厚层灰岩顶板回采巷道支护参数优化数值模拟分析

为了优化回采巷道支护参数,降低支护成本,分析了煤层及顶底板的岩石力学参数,对巷道支护方案进行优化。通过数值模拟软件对相邻工作面和本工作面采动应力作用下回采巷道围岩变形破坏特征进行模拟分析。优化支护参数后,回采巷道围岩变形控制效果较好,能够满足安全生产使用要求。     

平沟煤矿020903工作面回风巷多次采动影响围岩稳定分析

采煤工作面回采巷道受采动影响矿压显现剧烈,复杂采动影响不利于回采巷道围岩稳定控制,致使支护工程问题日益凸显。本文以平沟煤矿020903工作面回风巷为研究对象,运用FLAC3D数值模拟技术,对多次采动影响下的回采巷道围岩应力环境变化、围岩变形破坏特征、承载结构进行数值模拟分析,分析得知:903回风巷处于邻近902采空区的围岩应力环境,同时存在来自903工作面回采影响,多重采场围岩应力叠加,围岩应力环境复杂变化造成巷道变形速率快、变形量大且支护较为困难,为此提出903回风巷采动巷道"锚索+锚杆+钢筋梯子梁+网"联合支护方案,实现对巷道的帮顶围岩的保护,进而充分发挥围岩本身的自承能力实现采动巷道的围岩控制。     

深部特厚煤层对采对掘巷道围岩综合应力场演化研究

深部特厚煤层对采对掘巷道受高应力及多次强烈采动影响,应力环境复杂,围岩控制难度大,井下综合应力场演化对于巷道支护方式及参数的确定有益。以麻家梁煤矿14103辅运副巷为工程背景,采用井下实测、理论分析和数值模拟方法,揭示巷道围岩原岩应力场、采动应力场、支护应力场及位移场演化规律。实测得出麻家梁煤矿巷道围岩原岩应力场分布特征;揭示出相邻工作面回采滞后采动影响阶段是巷道围岩采动应力增加的主要阶段;锚杆锚索施加高支护应力可在围岩中形成稳定承载结构。基于应力场、位移场综合分析,得出14103辅运副巷围岩采动应力增加先于巷道变形的增加;受二次采动应力作用,围岩发生扩容变形,出现应力增加不明显而变形显著增大的现象,揭示出采动应力场、支护体受力及位移场时空演化相互关系。该结果对巷道布置方式及支护方案提供了依据。     

厚硬石灰岩顶板工作面顺槽支护优化研究

为解决厚硬石灰岩顶板回采巷道原支护方案存在支护不当、成本过高且受采动影响时两帮围岩变形量大的问题，以山西灵石华苑煤业9103轨道顺槽为研究对象，通过现场监测并结合回采巷道煤与岩石的物理力学参数，采用工程类比法对原支护方案进行优化。运用FLAC3D数值模拟软件对优化前后巷道在掘巷期间及在受相邻工作面和本工作面采动影响后的支护效果进行对比分析，证明其优化方案的可行性。研究结果表明：优化方案在巷道掘巷完成后的顶板变形量较原方案增大2.6%，两帮变形量减小13.1%；优化支护方案在相邻工作面和本工作面采动应力作用下，顶板变形量较原方案均无明显增大，两帮移近量较原支护方案分别减小26.2%和32.8%。     

近距离煤层采空区下综放面回采巷道支护研究

本文在对近距离煤层采空区下综放工作面回采巷道稳定性影响因素进行分析的基础上,针对铺龙湾煤业81031巷道因受上覆近距离5号煤层5103工作面采空区采动应力影响而出现帮鼓、底鼓以及支护工序不合理等实际情况,提出81031巷道支护设计和支护工序的优化方案,通过矿压监测数据显示围岩位移量较优化前明显减小,锚固区应力稳定,围岩变形能够被很好地控制.     

沿空巷道支护方式及参数优化研究

针对回采巷道在掘进、回采过程中由于原场应力以及侧向采动应力场的叠加而造成巷道顶板应力集中、支护及维护困难等问题,以古城矿1306工作面回风巷道为工程背景,首先根据松动圈理论对巷道围岩稳固性等级对比现场实测数据进行分级,并结合巷道稳固性分析结果确定了1306运输巷合理的支护方式;其次通过数值模拟探究巷道在采用不同支护参数情况下,掘进以及回采期间应力分布、顶底板以及两帮变形特征,对巷道围岩稳定性进行分析,分析确定了巷道合理的支护参数。结果表明：采用间排距为600 mm锚杆锚索联合支护方式,巷道顶底板变形量较小,且不易在顶板形成应力集中;通过掘进期间巷道变形实测数据进一步验证,证明了支护方式以及支护参数选取的合理性。     

