顶板裂隙水及小煤窑采空区影响区掘进巷道探放水技术研究

巷道涌水或者顶板大量淋水会给巷道掘进以及围岩控制等带来较大制约。超前疏排是确保巷道掘进安全的主要技术措施。3506运输巷掘进期间面临顶板裂隙水以及采空区积水,且采空区积水范围以及积水量等参数不明。为确保巷道掘进安全,提出综合使用定向长钻孔、物探以及短距离钻孔对顶板裂隙水及采空区积水进行疏排。定向长钻孔施工可与巷道掘进平行开展,不仅不会影响巷道掘进效率,而且可通过超前疏排减少顶板含水层以及采空区内积水量,降低后续短小距离钻孔疏排量并提高巷道掘进安全系数;短距离钻孔可实现巷道掘进范围内探测,确保不出现探测空白区并进一步疏排顶板积水。现场应用后,3506运输巷掘进期间顶板几乎不出现淋水情况,同时巷道掘进进尺仍可保持240 m/月,表明现场采用的探放水技术取得较好成果。     

顶板淋水对巷道围岩变形的影响数值分析

为解决巷道顶板受淋水影响易于冒落的问题,采用数值模拟的方法研究了巷道掘进初期无淋水及后期顶板发生淋水不同条件下围岩受力、变形及破坏特征变化情况。结果表明:水对岩体性质及受力状态产生显著影响,受顶板淋水影响,围岩发生膨胀变形,应力增大,应力集中区范围扩大;围岩遇水后强度降低,受应力增大及强度降低2方面影响,岩体变形显著增大,并发生破坏现象;基于鄂尔多斯某矿实际物理力学参数的数值计算结果,顶板淋水时垂直应力和水平应力分别比无淋水时增大50%和13.8%。顶板下沉量比无淋水时增加450%,顶板塑性区增大至无水时的2.3倍。针对此类巷道及时采取注浆加固或架棚的方式,可有效降低顶板冒落事故的发生。     

煤巷掘进过断层破碎带超前支护研究

+350运输巷掘进范围内存在DF16断层,该断层具有一定导水性且断层破碎带内围岩破碎,巷道过断层时面临淋水、破碎顶板垮落、围岩变形量大等问题。依据现场条件,提出综合使用超前注浆+预应力锚杆(索)+钢架棚方式控制断层破碎带围岩,通过注浆封堵断层破碎带内导水裂隙,降低甚至避免掘进期间围岩出现淋水,并提高围岩稳定性;通过预应力锚杆(索)给围岩施加一定预紧力,降低变形量;充分利用钢架棚刚度大的优势给破碎围岩提供足够支护强度。巷道掘进过DF16断层破碎带期间,围岩未出现淋水、垮落等问题,同时围岩变形较小,不会给巷道掘进造成影响。     

顶板淋水回采巷道支护优化设计

以西铭煤矿8#煤层48710工作面运输顺槽为实例,淋水顶板造成巷道围岩变形大、支护失效;分析认为,淋水顶板巷道变形主要由复杂的水-岩作用引起,同时淋水对锚固造成了一定的影响;对巷道支护方案进行优化设计并通过现场验证,有效减少了巷道的变形;保证了生产安全,降低了巷道维护费用,提高了掘进速率,有助于矿井安全高效生产。     

巷道掘进过导水断层深孔帷幕注浆技术应用

为确保3502运输巷安全掘进过DF113断层，结合现场情况提出以深孔帷幕注浆为主、超前小导管为辅的防治水以及围岩加固技术方案，并通过锚网索梁联合支护体系降低巷道过断层期间围岩变形量。采用理论计算法确定帷幕注浆加固范围并给出帷幕注浆钻孔布置、注浆技术参数，帷幕注浆加固范围远超过巷道掘进扰动范围，可实现导水通道有效封堵；为新一步封堵围岩裂隙并提高围岩强度，在巷道断面布置超前小导管；采用锚网索梁联合支护体系，充分发挥高预紧力锚杆及锚索支护效果，降低变形量。现场应用后，3502运输巷过DF113断层期间围岩基本不出现淋水情况，同时巷道围岩变形量较小，确保了巷道安全掘进。     

构造破碎带大巷顶板淋水注浆封堵技术

针对赵庄二号井西轨大巷构造破碎区巷道围岩变形、喷浆层开裂、顶板淋水的问题,通过分析巷道顶板淋水来源和围岩结构特征,提出了该巷道淋水封堵原则,并通过现场试验的方法,对大巷围岩顶板和巷帮封堵注浆施工顺序、注浆钻孔管路固定、封孔工艺以及注浆压力等技术工艺进行了分析。工业试验表明:巷道围岩浅部节理裂隙通过构造裂隙与巷道顶板裂隙含水层导通,是形成巷道顶板淋水的原因。提出了"先帮后顶,帮部由下向上,顶板先两侧后中间"的累积注浆施工工艺,确定该巷道顶板注浆压力为2~4 MPa,巷帮注浆压力为4~6 MPa。     

