综采工作面巷道超前应力和围岩变形研究

不同开采方法巷道超前应力和围岩变形所体现出的特征有所不同。为研究综采工作面的超前应力和围岩变形特征,以永兴煤矿Z2371工作面为研究对象,采用现场观测的方法进行研究。通过观测的数据可以看出:超前应力的影响距离约60 m,峰值点距综采工作面约在16 m,应力集中系数约2.88;回风巷顶板最大下沉速度18 mm/d,运输巷顶板最大下沉速度12 mm/d;回风巷两帮围岩相对移近的最大速度12 mm/d;运输巷两帮围岩相对移近的最大速度15 mm/d,综采工作面在回采过程中巷道起动变形距离45 m。超前应力影响距离60 m大于巷道起动变形距离45 m,造成这种现象的原因是巷道支护抵抗了超前应力的影响。     

集中胶带大巷围岩稳定性控制技术验证

为验证集中胶带大巷优化后支护设计的围岩控制效果,在工作面内均匀设置了测站,定期对工作面两帮位移量和巷道顶板位移量进行观测。结果表明,在矿压观测的前9d,巷道的变形增大的相对快;随着监测时间的增加,巷道表面的变形速度开始逐渐减少;矿压观测38 d后,巷道的顶底板变形速度及两帮变形速度开始趋于稳定。但是巷道顶底板的位移量与巷道两帮的位移量都在增大,巷道顶底板总的位移量约255 mm,两帮位移量约150 mm。总的来说巷道围岩变形量都在50d内趋于稳定,有效控制了围岩的变形,满足了安全生产要求。     

马口矿巷道支护效果监测及分析

马口矿工作面为近距离煤层开采,目前运输巷采用的锚杆支护排距是760 mm×760mm,为监测支护效果,并分析矿压显现规律,对运输巷的围岩位移、巷道离层和锚杆受力情况进行现场观测。分析检测结果得出:巷道顶板围岩内部位移较为均匀,而且位移量较小,表明顶部锚杆起到了重要的作用;从施工过程和矿压观测结果看,支护排距选择760 mm×760 mm的支护方案,支护效果良好。     

缓倾斜煤层深部综采工作面矿压规律研究

深部煤层矿压显现不同于浅埋煤层,针对山东某矿深部综采工作面进行连续矿压观测发现:工作面初次来压步距为24 m,平均周期为16 m,来压影响范围为4~7 m,平均工作阻力为8536 kN。在来压与非来压期间,工作面沿倾斜方向的压力分布近似呈"峰"型;回采期间运输巷、回风巷表面位移整体变化量不大,且距离工作面越远,变形越小;巷道深部围岩变形呈非线性,围岩松动圈半径约为1.6~3.2 m,并且随着基点距煤帮表面的距离增加,其相应位移减小。矿压实测规律为采场和两巷支护设计及支护参数的优化提供了依据,对预防灾害的发生,保证煤矿安全生产等具有重要意义。     

留底煤软岩巷道支护技术研究

为解决某矿7522工作面留底煤运输巷的巷道支护问题,借助数值模拟软件,对比了不同的支护条件下巷道围岩应力及位移分布变化情况,确定工作面运输巷采用锚网索联合支护方案的具体支护参数,现场巷道围岩位移量观测表明,所采用的锚网索联合支护方式及支护参数能够有效控制运输巷围岩的变形破坏,节约了支护材料,减少了巷道的维修费用,取得了良好的经济效益。     

沿空留巷工作面上顺槽围岩活动规律研究

通过巷道表面位移观测、顶板离层观测等矿压观测手段,分别对沿空留巷工作面前方巷道和工作面后方尾巷围岩矿压显现特征进行观测,进而分析巷道围岩矿压活动规律,得出工作面上顺槽留巷前后巷道围岩变形规律的异同,对生产实践有一定指导与借鉴意义。     

混凝土填充墙支护下沿空留巷稳定性分析

为揭示混凝土填充墙支护下综采沿空回采巷道矿压显现规律,有效控制围岩变形,根据某矿综采面地质与开采条件,应用数值计算方法研究采后留巷的稳定性。数据分析显示:混凝土墙支护下沿空留巷围岩应力随采煤工作面推进呈周期性变化,采后20 m范围的巷道围岩来压较剧烈,是重点支护区域;巷道围岩位移量随采煤工作面的推进而增大,其中巷帮移近量较小,而顶板下沉量较大,表明采用混凝土墙支护沿空留巷有利于巷帮的稳定,但不利于顶板稳定。     