采动影响下破碎围岩巷道支护参数设计及其效果评价

针对采动影响下巷道围岩易发生底臌、片帮、顶板下沉等问题,以屯宝煤矿1193工作面回采巷道为工程背景,通过理论分析、现场实测相结合的方法进行分析研究。结果表明：在采动影响下,巷道围岩出现大范围的破碎、裂隙发育、挤压变形等现象;距工作面越近,巷道围岩受采动影响越大,巷道变形量越大,巷道顶底板相对变形量比两帮相对变形量大。为了控制巷道围岩变形,结合现场监测数据与工程经验,应用悬吊理论对1193工作面运输巷道进行了支护参数设计。工程实践表明,巷道支护参数设计后,有效控制了巷道围岩变形,能够满足巷道支护的要求。     

补连塔矿回采巷道破坏特征与支护参数优化

补连塔煤矿回采巷道在采动阶段,由于受多次采动影响,巷道存在片帮问题,影响了煤矿的正常生产。为了控制巷道围岩变形,节约支护成本,在补连塔煤矿回采巷道中进行了钻孔窥视、松动圈测试等一系列现场试验及数值模拟分析,对回采巷道不同采动影响时围岩主应力大小及其方向分布规律及围岩破坏特征进行了研究,优化了支护参数。经工程实践,优化后的支护参数有效控制了巷道围岩变形,节约了支护成本,提高了掘进效率。     

采空区上部掘进巷道的支护研究

为了探究采空区上部煤层稳定性及支护参数选取,以孙疃矿8221工作面为研究对象,拟从数值模拟角度出发,运用FLAC~(3D)数值模拟软件对8221工作面回采巷道进行开挖模拟计算,分析距1023停采线不同位置处的应力变化规律,回采巷道掘进过程围岩应力场特征,提出不同区域的支护方案,即以架棚支护为主,局部地质条件较好区域采用锚带网支护;结果表明:优化支护后的8221回采巷道围岩变形量小,巷道支护效果明显,架棚为主、局部锚带网的支护方案可以满足孙疃矿巷道支护的要求。     

锦界矿回采巷道围岩破坏特征与支护参数优化

针对巷道围岩破坏特征及稳定性控制问题,基于该类围岩的变形特点,对锦界矿某工作面平巷进行了锚固支护参数优化。通过钻孔窥视、岩心试验、松动圈测试等现场试验及数值模拟分析,分析了回采巷道受采动影响时围岩应力分布规律及围岩破坏特征,优化了巷道支护参数。结果表明:受工作面采动影响后,巷道两帮围岩破坏不大而顶底板完整;优化后顶板和两帮支护参数减少了支护强度。工程实践表明:优化后支护参数有效控制了巷道围岩变形,节约了支护成本,提高了掘进效率。     

大采高小煤柱回采巷道支护设计数值模拟研究

通过优化大采高小煤柱回采巷道的支护方案,可以改善巷道围岩的应力分布,减小巷道围岩的变形,使巷道围岩保持稳定状态,实现建设高产高效矿井的目的。本文以王庄煤矿3045工作面为工程背景,通过数值模拟的研究方法选择5个因素,4个水平进行正交试验,对各支护方案进行比选研究,确定了大采高小煤柱回采巷道的合理支护方案,经现场观测取得了较好的经济技术效果。     

浅埋回采巷道围岩变形控制技术

为解决围岩强度低、支护结构不合理、受采动应力影响导致浅埋煤层回采巷道围岩变形严重的问题,以华盖山煤矿104工作面回风巷为工程背景,提出了U型钢可缩性支架支护方案。采用数值模拟方法研究了U型钢可缩性支架支护巷道围岩应力分布和塑性区特征,结果显示浅部围岩为剪切-拉伸破坏。     

裕兴煤矿15109工作面回风巷支护技术研究

针对裕兴煤矿15108工作面回风巷顶板离层、两帮围岩变形破坏严重、巷道支护困难的问题,通过对15108工作面现场监测数据进行分析,研究15108工作面回采巷道围岩应力分布规律及变形破坏特征,在15108工作面回风巷支护方式基础上对相邻工作面15109回风巷锚杆支护参数进行设计、优化;通过FLAC~(3D)数值模拟软件模拟不同支护参数下巷道应力分布特征与巷道变形量,对比分析不同方案模拟结果确定合理的支护参数。结果表明:当锚杆预紧力不变,采用方案一、二、三时回风巷围岩都得到有效控制,支护效果比较明显;当锚杆间排距不变,锚杆预紧力越大巷道顶底板变化越小,支护效果越好。考虑工程需要及支护成本确定方案三中锚杆间距为800 mm、预紧力为80 k N为最优方案。     

厚煤层综放开采窄煤柱沿空巷道支护技术

运用Mohr-Coulomb准则分析巷道围岩应力,并采用数值模拟软件FLAC3D模拟井下实际工作条件,总结巷道围岩变形规律并验证支护技术的有效性。通过井下监测,得出掘进影响下巷道最大变形量为38 mm,下区段回采工作面采动作用下巷道最大变形量为500 mm。数值模拟及工程实践表明窄煤柱沿空巷道围岩非对称性变形破坏得到了有效控制。     