综合防治水技术在综掘煤巷施工中的应用

为解决某矿30902工作面回采巷道掘进期间面临顶板涌出量大问题，提出采用长距离顶板钻孔对巷道顶板含水层进行超前探测及疏排，并针对局部顶板富水区采用中空注浆锚杆进行改造、加固。现场应用后，30902工作面回采巷道可保持20 m/d掘进速度，期间巷道顶板淋水量控制在3 m³/h以内，巷道掘进基本不受顶板淋水影响，取得较好的防治水效果。     

木瓜煤矿顶板淋水区域巷道支护技术研究与应用

为探究顶板淋水对木瓜煤矿10~#煤层回采巷道围岩稳定性的影响,通过对比分析顶板淋水和非淋水区域巷道的变形情况,发现顶板淋水区域巷道围岩位移量过大。通过对淋水区域巷道支护方式进行优化,顶底板移近量减小82.7%,两帮移近量减小77.5%,有效控制了顶板淋水区域围岩的失稳破坏。     

锦程煤矿顶板淋水围岩稳定性控制技术研究

针对巷道顶板淋水造成的围岩大变形,以锦程煤矿10-205运输顺槽为工程背景,通过矿物成分及水样成分测定、微观结构扫描分析及围岩物理力学强度测试,揭示了淋水巷道变形失稳机理,即含水层偏酸性水的溶蚀作用导致围岩的强度降低。结合淋水巷道围岩失稳机理,提出优化支护方案并应用于现场。应用结果表明,巷道通过淋水区域时,顶底板最大移近量约为50 mm,两帮最大移近量约为40 mm,围岩变形量较小,应用效果良好。     

厚层泥岩淋水顶板过断层锚注架联合支护技术

为解决胡家河煤矿北西辅运大巷掘进过F22断层穿层期间厚层泥岩淋水顶板支护难题,分析研究了断层对顶板淋水影响及淋水巷道对围岩、锚固结构的弱化机理。结合注锚架喷联合支护原理,采用顶板施工集中泄水钻孔、超前注浆、架设U型棚、喷浆封闭支护技术,确定了合理的锚网索支护参数,并成功的应用于现场。工程实践表明,应用该技术后,巷道掘进期间围岩较为稳定,再未出现明显下沉及漏顶现象,顶板淋水明显减少,断层面前后巷道围岩下沉得到控制,两帮再未发生收敛,巷道掘进满足安全生产需要。     

顶板淋水对巷道围岩变形破坏的影响及防治

基于某矿8203工作面5203回风平巷受顶板淋水的影响,致使顶板发生垮落,围岩变形破坏严重,难以实现该巷道的维护。运用理论分析、数值模拟和现场监测等方法,研究分析了巷道顶板在淋水条件下的围岩力学性质、塑性区扩展、巷道围岩应力和位移的变化规律。结果表明,顶板淋水会使围岩强度降低,变形量增加,顶板支护越困难。针对以上支护难题,提出了锚网索联合支护-新型防水锚固剂-注浆法等支护手段,并成功应用于5203回风平巷的维护。     

汾源煤业5-1022回风巷道顶板淋水封堵技术研究

为解决巷道顶板淋水带来的安全隐患,以5-102工作面回风巷为工程背景,开展巷道顶板淋水注浆封堵技术研究。通过观测巷道围岩裂隙发育特征,设计了巷道注浆封堵方案以及注浆封堵工艺。最后通过钻孔窥视和顶板淋水统计分析注浆封堵的效果。结果表明,巷道围岩导水裂隙封堵效果良好,封堵段巷道顶板淋水现象明显减少。     

厚煤层顶板定向钻孔技术研究与应用

保德煤矿三盘区深部大巷延伸为全煤巷道,区域煤层厚度7.4m以上,巷道沿煤层底板掘进,巷道高度3.8m。通过在三盘区深部大巷延伸区域沿8#煤层顶板施工下行定向长钻孔对掘进区域进行超前预抽,大幅降低了掘进区域瓦斯压力和瓦斯含量;巷道掘进形成自由空间从而产生微裂松动区,进而增加了围岩的透气性,在巷道掘进期间顶板煤层定向钻孔作为煤层顶板高抽孔抽放,降低了掘进工作面瓦斯涌出量并解决了巷道层流问题。通过采取厚煤层顶板定向钻孔技术,掘进工作面瓦斯问题得到了合理解决。     

