近距离煤层回采扰动下巷道分区段底鼓控制方法研究

针对近距离煤层开采过程中下伏煤层巷道底鼓问题,采用数值模拟与现场监测相结合的方法,对某矿近距离煤层巷道底鼓控制方法进行了研究。结果表明：随着上伏煤层工作面推进,下伏煤层巷道所受应力表现为先增加后减小特征,应力峰值出现在工作面距巷道15 m时,此时巷道最大垂直应力达28.5 MPa,巷道顶底板及两帮位移分别达195 mm、773 mm与135 mm,巷道底板变形最为严重。根据研究结论提出了巷道底板切槽卸压与“U型钢+反底拱”加强支护相结合的分区段底鼓控制方法,给出了合理的切槽卸压参数。现场实践表明,巷道底板切槽卸压段与加强支护段的底板最大垂直位移分别降低62.1%和58.1%,实现了近距离煤层巷道底鼓的有效控制。     

安山煤矿软岩巷道底鼓机理及控制技术

为了有效控制吸水膨胀性软岩巷道的底鼓,以安山煤矿31煤四盘区主运大巷为研究对象,以载荷作用和水理作用为综合影响因素分析了巷道的底鼓机理,提出了卸压槽防治底鼓的措施。利用FLAC~(3D)数值模拟软件,研究了不同深度切槽下的巷道围岩应力分布与位移情况,进一步确定了卸压槽参数。研究表明采用切槽卸压减缓了巷道帮角应力集中效应,使得底板垂直应力向深部转移,卸压槽壁的挠曲变形吸收了底板的变形量。现场实践证明采用的卸压槽和卸压参数能有效控制巷道底鼓。     

近距煤层群开采软岩巷道底鼓机理与防治技术研究

针对近距离煤层群下部巷道软岩底板的大变形的问题,结合补连塔矿2-2煤层实际开采条件,对复杂条件下的巷道底鼓机理进行了研究,通过比较不同控制措施对软岩底板的适应性,确定了切槽卸压治理方案,利用数值模拟软件进行了开采与卸压模拟。结果表明切槽措施对巷道底板变形有明显控制效果。确定了该条件下底鼓控制的合理方案。     

沿充填体掘巷高支承压力下底板稳定性控制数值研究北大核心

为解决沿充填体掘巷巷道底鼓导致的巷道围岩支护难题,以潞安常村煤矿为工程背景,采用FLAC3D数值模拟软件分析了底板加固和底板卸压等2种控制方案的优劣及其不同参数下巷道围岩变形规律和支护作用。研究表明:在加固方案下,当底板及帮角共同加固时,对比与无加固情况下本工作面掘采过程中(即“二次掘巷”和“二次回采”工作面超前5 m处)的底鼓量分别减小2.48倍和2.60倍,故共同加固底板及帮角是控制底鼓的有效途径;而卸压槽控制巷道底鼓时与开槽深度有极大相关性,当开槽深度为2.0 m时,对比无开槽情况下本工作面掘采过程中的底鼓量分别减小1.82和2.49倍;而底板开槽对巷道顶板和实体煤帮的变形控制作用却相反。根据潞安常村煤矿S511综放工作面的工程实际情况,建议采用开槽深度为1.5 m的底板卸压切槽的办法控制底鼓。     

高水平应力下巷道底板切槽底鼓防治研究

针对高水平应力下巷道围岩变形量大、强烈底鼓等特征,基于两端固定梁力学模型,推导出引起底板变形破坏的临界水平压力公式,并引入底板变形破坏系数,说明在高水平应力下巷道更容易产生严重底鼓。在此基础上提出底板切槽卸压防底鼓原理,即通过切槽为巷道围岩变形提供一定的补偿空间,增大了其吸收变形能的能力,从而使巷道底鼓量减小。同时,以永煤集团城郊煤矿28采区轨道下山为数值模拟背景,利用FLAC3D建立巷道底板无卸压槽和巷道底板开卸压槽2种计算模型。模拟结果表明:当巷道处于高水平应力下时,底板卸压槽对底鼓的控制效果明显,对巷道顶板及两帮的不利影响相对较小。因此,在高水平应力下,巷道底板切槽技术能有效的防治底鼓。     

深井强动压作用巷道强化控制技术研究及应用

煤系地层围岩软弱,在高地压作用下开采深部煤层时,由于埋深大使得巷道的围岩变形严重,巷道的顶板及底鼓量均大于浅埋深巷道,导致深部巷道围岩稳定性控制与支护的难度加大,影响顶帮的稳定从而使得整个巷道失去稳定。通过分析巷道变形破坏机理,根据锚杆索支护理论与注浆加固理论制定了“巷道扩刷+顶帮分区耦合强力支护+底角卸压与加固+底板注浆加固、底板锚索束+喷射钢纤维混凝土+顶板与两帮高压注浆加固”的高强度联合支护方案,确定了支护参数,有效解决了深井强动压大变形巷道的支护问题。通过对现场进行监测,巷道变形量明显减小,巷道变形得到了有效控制。为同类条件下的深井强动压巷道的全断面支护问题提供了新的思路和方法。     

