断层破碎区域煤岩体动压影响范围确定

断层破碎区域的巷道极易发生变形,随着回采工作面的推进,工作面前方会造成应力集中且加剧断层的活化或者运移,诱发矿区动力学灾害。为了确定断层区煤岩体动压影响范围,以屯宝煤矿缓倾斜煤层1193工作面为研究背景,联合现场实测和理论分析,通过现场布置煤壁应力计和锚杆应力计来收集围岩内部的应力分布信号。以巷道表面变形测量为基础,结合内部应力变化的综合考量,从整体上分析可以确定断层发育区域的动压影响范围为34 m,峰值位置为5 m。动压影响范围的科学确定可以为巷道的合理支护提供支撑,从而保障屯宝煤矿1193综放工作面在断层区域的安全高效生产。     

巷道断层区破碎顶板支护优化应用

回坡底煤矿1121巷掘进过断层期间顶板破碎冒落,原支护设计已不能满足要求;拟优化采用“超前注浆+JW型锚索钢带+梯形梁U29棚”联合支护方案;应用表明,巷道顶板得到有效控制,顶板下沉量控制在0.14 m以下;取得良好的应用成效。     

断层破碎区煤岩体失稳机制与协同控制技术研究

以清水营煤矿复杂煤层工作面穿越断层区域为工程背景,对断层区煤岩结构失稳机制进行研究,给出了断层挤压冒顶的判断条件,确定了"内部耦合+外部约束"的协同控制方法。内部控制采取了锚杆与注浆控制结构,提高支护结构与煤岩体相互作用和适应能力;外部控制方法采取架棚铰顶、开采工艺装备优化调整等。应用实践表明,断层区煤岩体内外部控制方案在提高煤岩体自身强度的基础上加强了煤岩体抵抗变形的外部约束,减少了煤岩体灾变概率,实现了断层区冒落煤层的压缩与支撑协同、煤岩体下沉变形、破坏、失稳致灾过程受限与过程可控,从源头上实现了减灾与安全开采。     

掘进巷道过断层破碎区支护技术

针对2041巷掘进期间过F4断层时顶板出现破碎、局部冒漏现象,对原顶板支护主要存在的问题进行合理分析,并提出了曲型梁棚+超前注浆锚索联合支护.通过实际应用效果来看,采取联合支护技术后,有效控制了顶板破碎、下沉现象,取得了显著应用成效.     

破碎岩体锚固及承载失稳机制研究

破碎岩体锚杆支护加固作用已被普遍证明,但对荷载作用下破碎岩体锚固及承载失稳机制仍不清晰。基于此,开展系列破碎岩体锚固试验,揭示破碎岩体锚固及承载失稳机制,得出不同条件下破碎岩体稳定承载支护条件,提出破碎岩体锚固支护建议。与常规岩体锚杆支护受力特征截然相反的是,破碎岩体在荷载作用下产生变形破坏特征响应时,锚杆受力呈现逐渐衰减演化特征,锚杆支护对破碎岩体支护作用仅体现为施加预紧力产生的主动支护效应。锚固破碎岩体间呈力链结构铰接,以压力拱结构承载,拱下岩体起着支撑压力拱及将锚杆支护作用传递至压力拱的力学媒介作用,是压力拱能否稳定承载的关键。破碎岩体产生变形破坏响应特征时,岩体间力链结构稳定性降低,拱下岩体对压力拱支撑及将锚杆支护作用传递至压力拱的力学媒介作用减弱。破碎岩体锚固失稳机制表现为拱下岩体支撑作用弱化及锚杆支护作用衰减双重因素叠加诱导的结构性失稳。不同物理力学及支护参数条件,改变的是压力拱拱下岩体稳定性及其力学媒介作用,影响破碎岩体压力拱结构稳定性及锚杆支护作用。获得了不同物理力学参数条件下破碎岩体锚固稳定承载条件,提出了破碎岩体锚固支护合理建议：统计破碎岩体平均粒径,确定合理锚杆支...     

断层区巷道围岩破碎机理及控制技术

长春兴煤矿307回风巷掘进过断层区时,围岩出现严重破碎现象,导致巷道顶板下沉、两帮垮落,制约巷道安全快速掘进。基于此,研究分析了巷道围岩破碎机理,根据掘进现状对断层区破碎围岩原永久支护进行了优化,提出了注浆加固、矩形钢棚联合加强支护技术方案。实际应用效果表明,采取联合支护技术后,巷道在后期过断层区未出现围岩严重破碎现象,顶板下沉量不足0.12 m,两帮收缩量不足0.25 m,控制在允许范围内,应用成效显著。     

坚硬顶板条件下煤岩体冲击失稳特征与信息研究

基于坚硬顶板条件下煤岩冲击倾向性的细观特征分析,对坚硬顶板条件下煤岩冲击失稳前后特征与信息进行研究。分析了不同冲击倾向性煤岩体表面细观形貌特征,探讨了煤岩冲击动力失稳发生前后煤岩体内细观结构特征及有机显微组分的变化,深入认识了煤岩冲击动力失稳机理及煤岩体冲击倾向性。     

断层应力区巷道顶板支护优化设计

1208运巷在过F4断层时,巷道顶板出现破碎、下沉以及局部冒顶现象,不仅降低了巷道掘进效率,而且威胁施工安全。通过分析原巷道支护设计存在的主要问题,对原支护进行优化,提出了“注浆锚棚+纵向桁架锚索”等联合支护措施。通过实际应用效果观察发现,支护设计优化后,加强了顶板稳定性,防止了顶板冒落事故发生。     

2305巷掘进工作面顶板破碎区支护优化

三盘区4#层2305巷掘进期间顶板破碎、离层,导致巷道成形差、支护难度大、围岩变形严重等问题,对断层群应力区巷道顶板采取"铺设钢筋网+施工联锁锚索梁棚+液压伸缩钢棚"等联合控制措施,有效防止了顶板破碎、下沉现象.     