单侧受采动影响的软岩巷道围岩控制技术

针对单侧受采动影响的软岩巷道围岩控制问题,以辛置矿310轨道巷为工程背景,采用FLAC~(3D)数值模拟软件,分析了巷道掘进和临近回采工作面回采对巷道围岩稳定性的影响规律,研究了巷道围岩侧向应力与位移演化特征。结果表明:受工作面回采造成的基本顶破断的影响,靠近采空区侧巷道帮变形量较大且不对称下沉。据此提出了顶板锚索偏采空区侧布置的非对称巷道支护方法,辅以巷道围岩注浆加固和混凝土封闭巷道等支护手段,设计了巷道支护方案。工程实践结果表明,巷道围岩控制效果明显。     

急倾斜煤层跨采巷道预应力全锚支护研究与应用

受急倾斜煤层采动应力分布特征特殊性影响,底板跨采巷道矿压显现特征和承载结构明显区别于一般巷道,以代池坝煤矿31345工作面底板跨采巷道+320 m东大巷补强加固工程为背景,通过力学模型和数值模拟分析急倾斜煤层回采前后,+320 m东大巷围岩变形和次生应力转移范围,结果表明:跨采巷道在处于原岩应力场不利条件下,工作面回采又导致其处于垂直应力降低和水平应力增高的非等压受力状态,巷道围岩稳定性控制难度较大。针对性提出了以高预紧力、高压注浆、高强固结和及时注浆全锚为核心的预应力全锚支护技术方案,后期开展了工业性试验,取得了良好巷道支护效果,在跨采期间受动压影响后巷道稳定性明显提高,有效地控制了巷道围岩的变形破坏,满足了跨采巷道正常使用要求。     

采动应力作用下放顶煤工作面回风巷道破坏机理及加固技术研究

大平煤矿3111工作面回风巷道受二次采动影响,巷道变形破坏较为严重,尤其是超前支护范围内变形呈"里口小、外口大"典型的喇叭口状,针对侧向应力、超前采动应力叠加作用下巷道围岩控制的技术难点,结合巷道分布、空间回采关系及变形破坏状况,对巷道破坏变形机理进行分析.通过FLAC3D软件模拟计算2次采动影响下巷道失稳变形破坏规律...     

二次采动影响下巷道围岩变形破坏机理及支护对策

受相邻工作面和本工作面强烈采动影响留用巷道会呈现出围岩应力集中、变形加大的特点,巷道支护较为困难。文章以王坡矿3316工作面二次留巷3314运输巷为工程实例,以巷道受动压影响为基点,通过FLAC~(3D)数值模拟软件研究了3314运输巷掘进期间,3316工作面回采期间,3314工作面回采期间3314运输巷围岩应力、位移的变化情况,最终确定了采动应力对留用巷道扰动破坏机理,从而确定行之有效的支护对策,并根据后期实地监测验证了支护对策具有可行性。     

单侧受采动影响的软岩巷道破坏规律及支护对策

针对单侧采动造成软岩巷道变形控制的难题,以象山南一石门为工程背景,采用XRD-衍射分析、物理力学参数测定和FLAC~(3D)数值模拟,测定了巷道围岩矿物成分,分析了膨胀性矿物和两煤层回采对巷道围岩稳定性的影响,研究了非均称变形巷道围岩应力场、塑性区和位移场演化特征。研究表明,3号煤层21306工作面开采结束后,巷道周围应力分布不均匀,但未导致巷道围岩产生明显的非对称变形;随着5号煤层21507工作面开采,两层煤采动应力在巷道周边应力形成叠加应力场,使靠采空区巷帮强度弱化,围岩变形以两帮不对称变形、底鼓和顶板非匀称下沉为主。据此,提出了单侧受采动影响下非均称变形软岩巷道"U型钢+反底拱+全断面注浆+锚网索喷"联合支护技术,根据物理相似模拟结果,有效控制了巷道围岩非匀称变形。     

深部复杂顶板条件下回采巷道锚网索支护技术

以淮南矿区潘一东井1252 (1)首采面为工程背景,针对不同地段顶板的不同赋存特征,提出分段进行支护参数设计的锚网索支护方案.通过FLAC3D数值模拟分析了不同支护方案下掘进、回采阶段巷道围岩的变形情况,模拟结果表明:分段支护下的回采巷道围岩变形量小,最大变形为砂质泥岩顶板段的两帮移近量,收缩断面率仅为12.6％,分段支护技术保证了巷道围岩稳定,满足经济安全回采要求.方案实施后,进行了表面位移矿压观测,实测结果与数值模拟计算结果较吻合.