凌志达矿坚硬顶板切顶卸压与巷道支护方法研究

针对凌志达矿15218工作面坚硬顶板条件回采过程中导致的巷道变形严重问题,采用理论分析、数值模拟与现场监测相结合方法,系统研究了坚硬顶板切顶卸压及巷道支护方法。结果表明：顶板基本顶K2灰岩为关键层,由于顶板泥岩与K2灰岩总厚度达8.12 m,应保证切顶高度大于8.12 m;对工作面顶板实施切顶卸压后,能够在一定程度上切断高应力传导路线,使应力发展不会朝向煤柱及临近工作面巷道,有利于巷道及煤柱的稳定,对坚硬顶板实施切顶卸压可以取得良好的卸压效果,数值模拟确定合理切顶高度与角度分别为9 m与15°。研究提出了在巷道顶板中部实施超前预裂爆破切顶卸压方法,以及“锚杆+金属网+钢筋梯子梁+锚索”的巷道联合支护技术。通过现场实践,顶板下沉量降低了43.1%,底板底鼓量降低了31.5%,煤柱帮移近量降低了36.1%,回采帮移近量降低了36.2%,巷道变形得到了良好控制。     

近距离煤层开采巷道底鼓防控技术研究

针对某矿近距离煤层开次巷道底鼓问题,采用现场监测与理论分析相结合的方法对其巷道矿压显现特征、巷道底鼓机理及其防控技术进行了研究。结果表明：实体煤垂直应力表现为“马鞍形”变化特征,应力峰值达为3.92 MPa,应力最低值达2.85 MPa,在深度为5～6 m范围存在一定的弹性能,上层遗留煤柱形成的底板压力对下层实体煤应力分布形成叠加效应;计算得到煤柱侧破坏深度为0.55 m,巷道破坏主要为底板帮角处岩层错动变形,致使底板破裂岩体岩滑移面凸起形成底鼓。据此研究提出了底板锚固注浆加固与钻孔卸压相结合的底鼓防控技术,通过现场试验,实施底鼓防治措施后底板底鼓量控制在145 mm,可满足巷道后续使用需要,取得了良好的底鼓控制效果。     

台头前湾煤业高应力巷道底鼓控制技术实践

为了解决巷道底板底鼓量大的问题,以台头前湾煤业2S202综采工作面为工程背景,对巷道底板底鼓控制技术进行研究。首先通过数值模拟对爆破卸压及切槽卸压控制巷道底鼓效果进行分析,选定爆破卸压方案,后根据现场支护经验选定在巷道600～650 m位置采用底板注浆+锚网索联合支护方案;在巷道650～700 m位置采用底板爆破卸压方案。通过工业化试验对实施两种方案后巷道底鼓情况进行监测,发现两种方案均能满足巷道底板底鼓控制要求,为矿井安全高效开采提供了保障。     

高应力巷道底板卸压槽防治底鼓的机理研究及实践

随着煤矿开采深度的增加,高地应力巷道的底鼓问题越来越突出,针对这种现状,根据强弱强结构原理深入分析了底板中部卸压槽支护技术机理,在巷道围岩高强度支护的基础上,采用了底板中部卸压槽支护技术解决高地应力巷道底鼓问题。由于底板中部卸压槽施工工序复杂,施工困难,在巷道卸压支护中很少应用,为了解决施工问题,底板中部卸压槽采用了二次爆破技术,并优化技术施工方案,平行作业,保障了施工进度,成功解决了底板中部卸压槽的施工难题。现场工业试验表明,高应力巷道周围岩体的变形得到了有效地控制,采用卸压槽支护技术有效地解决了高应力巷道底臌问题,维护了巷道的稳定性,保证了矿井的安全生产。     

小保当矿强动压巷道切顶卸压-强帮护顶协同控制技术研究

针对小保当矿112202工作面回风顺槽受二次采动影响变形量大现状,采用理论计算及现场测试方法,分析了112202工作面回风顺槽煤(岩)赋存条件及破坏机制,测试了围岩力学性质,研究了工作面端头超前巷道切顶卸压-强帮护顶协同控制技术,制定了切顶卸压水压致裂及强动压巷道强帮护顶支护方案,并进行了工业试验。通过对弧形三角板水力压裂效果及巷道围岩矿压观测,表明切顶卸压-强帮护顶协同控制技术可有效控制强动压强顶弱帮巷道围岩变形破坏,保证工作面安全高效生产。     

深井高应力软岩巷道底鼓力学机理及控制技术研究

为解决林西矿深井高应力软岩巷道底鼓问题,论文通过理论分析和现场实测相结合方法,研究分析出了深井高应力软岩巷道底鼓力学机理及控制技术,得出了如下结论：(1)推导出了巷道两侧底板极限破坏深度、极限破坏宽度以及沿滑移面有效滑动力的计算公式;(2)判断出了林西矿1791-2工作面回风巷底板破坏为挤压流动性底鼓,全断面破坏鼓起形式;(3)分析出了巷道底鼓机理、底鼓原因以及控制途径;(4)提出了“顶、帮、底同治”控制巷道底鼓技术,顶帮采用高强预应力锚杆网+锚索支护,底板采用预应力锚索锚注加固+混凝土铺底技术;(5)现场工业试验表明巷道底鼓得到了有效遏止,能够满足正常使用要求。     

