白集矿深井回采巷道相似模拟研究

本实验基于相似模拟试验方法,结合白集矿深井回采巷道的地质条件,运用和原型力学性质相似的材料,按照一定的比例模拟岩体和煤层。在满足相似的边界条件及初始条件下,在平面应变情况下通过对比三种支护形式的性能差异,定性分析围岩中主动支护和被动支护对巷道稳定性的影响。对锚梁网索联合支护结构的稳定性效果进行分析研究。     

三软煤层巷道支护方式的优化设计研究

从软岩的特性、三软巷道围岩的矿压特征分析入手,采用实验室相似模拟实验,在静压条件下对不同支护方式的支护效果以及围岩活动规律进行研究,通过ANSYS数值模拟,进行验证分析,从理论上对巷道围岩锚固体位移进行预测,说明锚梁网加锚索联合支护更能适应三软煤巷的支护,并在皖北孟庄煤矿三软煤巷中得到应用,取得了理想的支护效果,对我国分布广泛的软岩巷道支护也提供了有益的借鉴。     

三软煤巷支护技术研究

孟庄煤矿使用U形钢、工字钢支护的煤层巷道掘出5~6个月后两帮收缩、底鼓严重,巷道的维护量很大,已在不同程度上影响了安全生产。论文通过对孟庄煤矿3-1煤顶底板软岩煤巷相似模拟试验,确定3-1采区采用锚梁网支护方式,并在工程中取得了较好的效果。     

急斜煤层煤巷锚梁网支护技术

本文对急倾斜煤层中巷道支护方式的选择及支护效果监测等方面进行了系统研究。基于急倾斜煤层中的巷道围岩活动特点，采用动态设计方法，通过实验室相似模拟实验和现场实测反馈得到锚梁网支护是适用于这类巷道的理想支护方式。通过设计合理的支护系统，并在新集三矿得到应用，取得了理想的支护效果及显著的经济效益，对类似急倾斜煤层矿区提供有益借鉴。     

全煤巷道锚梁网支护试验

汪庄矿对全媒巷道进行了锚梁网支护试验，试验巷道经几次瓦斯事故仍完好无损，而同一巷道的木棚支护被严重破坏，有些巷道甚至冒严。事实证明了锚梁网支护的合理性和可靠性，为同类条件的煤巷支护改革提供了一条途径。     

锚梁网组合支护技术的应用与研究

海孜矿自2001年在煤巷中推广锚梁网支护技术，已施工巷道5000m，实践证明锚梁网支护技术上可行，经济和社会效益良好。     

急斜煤层煤巷锚梁网支护技术

本文对急倾斜煤层中巷道支护方式的选择及支护效果监测等方面进行了系统研究。基于急倾斜煤层中的巷道围岩活动特点,采用动态设计方法,通过实验室相似模拟实验和现场实测反馈得到锚梁网支护是适用于这类巷道的理想支护方式。通过设计合理的支护系统,并在新集三矿得到应用,取得了理想的支护效果及显著的经济效益,对类似急倾斜煤层矿区提供有益借鉴。     

综放回采巷道锚网支护的模拟研究

阐述了用实验室相似材料模拟的方法,对综放回采巷道的矿压显现特点以及支护参数进行了模拟试验研究,获得了不同支护方式和不同参数下的巷道变形规律,对综放回采巷道锚网支护参数的确定具有指导意义。     

煤巷锚梁网组合支护技术的研究与应用

海孜矿自 1 999年开始在煤巷中推广锚梁网支护技术 ,已施工巷道 3 5 0 0 m,实践证明锚梁网支护技术可行 ,经济和社会效益良好。     

三软煤巷锚(索)梁网支护技术研究

介绍了皖北矿业集团孟庄矿3-1煤顶底板软岩煤巷锚(索)梁网支护试验的基本情况，在支护设计中以地应力评估为基础，考虑到生产技术条件，根据工程类比和工程量测法相结合，确定锚梁网支护参数，锚梁网支护同U型钢棚式支护进行支护效果比较，说明了锚梁网支护能适应三软煤巷支护，不仅施工速度快、成本低，而且巷道稳定性好，具有显著的经济效益和应用价值。     

