测表明,留设8 m煤柱时采用锚网索联合支护,巷道顶底板围岩移近量为178 mm,两帮围岩移近量为272 mm,支护效果良好。     

厚煤层沿空巷道合理煤柱宽度留设及围岩控制研究

为解决18504与18506工作面间合理煤柱宽度留设及有效控制18506工作面辅运巷围岩变形的问题,根据18506工作面地质条件对辅运巷的支护参数进行设计,并实施矿压观测。结果表明:两工作面间合理煤柱宽度为19m,18506工作面辅运巷在19m护巷煤柱宽度现有支护方式下锚杆(索)受力和围岩变形量合理,满足回采巷道的使用要求。     

深部回采巷道区段煤柱合理宽度研究

为了揭示深部矿井回采巷道不同煤柱宽度条件下的围岩位移分布特征及变化规律,根据平煤股份六矿丁56-22220工作面回风巷道的工程地质和技术条件,结合理论计算,应用数值模拟(FLAC3D)分析了围岩位移分布特征以及变化规律。研究结果表明,在一定的护巷煤柱的宽度下,并非煤柱越宽越稳定;煤柱在3~6 m时巷道变形量较小,大于6 m时巷道变形量较大。该研究为类似开采条件下的区段合理煤柱宽度的选择确定提供了参考依据,有利于巷道合理的支护和维护、巷道围岩稳定性控制以及提高煤炭资源采出率。     

大倾角煤层沿空掘巷煤柱留设尺寸探究与应用

为确定大倾角煤层沿空掘巷预留小煤柱合理宽度,通过理论计算对护巷煤柱宽度进行了分析;运用UDEC模拟软件对不同煤柱宽度下巷道的变形量和煤柱应力进行了数值模拟。结果表明:理论计算的煤柱合理宽度应为5m;综合数值模拟中煤层顶板支承压力分布、巷道变形量和煤柱应力集中情况选取煤柱宽度为5m,与理论计算相符;将所得结果应用于21071工作面回风巷的掘进,即留设5m煤柱沿空掘进巷道,回采期巷道变形量能满足矿井正常生产需求,无需返修。     

特厚煤层综放开采沿空掘巷煤柱合理宽度研究

针对特厚煤层综放开采沿空掘巷时宽煤柱护巷效果不佳,煤壁片帮、围岩变形量大、煤炭资源浪费严重等现状。以伊犁潘津工业煤矿2302工作面回风巷为工程背景,基于极限平衡理论探究了侧压系数、采高、埋深及煤柱支护阻力等因素对窄煤柱宽度的影响规律。结果表明,随着前三者逐渐增大,煤柱宽度也随之增大,后者反之|煤柱合理宽度取值范围的上下极限差值也随之增大,而后者几乎不发生变化。此外,结合现场地质条件,确定了窄煤柱宽度为6m,同时采用数值计算验证了其合理性,并在2302工作面回风巷进行了工业性试验。现场结果表明,6m窄煤柱在沿空掘巷期间,巷道断面开拓轮廓无明显变形,围岩控制效果显著。     

浅埋深厚煤层护巷煤柱合理尺寸研究

为减小护巷煤柱宽度,提高盘区采出率,在分析受采动影响的203工作面回采巷道矿压显现特征的基础上,针对浅埋深巷道矿压显现不明显的实际情况,通过理论计算,得出隆德矿2~#煤层合理的护巷煤柱宽度为8.3~12.2 m;采用FLAC3D数值模拟分析了护巷煤柱宽度为8 m、10 m、12 m、16 m时的巷道围岩变形和塑性区分布规律。分析结果表明,随着煤柱宽度的增加,巷道围岩变形量减小,煤柱更加稳定,但当煤柱宽度超过12 m时,加大煤柱宽度对维护巷道的稳定作用并不明显,最终确定护巷煤柱宽度为12 m。现场实践表明,煤柱留设宽度减至8 m后,仍可满足下一工作面安全开采要求。     

大采高工作面沿空掘巷护巷煤柱稳定性分析

为了确定昌恒煤矿4103大采高工作面护巷煤柱合理宽度,对煤柱两侧弹塑性极限平衡区进行了计算,采用FLAC~(3D)数值模拟软件对不同煤柱宽度下巷道围岩变形量、煤柱稳定性进行了对比分析。结果表明:当煤柱宽度大于6 m后,煤柱中应力分布呈现出双峰值特征。随着煤柱宽度的增加,巷道表面位移量减小。当煤柱宽度大于8 m后,在煤柱中部出现约4 m宽的弹性核,煤柱及巷道处于稳定状态,煤柱应力峰值及巷道变形量基本不变,由此确定4103工作面合理护巷煤柱宽度为8 m。     

特厚煤层综放工作面小煤柱留设合理宽度研究

针对某矿特厚煤层回采巷道变形严重,甚至局部底鼓,煤柱尺寸过大,煤炭资源损失严重等难题,以该矿8204工作面回风巷为研究背景,通过理论计算和数值模拟确定合理煤柱宽度,使用窄煤柱沿空掘巷的技术对8204工作面回风巷进行试验研究,最终确定了8 m的小煤柱.现场观测表明:小煤柱内部裂隙发育,但煤柱整体完整性较好;掘巷期间巷道两帮最大移近量61 mm,顶底板最大移近量55 mm,巷道变形量完整较小,能够保证巷道围岩稳定.本次设计煤柱尺寸合理,同时增加了煤炭采出率,促进了矿井安全高效生产.     

