深井沿空巷道窄煤柱宽度确定及支护设计

唐口煤矿2308工作面运输平巷为深井条件下沿空掘进巷道,受深井高地压及回采动压影响,巷道维护十分困难。通过理论计算与数值模拟研究对窄煤柱的宽度进行优化设计,提出了深井高地压条件下沿空巷道高强度锚网索支护设计方案,后期经过开帮、落底施工,有效抑制了巷道的围岩变形,保证了巷道服务期间2308工作面的安全生产,提高了煤炭资源回收率。     

综放沿空巷道窄煤柱稳定性分析及围岩控制技术研究

为对18501工作面沿空巷道保护煤柱的稳定性和顺槽的支护合理性进行分析,通过Fl AC3D软件建立18501综采工作面沿空掘巷模型研究窄煤柱内应力特征及位移分布规律,得到该工作面沿空掘巷煤柱合理的宽度为10m,并提出了顶板锚索、巷帮锚杆的巷道补强支护措施及添加树脂锚固剂的巷道补强支护措施和实体煤侧巷帮扩刷等围岩控制措施后,沿空巷道两帮及顶板的变形量较之前分别减少了24%和61%,巷道表面位移量控制在允许范围内,能够保证10m窄煤柱护巷条件下巷道在回采期间正常安全的使用。     

沿空掘巷护巷窄煤柱宽度确定与围岩控制技术研究

针对7111大倾角沿空掘巷窄煤柱合理尺寸难以确定的问题,基于弹塑性极限平衡理论计算了煤柱宽度,运用FLAC~(3D)数值模拟分析了留设5 m窄煤柱时围岩应力分布规律和变形特征,提出了巷道围岩整体性控制措施及高强耦合体系的联合支护方式。     

特厚煤层沿空掘巷煤柱尺寸留设及围岩控制技术研究

为了提高特厚煤层资源回收率并改善临空巷道应力环境,以铁北煤矿主采Ⅱ_2a特厚煤层为工程背景,利用巷道顶板断裂后形成内外应力场理论和煤柱极限平衡区理论,确定了临空巷道窄煤柱留设宽度范围为5.6~10.84 m。二次回采扰动影响下的宽煤柱侧向支承压力分布特征显示,煤柱0~7.5 m内煤体处于塑性状态,最终确定沿空掘巷窄煤柱合理留设尺寸为8.0 m。现场工程实践表明,掘巷后煤柱3.0 m范围以外裂隙基本不发育,煤体完整性较好;锚杆受力变化波动不大;掘巷32 d后巷道变形量逐渐趋于稳定,围岩变形控制效果良好。     

得马矿井21904工作面窄煤柱沿空掘巷围岩控制技术研究

合理的窄煤柱宽度与围岩控制方案是确保沿空掘巷成功实施的关键因素.为探究煤柱宽度与沿空巷道围岩应力及变形特征之间的关系,以羊场煤矿得马矿井21904运输巷为研究背景,通过理论计算确定了煤柱合理宽度为3.89～8.25 m;采用数值模拟的方法分析了不同煤柱宽度下煤柱垂直应力和巷道表面变形特征,确定了煤柱最佳宽度为5m;对沿...     

沿空掘巷合理窄煤柱宽度确定

为提高煤炭资源的采出率,提出在张双楼煤矿7#煤层采用小煤柱沿空掘巷技术。通过数值模拟分析掘巷前煤体边缘应力分布规律,得出窄煤柱留设宽度应该为4~9 m;分析掘巷后不同煤柱宽度下巷道围岩应力分布与变形规律,得出从窄煤柱具有一定的承载能力考虑,煤柱宽度应不小于5 m,从控制窄煤柱帮变形来考虑,窄煤柱宽度以小于7 m为宜。综合考虑以上因素以及提高采区采区率,确定合理的护巷煤柱宽度为5 m。     

厚煤层沿空掘巷围岩变形控制技术

针对张集煤矿1213（3）厚煤层大采高综采面的具体地质采矿条件和现有支护状况，分析了1213（3）面沿空掘巷的技术措施，在实测资料基础上，分析了厚煤层大采高综采面沿空掘巷围岩控制的效果，得出的结论对厚煤层沿空掘巷推广应用具有指导意义。     

深部大倾角窄煤柱沿空掘巷围岩控制技术研究

针对某矿7121大倾角综采工作面进风巷埋深大、支护困难等问题,运用FLAC3D数值模拟软件分析了掘巷后围岩的应力分布规律和变形特征,基于沿空掘巷大、小结构的稳定性原理,提出巷道围岩整体性控制措施及高强耦合体系的联合支护方式,并在7121工作面进风巷现场应用。结果表明:巷道掘进和回采阶段围岩变形量在可控范围,达到了围岩控制目的,保证了矿井安全高效生产。     