煤矿深部岩巷围岩控制理论与支护技术

采用现场大规模地质调查与试验监测、实验室岩石力学试验、数值模拟和理论分析等综合研究方法,系统地研究了淮南矿区深部岩巷围岩的复杂赋存条件,提出了深部岩巷围岩分类标准体系。分析了其在高地应力、高渗透压力和高温度梯度（“三高”）耦合作用下的变形破裂机理和稳定性演化规律,在此基础上提出了基于“应力状态恢复改善、围岩增强、破裂固结与损伤修复、应力转移与承载圈扩大”4项基本原则的深部岩巷围岩稳定控制理论,提出了针对各类围岩进行深部岩巷围岩稳定控制的技术措施体系及分步联合支护理念,总结形成了淮南矿区深部岩巷围岩稳定与施工安全控制的成套技术。     

基于真实煤层环境的液压支架运动虚拟仿真方法

为解决现有煤矿开采中液压支架无法根据井下煤层环境及时调整支护姿态的问题,提出了一种基于真实煤层环境的液压支架运动虚拟仿真方法。该方法在虚拟软件Unity 3D中基于真实煤层数据点直接生成顶底板煤层环境曲面,并结合液压支架模型对其进行物理组件的添加,实现了液压支架基于重力作用下对底板曲面的自适应贴合。通过对液压支架模型的运动学和煤层顶板曲面数据点的分析,确定出满足该顶板支护状态下的液压支架各部件角度信息值,在虚拟空间中预先实现液压支架对煤层环境运动姿态的调整。最后进行了试验,在试验中构建了煤层顶底板曲面模型,进行了液压支架在试验煤层情况下的支护姿态调整;同时在虚拟环境中生成相应的煤层顶底板曲面,并进行了虚拟环境中液压支架姿态的调整。试验结果表明,利用虚拟软件Unity 3D实现基于煤层环境的液压支架运动参数变化与实际液压支架运动参数变化基本相同。本方法为实现液压支架对围岩煤层环境的自适应调整提供了思路参考和应用实践。     

基于煤壁稳定性控制的大采高工作面支架工作阻力确定

针对大采高工作面煤壁片帮严重影响生产的实际,提出了基于煤壁稳定性控制的支架工作阻力确定方法。以8101工作面为背景,构建了"煤壁-支架-顶板"的力学模型,分析煤壁压力与支架工作阻力的关系;设计了煤壁稳定性控制实验台并进行了三维相似模拟试验,分析了不同支护强度下煤壁破坏情况;数值模拟了不同支护强度下煤壁变形破坏特征。研究结果表明:顶板压力由煤壁和支架共同承担,提高支架工作阻力,煤壁所受压力就会减小,煤壁的稳定性就会增强,支架的工作阻力确定要以煤壁稳定性控制为前提;综合理论分析、相似模拟、数值模拟,得出该工作面支架工作阻力确定为15 000 k N,工程实践表明是可行的。     

深井复合顶板煤巷组合锚杆支护技术研究

针对深井复合顶板煤巷的典型围岩条件,通过相关的理论分析和数值模拟计算,提出了合理的组合锚杆支护方案,并进行了工业性试验及矿压观测分析,证明了组合锚杆支护技术能有效控制深部复合顶板回采巷道围岩变形,满足安全生产需求。为该类煤层巷道采用组合锚杆支护提供了参考和借鉴。     

锚杆支护超长煤巷顶板稳定性动态分类研究

针对神东矿区煤巷长度超长、巷道断面大、顶板岩层结构变化复杂及锚杆支护率高等实际情况和锚杆(索)支护的工程特性,依据围岩稳定性分类指标的科学性、实用性及可定量化的选取原则,在深入分析神东矿区锚杆支护煤巷顶板稳定性主要影响因素的基础上,研究确定了单层厚岩层离顶板表面距离L、单层厚岩层抗压强度σc、单层厚岩层厚度D、巷道跨度B、巷道埋深H、采动影响指标N六个分类指标作为神东矿区锚杆支护超长煤巷顶板稳定性分区动态分类指标,并构建了神东矿区锚杆支护超长煤巷顶板稳定性分区动态分类的BP神经网络预测模型,经检验该神经网络模型的识别准确率大于95%,利用该网络模型进行动态分类的结果与现场实际高度吻合。     