庞庞塔煤矿回采巷道顶板防治水技术研究

庞庞塔煤矿9-3012巷道在掘进过程中揭露一弱富水区域,巷道顶板淋水量大,围岩稳定性较差。通过岩石力学参数测试、矿物组分测试、锚杆(索)原位拉拔测试等方法对巷道变形破坏的原因进行了分析,并在此基础上提出了相应的围岩稳定性控制措施,工程监测结果表明该治理措施可以有效控制巷道围岩变形。     

弱含水条件下软岩巷道顶板破坏机理与控制技术

针对王洼二矿软岩回采巷道掘进初期顶板变形严重,在顶板弱含水的长期作用下,掘后顶板持续性整体下沉,导致支护困难的实际情况,对顶板围岩进行了成分、微结构分析和现场观测。在此基础上,分析了弱含水条件下软岩巷道顶板变形破坏的机理:即巷道微结构宏观发育和围岩物理力学强度低是巷道掘进初期顶板变形的主要原因,水的存在和长期作用将会导致巷道顶板后期变形更为严重。提出了高强度高预应力围岩控制方案并应用于实践。现场实测表明,巷道顶板最大下沉量为45 mm,并进入长期稳定状态,巷道支护状况良好。     

土城矿“三软”巷道沿空掘巷锚注支护的选择及运用

土城矿15127回风巷在"三软"巷道沿空掘进,顶板及巷帮淋水较大,底板底鼓严重。通过底板注浆,加固巷道底板围岩,控制巷道底板的底鼓,减小了巷道的变形量,取得一定的经济和社会效益。     

大断面复合顶板硐室围岩稳定性规律及支护对策

基于潞安集团李村煤矿2302工作面回风平巷地质条件,采用理论分析和数值模拟的方法,研究大断面复合顶板巷道掘进过程中的围岩应力和变形规律,分析巷道帮部开挖钻场后形成的大断面复合顶板空间围岩的稳定性演化特征,揭示了二次扰动后大断面复合顶板硐室围岩稳定性劣化规律,提出了"高强锚杆+双层钢筋梯子梁+锚索+钢筋网"的联合支护方案。研究表明:2302工作面回风平巷掘进形成后,两帮围岩变形量为270 mm,顶板变形量达到150 mm以上;顶板应力扰动范围达到13 m以上;钻场开挖造成巷道围岩二次扰动,与2302工作面回风平巷稳定性相互加速劣化,其顶板下沉量增加至200 mm,顶板应力扰动范围增加至16 m以上。经现场围岩变形量观测可知,巷道及钻场采用联合支护方案后,其围岩变形量均在120 mm以下。     

辛置煤矿2-5591巷道过断层支护技术研究

辛置煤矿2-559_1巷道在掘进过程中揭露断层,受断层影响顶板出现了淋水现象,巷道围岩稳定性急剧下降,工作人员的生命安全得不到有效保障。本文采用现场钻探、实验室测试以及瞬变电磁法物探的方法对巷道在断层中的破坏原因进行了探究,并在此基础上制定了相应的治理措施,工程监测结果表明在该治理措施治理下巷道围岩变形较小,满足矿井的正常安全生产。     

门克庆矿2201回风巷顶板破坏机理与支护研究

针对门克庆煤矿11-2201工作面回风巷700m开始间断性顶板下沉的问题,通过顶板钻孔窥视、深基点监测等现场试验研究了顶板围岩破坏特征;理论分析了水对围岩力学参数的影响、泥质夹层对顶板围岩破坏失稳的作用,并利用数值模拟软件FLAC3 D研究了巷道淋水与干燥区间开挖后塑性破坏规律。得出大埋深高应力下围岩含水软化及顶板夹层失稳是导致顶板下沉的关键因素,基于此提出本巷道分段补强支护建议,确保巷道服务期间的安全使用。     

弱胶结富水顶板巷道围岩控制技术研究

为解决西部矿区弱胶结富水巷顶板围岩胶结性差、强度较低,在顶板含水层的影响下围岩强度进一步弱化,导致巷道支护困难的问题,以大南湖矿111801工作面运输巷为工程背景,综合采用实验室试验、数值模拟以及现场实测等方法,开展富水条件下弱胶结顶板围岩控制技术研究。研究发现,弱胶结岩体含有大量吸水性、膨胀性黏土矿物,内部存在众多的孔洞、裂隙,在水作用下易泥化、崩解、风化,导致岩体强度弱化;顶板含水层是引起弱胶结富水顶板巷道变形破坏的关键因素。工程实践表明采用弱胶结富水巷道锚索注浆合理保水+淋水量大且利于疏水的巷道低处集中布置疏水孔有控疏水+高性能高可靠度锚杆锚索支护相结合的综合控制技术,围岩变形量较小,保证了矿井的安全生产。