“Y”型通风强动压巷道围岩控制及加固技术

为解决"Y"型通风强动压巷道变形剧烈、围岩难以控制的技术难题,以潘一东井1252(1)工作面轨顺及轨顺底板巷为工程背景,在对巷道支护现状进行分析的基础上,按照"采前加固"、"采后维护",分区段治理的围岩控制及加固原则,分别采取以中空注浆锚索为主体的锚喷注支护和预应力加长锚索主动加固支护,有效地控制住了巷道围岩的剧烈变形。采用数值模拟及巷道变形量观测的方法对加固效果进行了检验。结果表明,工作面采过第二联络巷后,轨顺底板巷顶底板和两帮移近量分别为1 180 mm和675 mm;留巷后轨顺顶板下沉量、底鼓量及实体帮位移量分别为150、780、360 mm,说明经过强动压影响后,巷道围岩得到有效控制,从而保证了Y型通风工作面回风通道的畅通。     

过断层回采巷道围岩监测与治理实践

为研究某矿过断层时回采巷道围岩的变形规律,在14101工作面辅助运输巷断层前后布置3个测站监测其顶底板和两帮移近量,并与带式输送机运输巷对应位置的围岩状况对比。监测结果表明:过断层前巷道围岩变形发展趋势一致,但辅助运输巷围岩变形更大,顶底板和两帮移近量分别为63、43 mm;辅助运输巷围岩变形在过断层时和工作面推进至测点附近时分别出现峰值。加强超前巷道支护后,过断层时的围岩变形量显著减小,围岩变形得到控制。     

厚煤层综放工作面煤巷围岩稳定性分类及支护优化研究

为对11602工作面运输巷围岩稳定性进行分类,通过现场钻孔取芯窥视、实验室物理力学实验和理论计算相结合的方式,确定围岩等级类别。根据运输顺槽在原有支护方案下存在的问题,结合围岩分类结果进行支护参数的具体优化;支护方案优化后,对工作面回采期间巷道表面位移进行持续监测,以验证支护优化后的围岩控制效果。结果表明:工作面直接顶K2灰岩质量级别为Ⅱ级;直接顶砂质泥岩质量级别为Ⅲ级;基本顶K_2灰岩质量级别为Ⅱ级,综合确定回采巷道的围岩稳定性为Ⅳ类不稳定围岩;运输顺槽采用优化的支护方案后,巷道掘进期间顶底板变形量最大值为150 mm,两帮的移近量最大值为130 mm,解决了围岩变形量大的问题,保障了回采巷道围岩的稳定。     

弱黏结复合顶板回采巷道围岩变形与加固技术

针对色连二矿12205工作面回采时辅助运输巷围岩变形破坏严重的问题,从巷道围岩岩性、应力变化、水的弱化作用及原支护结构失稳4个方面分析了巷道围岩失稳的原因,提出了回采巷道加固支护方案,应用FLAC~(3D)数值模拟软件对原支护方案与加固方案进行对比分析。结果表明:工作面回采前加补顶板锚索与增打两帮走向锚索,巷道围岩中垂直应力峰值位置向巷道边缘移动了0.9 m,巷道顶底板与两帮移近量分别降低了274 mm与240 mm,巷道围岩的塑性破坏区范围最小。现场实践表明:工作面回采影响期间,辅助运输巷采用加固支护方案后,顶底板及两帮累计移近量比未加固段平均降低了约50%,该巷道加固支护方案取得预期的效果。     

小煤柱沿空掘巷围岩强化技术应用

为解决新元煤矿3417运输顺槽留小煤柱沿空掘巷成巷以后在相邻的3416工作面采动影响下巷道断面迅速收缩的问题,通过现场矿压观测、理论分析及现场刷帮得到运输顺槽围岩破坏素描图;巷道围岩变形的原因为围岩破碎严重、支护参数不合理、底板和底角未采取有效的控制措施。对巷道的支护方案进行了优化,设计实体煤帮扩帮、两帮及顶板加强支护的详细参数,并在现场应用后进行了围岩位移情况监测。结果表明,围岩强化支护后,3417工作面回采期间两帮最大移进量为587 mm,顶底板最大移进量为370 mm,3417运输顺槽断面能够满足工作面生产的需求。     