切槽卸压技术在巷道底鼓治理中的应用

针对阳平煤矿22202综采工作面回采巷道底鼓强烈的问题,通过理论分析巷道底鼓的机理,提出了切槽卸压的治理方案,并采用理论计算及数值模拟对切槽尺寸进行了选择,现场应用后,底板变形量大幅度减小,效果良好。     

强动压坚硬顶板大跨度煤巷底鼓协同控制技术

为解决五阳煤矿坚硬顶板大跨度煤巷强动压下底鼓强烈控制困难的问题,理论分析得到强动压大跨度煤层巷道底鼓特征和失稳机理,提出坚硬顶板预裂卸压、优化煤柱宽度、巷帮注浆和底板补强的协同控制技术。数值模拟和现场实测表明:坚硬顶板预裂卸压和优化煤柱宽度使得巷道处于低应力环境,巷帮注浆和底板补强能提高巷道抵抗变形能力,实现了巷道与围岩在应力环境和强度的协同,稳定后的巷道底鼓量为167 mm,顶板下沉量为116 mm,两帮移近量为141.5 mm,有效地控制了巷道底鼓。     

发耳煤矿高应力大巷底鼓成因及控制技术

针对贵州发耳煤矿+980 m水平大巷严重底鼓现象,采用FLAC~(3D)数值模拟软件对巷道围岩移动特征进行分析,并确定采用"卸压槽+底角锚杆"的联合支护方案对巷道底鼓进行控制。同时,研究了不同的卸压槽尺寸条件下巷道底鼓变形规律。研究表明:卸压槽宽度对治理底鼓作用不明显,而卸压槽深度对于底鼓控制作用显著,确定卸压槽的宽度为0. 5 m、深度为1. 5 m。工程实践证明,"卸压槽+底角锚杆"的联合支护方案有效地控制了现场巷道底鼓。     

卸压槽卸压机理研究

运用理论分析、数值模拟和现场试验等方法,分析了卸压槽的卸压机理和治理效果。建立了底板受力模型,研究了卸压槽对支承压力传播的影响;通过数值模拟,对比分析了在有无卸压槽2种情况下巷道的应力应变情况;通过现场试验,验证了卸压槽治理以底鼓为主的巷道变形破坏的效果。结果表明:卸压槽切断了巷道直接底板,改变了底板的受力结构,改变了采场支承压力在底板沿水平和垂直方向的传播途径和方式,并且能吸收底板的水平挤压变形和底鼓量,从而减少巷道围岩变形和破坏。     

巷道底板卸压槽防治底鼓机理及效果研究

结合余吾煤业北风井东翼进风大巷,底板开卸压槽治理底鼓的实践,利用数值模拟软件计算分析、探讨了底鼓原因及防治机理,同时结合现场实际应用效果,对卸压槽防治底鼓方案进行了优化。认为调整巷帮底部锚杆角度,并在卸压槽两侧打设加长锚杆,可有效控制了底板岩体的碎胀变形,进一步提升了卸压槽治理底鼓的效果。     

不同侧压下底板切槽对围岩稳定性影响模拟研究

底板切槽是一种通过改变围岩应力状态抑制底鼓的主动防治措施。采用数值模拟研究不同侧压系数条件下底板切槽对围岩变形及应力演化规律的影响,研究结果表明:底板切槽会引起帮、顶位移的增加,从控制围岩变形的角度,底板切槽更适合于侧压系数较大的巷道;底板切槽对顶板围岩应力分布没有明显影响,随切槽深度的增加,帮、底围岩应力峰值向深部转移同时峰值降低,帮部以应力峰值降低为主,底板以应力峰值向深部转移为主;侧压系数越大,帮、顶应力峰值向深部转移的距离越小。     

元甲煤矿软岩巷道底鼓机理及控制技术研究

针对元甲煤矿20101回采巷道底鼓严重破坏问题,通过对巷道底板围岩的矿物成分分析及物理力学强度测试,发现底板岩层中黏土矿物成分较多,易膨胀、软化,且底板围岩整体强度较差,是造成巷道底鼓严重的主要原因。根据元甲煤矿的工程地质条件,提出了打卸压槽的方案控制底鼓,利用FLAC3D数值模拟软件,研究了不同切槽深度下的巷道围岩应力分布及位移情况,确定出20101运输顺槽切槽卸压深度为2 m。现场工业实践结果表明,该方案有效控制了巷道底鼓,取得了良好的经济效益。     

高应力巷道卸压与支护综合控制技术研究

以某矿采空区受侧向支承压力强烈影响的变形巷道为研究对象,采用理论分析和数值模拟的方法,对比分析了高强度顶板支护条件、高强度顶帮支护条件和底板切槽卸压条件下的巷道围岩稳定性,阐述了高应力巷道底板切槽卸压与高强度顶帮支护综合控制技术作用。