厚硬顶板综放工作面初采期间支架适用性分析

作为综采放顶煤方法关键设备的放顶煤支架对煤层及顶板条件的适应与否直接影响到综采放顶煤的生产效率的高低,因此对其适应性应做出判定。初采阶段支架的工作状态随上覆岩层结构的变化出现阶段性的变化。对所选支架进行受力分析后认为,支架处于不同受力状态下应采用不同的安全管理措施。在工作面布置压力表测站用以监测支架工作阻力,初采阶段对现场所有支架整体工作状态进行分析后发现,支架稳定性和受力状态良好且顶煤冒放性较好,总体满足生产要求。     

基于煤巷两帮基础刚度效应的控帮护巷支护原理

煤层巷道两帮煤体相对顶底板岩层强度低、可变形性强,两帮煤体大变形对巷道围岩整体稳定性有着极其重要的影响。基于煤巷两帮煤体严重变形的工程实际,考虑巷道两帮煤岩体的可变形性,建立了由Winkler可变形基础支承的顶板悬梁力学模型,分析并揭示了顶板的弯矩和挠度分布特征及规律,提出了基于煤巷基础刚度效应的"控帮护巷"支护原理:通过加强两帮支护提高锚固煤体的基础刚度,控帮支护的直接控制两帮煤体的变形和破坏,并进一步通过基础刚度效应改善整个巷道围岩的应力状态,抑制顶底板变形破坏,提高围岩承载能力和稳定性。通过数值模拟分析与现场工程试验,对基础刚度效应和"控帮护巷"原理进行了分析和验证。研究表明:在两帮垂直集中应力作用下,巷帮煤体压缩变形明显,顶板岩层随基础变形而弯曲下沉,两帮基础刚度对顶板变形量影响显著,是顶板变形的关键影响因素;在顶板支护相同的条件下,加强两帮支护不仅使掘进和采动影响期间的两帮的塑性破坏范围和移近量显著缩小,还有效地控制了顶底板的变形破坏情况,是巷道围岩整体稳定性控制的有效途径。研究工作深化了煤巷围岩控制中对巷帮支护重要性的认识,揭示了控帮护巷的支护机理。     

深部回采巷道锚网索联合支护技术实践

以常村煤矿21132工作面上巷为例,用理论分析并辅以工程类比的方法,研究了全煤深部大断面高应力条件下锚网索架工字钢棚联合支护围岩变形的控制效果,优选了巷道支护参数,即锚杆长度为2.4 m,间排距为0.6 m,工字钢棚间距为0.4 m;并进行了现场试验。试验结果表明：采用锚网索架工字钢棚联合支护,提高锚杆预应力,打设顶、底角锚杆及顶部锚索能有效控制巷道变形,增强巷道的稳定性。     

复合顶板软弱岩层外错式相邻区段巷道联合支护技术研究

为解决传统巷道布置条件下复合顶板软弱岩层沿空巷道存在顶板易变形、易失稳、易冒落，无法长久维持巷道围岩稳定性等一系列难题，本文基于错层位外错式巷道布置方式，利用相邻区段间巷道空间化结构关系，提出综放复合顶板错层位外错式相邻区段巷道联合支护技术，理论分析该支护技术的围岩控制作用机理，采用FLAC3D数值模拟软件对错层位外错式巷道布置条件下相邻区段巷道联合支护方案进行研究并与传统巷道布置下常规支护方案进行对比。模拟结果表明：采用“错层位外错式巷道布置+相邻区段间巷道联合支护技术”为核心的综合围岩控制措施，可加强易离层垮落顶板的支护强度，使围岩应力在联合支护的作用下趋于均衡，从而最大限度地发挥支护体系的支撑作用，达到巷道稳定的目的。     

千米深井工作面推进步距与采动应力分布影响规律分析

以开滦矿业集团赵各庄煤矿为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场实测等方法对埋深在-1 100 m以下的2337E工作面的采动应力分布规律进行了对比研究和分析,得到了千米深井条件下采动应力变化与工作面推进步距的"有限协同效应",即随工作面推进步距的增加,超前支承压力峰值、影响范围、峰值位置距煤壁距离都会相应增加,但不会超过一个稳定值。