掘进巷道过应力区支护优化设计

针对同忻矿二盘区5210巷在掘进期间,受F4断层应力影响,巷道掘进至450-480 m段巷道顶板出现严重破碎现象,导致应力区出现顶板支护质量差、支护失效率高等技术难题,分析了应力区顶板破碎机理,并对原顶板支护进行优化,提出了"桁架锚索支护+联锁梯形梁"联合支护设计.通过实际应用效果来看,采取联合支护措施,应力区顶板下沉量控制在0.14 m以下,有效控制了应力区围岩蠕动变形现象.     

采掘巷道应力区破碎围岩支护技术优化

基于朔州煤电有限公司8128回风顺槽掘进期间受集中应力影响,围岩出现严重破碎现象并伴随着局部冒漏,制约着巷道施工安全的问题,通过技术研究,分析了原支护设计主要存在的问题,对原支护进行优化,提出了“注浆加固+多筋梯子梁”联合支护措施。通过实际应用效果来看,支护优化后提高了破碎顶板控制效果,保证了巷道安全快速掘进,取得了显著应用成效。     

破碎围岩巷道变形特征及支护优化

为满足煤炭高效回采需要,现阶段巷道断面普遍较大,但掘进遇到破碎时会给巷道围岩控制带来较大制约。1502回风巷在掘进至1 205～1 303 m范围时受多个断层影响,围岩破碎且稳定性较差,巷道在原有的锚网索+架棚支护方式下难以实现围岩变形有效控制,顶板、巷帮最大变形量分别为181.1 mm、575.8 mm,甚至部分位置有支护体系失效风险。通过对破碎围岩巷道围岩变形特征进行分析,提出了采用以提升围岩支护体系强度以及自身承载能力为核心的支护优化技术方案。经过实践,1502回风巷在破碎带围岩变形得以有效控制,顶板、巷帮变形量控制在30 mm、75 mm。     

巷道掘进遇破碎顶板支护技术研究

山西某矿3302运输巷在掘进期间揭露有F7断层,在断层影响范围内巷道顶板破碎且构造应力集中,导致巷道顶板出现一定程度冒落、变形量大等问题。根据现场条件,提出使用注浆、组合锚索板对破碎巷道进行支护,通过注浆增强破碎顶板稳定性及承载能力,组合锚索板可充分发挥支护体系具备的刚度大、支护强度高以及支护面积大等优势,并对支护方案进行设计。现场应用后,3302运输巷在破碎顶板内掘进时,顶板保持稳定,监测得到顶板、巷帮变形量在15 mm、35 mm以内,围岩控制效果较好。     

掘进巷道应力区支护技术

基于王家岭煤矿18105辅运顺槽掘进后受集中应力影响,巷道出现顶板下沉、底板鼓起以及两帮收缩现象,分析了原支护设计主要存在的问题,并根据掘进现状,对原支护技术进行合理优化,提出了“注浆锚索+JW型锚索钢棚+L型钢带”联合支护技术。通过实际应用效果来看,采取联合支护技术后,巷道围岩整体稳定性大大提高,巷道顶板下沉量控制在0.15 m以下,两帮收敛量控制在0.24 m以下,取得了显著应用成效。     

掘进巷道过应力破碎带支护设计应用

针对野川煤矿三采区胶带巷掘进期间过断层带时,顶板出现破碎、冒落现象,通过技术研究提出了锚索梁支护设计。通过实际应用效果来看,锚索梁支护提高了支护强度,降低了应力区顶板破碎、下沉现象,保证了巷道安全快速掘进,避免了顶板重大安全事故的发生,取得了显著的应用成效。     

巷道过松软破碎煤层带掘进与支护技术研究

针对31107回风巷在掘进期间遇松软破碎煤层带,由于掘进及支护方式与现场条件不匹配,导致掘进过程中面临掘进效率低下、围岩变形严重以及安全风险高等问题,提出针对性的掘进、支护方案,并进行工程应用。结果表明,所提出的掘进及支护技术可提高巷道在松软破碎煤层中的掘进效率,并实现对巷道围岩的有效控制。     

掘进巷道破碎顶板支护应用

针对正明煤矿集中运输巷掘进期间受断层带影响,出现顶板破碎现象,采用传统U型钢棚支护时,钢棚支护承载强度小、变形严重,制约巷道安全快速掘进的问题,对U29型钢棚进行优化改进,采用了一套增阻抗压式U29型钢棚,并对该钢棚结构原理进行分析。通过实际应用效果来看,优化改进后的U型钢棚抗压效果好、不易变形,适用于大变形围岩中,取得显著应用成效。     

回采巷道围岩支护优化

山西某矿11305运输巷在地应力、地质构造以及原有支护方案支护强度低等因素综合影响下,呈现出围岩变形量大、变形持续时间长、后续使用需频繁修整等问题。为确保回采巷道安全使用,依据11305运输巷现场条件,提出以强化围岩表面支护、提升围岩承载能力并充分发挥锚索悬吊作用为核心的围岩支护优化方案,并具体对支护优化参数进行设计。经现场应用后,11305运输巷顶板、底板及巷帮收敛量分别控制在105 mm、182 mm及157mm以内,可满足巷道后续掘进及使用需要。     