特厚煤层综放开采侧方临空覆岩空间结构运动规律及煤柱宽度研究

基于郭家河煤矿1305工作面回风巷围岩破碎严重、巷道变形大的开采现状,综合运用现场实测、矿压理论、断裂力学及数值模拟等多种方法,对工作面进入侧方采空区支承压力影响范围前后的巷道围岩变形与破碎状况、侧方覆岩空间结构运动规律、合理区段煤柱宽度等进行了分析。研究结果表明:侧方采空区影响下,临空巷道表面变形量与围岩破碎程度显著增加;侧方覆岩结构破断形成"弧形三角块",B岩块起到关键性作用;保证巷道围岩稳定的区段煤柱宽度不应小于35m。     

孤岛综放工作面沿空掘巷窄煤柱留设宽度优化设计

为了解决孤岛综放工作面沿空掘巷矿压显现剧烈、巷道围岩控制困难的难题,运用理论计算、数值模拟及现场实测的方法,研究了孤岛综放工作面回采巷道在不同宽度窄煤柱条件下的围岩稳定状况。基于采空区侧煤体支承压力分布特征以及沿空掘巷的力学模型,分别从内应力场和极限平衡理论角度计算分析,确定了护巷窄煤柱留设宽度的合理尺寸范围为4.46~7.3m。采用数值模拟方法对窄煤柱留设尺寸进行了对比分析,得到3204孤岛综放工作面护巷窄煤柱的最优尺寸为5 m。现场监测数据表明:3204工作面回风巷道两帮的最大变形量为147 mm,顶底板最大变形量为95 mm,能够满足安全生产要求。     

深井沿空掘巷煤柱合理宽度确定及支护参数优化

为了解决顾桥煤矿深部巷道小煤柱沿空掘巷的支护难题,根据顾桥煤矿1121(1)综采面回风巷的工程地质条件,采用数值模拟方法对5,8及10m三种不同宽度煤柱条件下的围岩应力分布规律进行了模拟研究。结果表明:在相同的地质及采矿条件下,8m煤柱的应力峰值最小、5m煤柱的应力峰值最大,说明该巷道合理的煤柱宽度应为8m。同时对该巷道锚索网支护进行了设计,巷道支护实践及矿压观测结果表明,1121(1)综采面回风巷采用所确定的合理煤柱宽度及锚索网支护参数,有利于保持煤柱及巷道围岩的稳定。     

特殊地质条件下工作面终采线合理位置的确定

为解决褶皱构造条件下龙马矿3206工作面终采线合理位置确定的问题,模拟了3206工作面终采线距3207工作面回风巷25、20、15、10 m时回风巷的应力分布情况,并对比分析其围岩变形情况,结果表明:3206工作面终采线距3207工作面回风巷20 m时,围岩应力为6.2～ 12.6 MPa,支承压力峰值达到最小值,巷道顶板下沉量控制在100 mm以内,在保证3206工作面安全回采及减少煤柱损失的同时,也确保了3207工作面回风巷的稳定.     

中厚煤层窄煤柱沿空掘巷围岩稳定性研究

以恒源煤矿487工作面窄煤柱沿空掘巷为工程背景,基于该矿工程实况采用理论计算、数值模拟等手段综合确定487工作面回风巷最优护巷煤柱宽度为5m;基于数值模拟分析了487工作面回采后沿空掘巷超前段顶板、实体煤以及煤柱内围岩应力分布、围岩变形与塑形区演化特征,针对性提出了高强锚杆索组合非对称支护技术,并分析了巷道支护应力场的...     

预裂切顶卸压技术在王庄煤矿6212工作面的应用

王庄煤矿6212工作面与6208工作面相邻,两工作面之间留设5 m保护小煤柱,6208工作面回风巷受6212工作面采动影响,顶、底板最大移近量约1 502 mm,两帮最大移近量约2 087 mm,巷道变形收缩严重。通过对6212工作面回风巷进行预裂切顶卸压,6208工作面回风巷顶、底板平均移近量减小了53.92%,两帮平均移近量减小了56.97%。实践证明:采用预裂切顶卸压技术可以有效控制6208工作面回风巷围岩的变形,保证巷道稳定,减小工程维修量。     

新景矿沿空掘巷围岩变形控制研究

为了解决沿空留巷围岩变形大的问题,以新景矿3216工作面为研究背景,利用数值模拟软件对不同煤柱宽度下应力及巷道变形曲线进行分析,确定了合理煤柱留设宽度6m,在此基础上给出了锚索锚网联合支护方案.通过现场实践对煤柱宽度6m下巷道支护方案的可行性进行验证,发现巷道变形及巷道变形速度均得到有效的控制,巷道整体变形量处于可控范...