深部沿空巷道窄煤柱合理宽度确定

由于煤柱宽度以及相对工作面位置的不同,围岩应力重新分布将对巷道稳定性产生重要影响。运用FLAC数值模拟软件,对不同煤柱宽度的沿空巷道应力场分布规律进行了模拟研究。结果表明:巷道围岩稳定性是煤柱宽度变化引起巷道围岩应力分布及其演化共同作用的结果;开采深度为600～900 m时,煤柱宽度宜为3～4 m;当开采深度超过900 m时,煤柱宽度应为4～5 m。     

窄小煤柱沿空掘巷围岩控制技术研究

针对巴彦高勒煤矿,采用理论分析、数值模拟等综合方法对沿空掘巷小煤柱的物理力学特性、破坏模式、受动压影响的覆岩运动规律和支承压力分布规律等进行研究,确定煤柱最佳尺寸,对沿空掘巷合理煤柱尺寸提供理论依据。研究结果表明随着煤柱宽度的不断增加,煤柱集中应力峰值先增大后降低,宽度为10 m时煤柱所受应力峰值最大。随煤柱宽度的增加,煤柱承载能力提高,而巷帮实体煤所受的应力逐渐转移到煤柱。巷道实体煤内应力峰值小于煤柱内的应力峰值,此时煤柱起主要的承载作用。     

沿空跟掘回采巷道合理煤柱留设及围岩稳定性控制

沿空跟掘回采巷道掘、采全服务周期经受相邻工作面采空区未稳定压力、相邻工作面回采侧向支承压力及本工作面回采超前支承压力多重动压影响,煤柱稳定性差、围岩支护困难、异常矿压显现。以潞宁孟家窑煤业有限公司22115回风巷为工程背景,综合运用理论分析、数值试验研究并参照已有工程实践经验确定最佳护巷煤柱宽度,提出合理可行的围岩稳定性控制技术。研究结果表明:22115回风巷净煤柱宽度应不低于15 m。提出的分阶段、重点部位针对性加强高预应力强力支护方案井下工业性应用效果良好,掘、采全服务周期锚杆（索）受力稳定,强度利用率高;顶板离层量小且在较短时间内趋于稳定;围岩整体未出现大变形,完全满足安全生产需求。     

深井软弱围岩巷道多重耦合控制技术研究

针对深井软岩巷道围岩变形破坏严重、巷道支护困难的问题,以邢东矿-980 m大巷为工程背景,综合运用现场实测、理论分析、数值建模、工业性试验等研究手段,对巷道围岩破坏机制及控制技术展开了针对性研究。分析了不同水平应力对巷道围岩破坏的影响,揭示了-980 m大巷变形破坏机制,提出了“断面优化+高预应力锚杆索+高强可缩性环形支架+滞后注浆加固”的多重耦合控制方案,并通过了现场工业性试验验证,结果表明：该控制技术可有效解决深井高水平应力巷道围岩变形控制难题,可为类似深井软岩巷道围岩大变形控制提供借鉴。     

基于煤柱应力实测的沿空掘巷煤柱宽度留设与围岩控制技术

针对复合顶板沿空巷道煤柱合理尺寸难以确定及支护困难等问题,以泊江海子矿3-1煤层一面三巷布置的工作面为工程背景,采用理论分析和现场实测的方法,研究工作面回采后煤柱应力的分布规律。现场实测结果表明,工作面回采后煤柱应力沿侧向可分为低应力区和高应力区,低应力区距采空区边缘距离为14.5m,高应力区距采空区边缘距离为14.5～20m,最大应力峰值为29MPa,考虑到煤层裂隙发育、煤壁片帮等因素,综合确定沿空掘巷煤柱宽度为9m。同时结合具体地质条件进行沿空掘巷支护方案设计及矿压观测,巷道支护实践表明,试验巷道采用所确定的煤柱宽度及锚索网支护参数后,巷道围岩稳定,实现了工作面安全高效开采。     