破碎围岩的巷道支护优化技术

以山西某矿为研究对象,为了保障该矿回风下山巷道支护的安全稳定性,主要应用窥视仪去观测巷道的周围岩体结构,从而确定围岩的稳定范围。根据观察结果显示,位于巷道顶板处的岩层连贯性较好,处于帮部的煤岩体钻孔中3.0～3.8 m范围内裂隙纵向发育,围岩松散破碎,整体连贯性较差。经由巷道围岩强度测得,首采工作面的煤岩体平均大小为14.45 MPa,普氏系数为1.4,煤岩体偏软,具有较差的稳定性。基于此,对巷道支护进行了优化,采用“锚杆+锚索+W钢带补强”的联合支护措施,进而保障井下的生产安全。     

煤矿掘进巷道支护设计优化

根据现有顶板支护方式结合支护材料的主要参数,提出几种巷道支护设计优化方案,从而减少巷道的返修量,提高巷道的支护质量.     

半煤岩巷道快速掘进方案及支护设计

为解决巷道掘进效率和开采效率不匹配所导致煤矿生产效率低下的问题,以431301工作面为例在研究其地质条件及岩层性质的基础上,对巷道的布置方式通过数值模拟方式进行综合分析采用挑顶层位的巷道布置方式;同时,对巷道的掘进方案和支护方案进行设计以保证巷道掘进的效率和安全性.通过实践表明,生产所设计的掘进方案对应的掘进效率为传统掘进方案的3倍.     

采动影响巷道围岩支护参数优化的设计与实践

以21采区运输巷围岩控制为研究背景,提出通过采用强化支护、注浆以及底板支护等方式控制采动影响巷道围岩变形,并进行现场应用.现场应用后,巷道未有底鼓发生,同时巷帮、顶板变形量分别控制在223mm、108mm以内,围岩控制效果显著.研究成果可为其他矿井采动影响巷道围岩控制提供参考.     

采掘巷道的支护平衡设计及效果监测

为进一步保证采掘巷道的安全生产,降低巷道的支护成本,在对某矿井四采区巷道煤层、地质条件以及顶底板情况分析的基础上,提出基于平衡支护理念巷道支护所遵循的原则,并采用数值模拟手段对不同支护方案的效果,经过对比得出最佳支护方案,最终对所确定最佳支护方案的实践应用效果进行监测.     

矿井巷道掘进中锚杆支护优化技术研究

为实现矿井巷道的快速掘进,对比研究在端部锚固式锚杆支护和全长锚固式锚杆支护下,巷道围岩的变形情况,对掘进、支护、运输等工序进行设计优化,以实现煤矿安全高效开采,有效控制矿井巷道下围岩的变形.     

煤矿巷道开拓临时支护设备的优化设计

为解决煤矿巷道开拓时支护效率低导致掘进速度被制约的问题,在研究临时支护设备工作原理和主要结构的基础上,基于WorkBech软件建立临时支护设备三维模型,对其进行有限元和模态仿真分析,并且针对顶梁结构的应力集中现象和重量过大导致推移困难,通过调整顶梁纵向工字钢和弯曲工字钢的数量进行优化设计,并对优化后临时支护设备的应力、应变以及质量进行对比.     

采动影响巷道围岩支护参数优化研究

以8503运输巷围岩控制为工程背景,针对原有支护方案无法满足采动影响巷道围岩控制需要的问题,对支护参数进行优化,最终确定通过在巷道顶板上增加布置工字钢,并与锚索共同作用形成桁架方式提高围岩控制能力.基现场应用结果表明,采用优化后的支护参数后8503运输巷围岩变形量得以明显降低,可满足8503工作面高效回采需要.     

深部大巷围岩支护优化设计研究

以某矿的围岩性质、地质特征为依据,在充分分析原有支护破坏原理的情况下,以FLAC3D为技术手段,提出了长锚杆顶锚索不对称二次联合支护的对策。通过对模拟结果的分析,得到巷道的围岩变形量控制在了安全范围以内,为该类矿井的支护提供了设计参考。     

掘支锚联合机组支撑油缸多目标优化设计

研发了一种适用于综掘巷道的掘支锚联合机组。为提高掘支锚联合机组支护机构的安全性与稳定性,根据参数化建模和分析方法研究了支护结构支撑油缸刚度对结构频响特性的影响,以各支撑油缸的刚度为设计变量,结构的最大位移振幅最小及最大应力振幅最小为优化目标函数,对支撑油缸刚度进行优化设计,确定了各弹簧的最佳刚度,并进行了实验验证。结果表明：优化后模型在3个轴向的最大应力响应比优化前分别减小了96.72%、95.87%、96.65%;优化后模型的最大位移响应在Z轴方向虽然比之前略有增大,但X轴和Y轴方向分别减小了98.17%和74.61%;实验结果与仿真结果的固有频率最大误差为8.6%,且频响曲线变化规律基本一致,证明了优化设计的有效性。