隧道穿越断层破碎带塌方失稳的突变模型研究

建立了隧道穿越断层破碎带的力学模型, 根据所建立的力学模型, 利用突变理论建立了耦合地下水、系统几何参数、介质刚度等因素的尖点突变模型来进行隧道穿越断层破碎带的稳定性突变分析, 并建立了隧道穿越断层破碎带突发失稳的判据。     

断层破碎带注浆堵水技术

介绍了鹤壁煤电股分有限公司第三煤矿北翼新副井井底车场交汇断层破碎带涌水注浆堵水施工工艺及效果     

断层采动活化对导水裂隙带高度影响的模拟实验研究

通过物理模拟研究了断层采动活化对导水裂隙带高度的影响,实验结果表明:断层断至层位在正常导水裂隙带范围内,断层活化对导水裂隙带高度没有影响;断层断至层位在正常导水裂隙带范围之外,受断层切割的关键层因断层活化而失去控制作用,导水裂隙带将发育到上一层关键层的底部;断层断至层位高度相同时,导水裂隙带发育高度相同,但此时工作面推进方向与断层面倾向的位置关系对导水裂隙发育速度有一定影响。     

断层破碎带巷道的锚网喷架联合支护技术

断层破碎带巷道围岩变形呈现软岩特征,原有的巷道支护方式和技术失效。为解决断层破碎带支护问题和保证施工工期,根据软岩巷道支护理论,结合围岩性质提出了锚网喷架联合支护技术,并对设计方案进行了优化及分析。采用数值模拟对支护效果进行了分析,提出用药卷锚杆代替管缝式锚杆,架后充填进行释能让压,二次支护与巷道掘进平行作业。矿压监测结果表明,锚网喷架联合支护控制了巷道围岩的变形,保证了施工的安全,施工进度提高了66.7%。     

斜交断层工作面内部留巷技术应用

介绍了斜交断层工作面内部留巷技术在义络公司的成功应用经验。     

断层影响下底板采动临界突水水压解析解

考虑采动矿压和煤层隔水底板下承压含水层水压的联合作用,推导出断层影响下底板突水的水压力解析式。运用试算法搜索出最危险底板剪切破裂面及临界突水水压。在此基础上,分析了工作面开切眼到断层带距离、断层倾角、工作面推进方向以及侧压力系数等因素对底板临界突水水压的影响规律。算例显示,临界突水水压随工作面开切眼到断层带距离的加大而减小;随着断层倾角的减小,临界突水水压先减小后增加,但当断层倾角小于某一临界角度时,底板不沿断层面破坏;由断层下盘向上盘推进时的临界突水水压较由断层上盘向下盘推进时大,但无论工作面的推进方向如何,临界突水水压皆随着工作面过断层带距离的加大而逐步减小;随着侧压力系数的加大,临界突水水压先增大后逐渐减小。实例应用表明,临界突水水压计算判别结果与实际情况吻合。     

断层构造影响带巷道全锚索支护技术

为了解决断层构造带内巷道的支护问题,针对车集煤矿2614工作面位于落差0~50 m断层影响内的地质状况,分析断层构造影响带内巷道支护的影响因素,研究得出巷道原有支护体系中锚杆失效的原因是围岩的破碎和锚杆长度的局限性使其无法提供足够的预应力;分析锚索支护的原理,和锚杆相比,锚索的长度、预应力及承载能力都比较大,更适用于断层构造影响带内的松软破碎围岩巷道的支护。同时,根据对原有锚杆支护失效的原因和锚索支护原理的分析,设计采用短锚索代替锚杆的全锚索支护,数值模拟结果分析和现场矿压观测数据都证明了全锚索支护的优越性。     

深井高应力破碎软岩巷道过断层支护技术研究

针对深部软岩破碎巷道遇断层后,巷道围岩变形量增大、易造成顶板垮落、底鼓变形破坏剧烈等问题,对高应力软岩巷道过断层支护机理进行了研究.通过采用数值模拟与现场实践相结合的方法,确定金属网、U型钢拱支架、喷浆、注浆和锚索的综合支护方式.应用结果表明,巷道顶底板和两帮的变形量大大减小,有效控制了深部高应力破碎软岩巷道的大变...     

断层带岩体裂隙网络蒙特卡罗模拟及应用

介绍了应用蒙特卡罗方法模拟岩体裂隙网络系统。计算结果充分体现了岩体中裂隙网络的渗透性,80%以上的结构面相互连通,构成水力联系,并且显示出三个优势导水方向,即NE、NW和近EW。模拟结果可作为断层渗透性和导水性分析以及防水煤柱留设研究的依据。     

逆断层影响区域破碎巷道稳定性控制对策分析

福建马坑铁矿中矿段区域矿体受到贯穿逆断层影响,近断层区域岩体稳定性较差,从而导致巷道支护难度大、多次返修等问题。针对该问题,通过采用现场超声波测试,利用波速梯度最大数值作为松动圈范围判别准则,确定该巷道的松动圈范围1.6m~1.8m;结合现场踏勘、岩体质量分级与理论计算结果,提出近断层区域巷道支护方案,即树脂锚杆+金属网+喷射混凝土+钢拱架联合支护方式,树脂锚杆长2.5 m,锚杆间排据均为1.2 m,喷射混凝土厚度为100 mm,采用数值模拟方法,进行支护参数优化方案与现场支护方案对比,模拟结果显示,优化的支护方案可控制围岩变形,提高围岩自稳能力,具有良好的支护效果。