深部大断面巷道围岩注浆加固技术研究与应用

针对深部大断面巷道支护成型后服务期间围岩变形比较严重,巷道顶底板和两帮变形量较大等问题,基于莫尔-库仑准则和力学平衡原理,对巷道围岩注浆改性机理及巷道围岩注浆力学模型进行分析;采用FLAC^3D数值模拟方法对比分析了分层掘进、一次见顶见底掘进、注浆加固与未注浆加固,4种交叉支护方法下围岩塑性区、应力场及围岩移近量演化规律。结果表明：注浆加固后巷帮塑性区破坏范围及围岩移近量明显减小,有效控制了巷道围岩变形。定性分析并确定了“分层掘进+滞后高压注浆+强力锚索支护”的矿压控制方案,实际应用结果表明该方法能够有效控制巷道围岩变形,可为深部大断面围岩巷道注浆加固的设计与应用提供借鉴。     

深井软岩巷道围岩变形特征及支护参数的确定

根据马路坪矿巷道围岩主要物理、力学性质的实验室测试以及现场围岩变形的监测结果,探讨了深部软岩巷道围岩变形破坏特征.借助FLAC^3D进行数值模拟计算,分析了巷道开挖后和原支护形式下围岩破碎区、塑性区范围和应力位移分布状况;并通过数值模拟优化了支护参数,确定了二次支护时间,提出了用短锚杆或铆钉取代管缝式锚杆挂网、采用底角锚杆对巷道底板进行加固的技术方案.工业试验结果表明,该方案对深部巷道围岩变形的控制效果良好.     

主应力对深部软岩巷道围岩稳定性影响规律研究

以某矿为工程背景,根据深部软岩巷道可能存在的地应力场类型和巷道轴向角度α(轴向与最大水平主应力的夹角),设计出105组数值模拟方案,研究了深部软岩巷道围岩稳定性随轴向、径向侧压系数(λy,λx)及巷道轴向角度(α)变化的规律,研究了侧压系数因子Nλn和轴向角度因子Nα对巷道围岩稳定性的影响权重。研究结果表明：深部软岩巷道布置的合理轴向角度(α)并非只沿最大水平主应力方向布置时才最有利于巷道的稳定,而与巷道所处的具体地应力场有关;当巷道轴向与水平主应力方向不平行时,可将更靠近巷道轴向的水平主应力视为轴向应力,将另外一个水平主应力视为径向应力。     

深部巷道围岩力学特征及其稳定性控制

通过对深部岩巷开挖后围岩应力演化特征、变形破坏规律的分析,揭示了深井岩巷围岩稳定性控制机理.由此提出了深部巷道锚网索刚柔耦合及围岩整体注浆加固支护技术,即在高强度、高预应力锚杆支护的基础上,适时实施锚索关键部位加强耦合支护及围岩注浆加固和底板超挖锚注回填,并在施工过程中通过反馈信息进行参数优化.工程实践表明,该技术能够较好地控制深部岩巷围岩变形.     

化学腐蚀下深部巷道高强围岩力学性能的实验研究

深部巷道复杂的地质条件是影响巷道围岩力学性能及其稳定性的重要因素.文章模拟深部巷道复杂的地下环境,配制了不同离子浓度和酸碱度的化学溶液,将岩样放置在上述溶液中浸泡,然后开展高强岩石的轴压实验.实验得到不同条件下的岩石强度和基本力学参数.实验结果表明,水浸泡、中性盐和碱性溶液对高强岩石的力学性能影响不大,而酸性环境对岩石的强度影响较大.另外,酸性越强,影响越明显;浸泡时间越长,影响越明显.     

深井综放工作面回采巷道围岩控制数值模拟研究

本文通过对湖西矿井深井条件下回采巷道围岩变形观测及数值模拟,研究了超前巷道变形规律及锚杆预应力对围岩控制的效果,为现场围岩控制提供了依据,保证了安全生产,对于类似问题的研究具有指导意义。     

综放沿空掘巷护巷窄煤柱留设宽度优化设计研究

护巷窄煤柱的合理留设是综放沿空掘巷技术成功实施的关键问题。基于采空侧煤体倾向支承压力分布特征以及护巷煤柱体的极限平衡理论,确定了护巷窄煤柱合理留设宽度的上、下限值解析表达式,结合山东某矿3309综放工作面的采矿地质条件,认为护巷窄煤柱合理留设宽度范围为4.1~7.2 m。为了进一步优化设计护巷窄煤柱的留设宽度,采用数值模拟方法对合理取值范围内的护巷窄煤柱留设宽度进行对比分析,认为3309综放工作面护巷窄煤柱的最优留设宽度为5m。将上述研究成果成功运用于工程实践,现场实测数据表明,结合理论分析和数值计算综合确定的护巷窄煤柱最优留设宽度可以有效控制沿空巷道围岩变形量,有利于维护综放沿空巷道的整体稳定性。