综采工作面沿空留巷柔模浇筑技术研究

采用传统的综采工作面沿空留巷方式,常出现两帮承受压力不均、巷道在靠近采空区一侧下沉量大的情况。针对此问题,以某矿1315综采工作面沿空留巷生产条件为背景,对柔模浇筑技术进行了分析。在采用柔模浇筑技术后,通过对工作面回采过程中巷道围岩变形观测、两帮受力测试、巷道瓦斯测量以及支护成本计算等,验证了该技术方案能够改善巷道支护效果,提高巷道稳定性,有着广泛的应用价值。     

斜沟煤矿18505工作面支护优化

为解决斜沟煤矿18505工作面材料巷在原有支护下围岩变形量大的问题,通过分析沿空掘巷上覆岩层运动特征,采用理论计算与数值模拟相结合的方法进行支护优化设计,并在支护方案实施后进行巷道表面位移监测。结果表明:支护优化后,巷道围岩在工作面回采期间顶底板及两帮的最大变形量分别为169 mm和202 mm,解决了围岩变形量大的问题。     

协同锚固技术在“倒梯形”断面煤巷支护中的应用

针对新桥煤矿2502综采工作面巷道“倒梯形”断面不对称造成的巷顶围岩变形破碎异常,为采取合理支护方案,根据工作面赋存特征及围岩力学性质,通过理论及FLAC数值模拟分析巷道围岩应力分布特征,提出巷道支护方案:顶板采用“锚网带+锚索梁”、两帮采用“锚网带”的协同锚固支护方式。经成巷后断面收敛及顶板离层观测,巷顶下沉量稳定在79 mm左右,离层量稳定在19 mm,表明巷道围岩得到有效控制。     

空巷影响下回采巷道围岩稳定性及支护设计研究

为研究因小煤矿开采形成的空巷对于工作面回采巷道稳定性的影响,并选取合理的支护方式及参数,采用FLAC~(3D)软件对工作面不断推进时不同支护条件下,对受空巷影响的工作面运输平巷围岩稳定性进行了数值分析,且对优化支护后的巷道顶板围岩结构实施钻孔窥视。结果表明:空巷影响下工作面应力重分布使空巷煤柱边缘应力集中,造成附近运输平巷垂直应力骤增且塑性区范围扩大;合理支护方式可使巷道围岩塑性区范围及围岩变形得到明显改善,当空巷进入工作面超前应力影响范围内,巷道顶底板变形量急剧增加;在优化支护方案作用下空巷附近运输平巷顶板岩层裂隙发育少、完整性较好。     

多巷布置充填留巷围岩变形特征及补强支护技术

为解决新元煤矿多巷布置充填留巷动压巷道围岩变形严重问题,采用现场监测巷表面位移变化特征、超前支承应力变化规律及数值模拟巷道塑性区的变化规律,并根据原有支护形式的不足,提出适合多巷巷道大变形问题支护优化方案,并在井下进行优化补强支护工业性试验。实测结果表明:巷道围岩在进入超前支承压力影响范围后开始变形,但变形量不大;原支护方案在工作面推过后,巷道底鼓急剧增加,根据现场观测和数值模拟分析塑性区的变化规律,优化支护后的补强措施顶板、两帮的移近量均有减小,底鼓量减小了约50%,优化补强支护方案改善了巷道围岩质量。     

13101综采工作面快速掘进巷道围岩变形观测

为了分析13101综采工作面软岩段快速掘进过程中的围岩变形情况和巷道支护效果,采用现场实测的方法对巷道表面位移和顶板离层情况进行监测分析。从监测的结果可以看出:巷道的围岩变形主要发生在掘后的7 d内,占巷道总变形量的大约70%;巷道掘后的第二天是巷道围岩变形量的速度峰值,两帮位移变形量的平均速度峰值大约是12 mm,顶板位移变形量的平均速度峰值大约是11 mm。对比本矿井历史监测数据,说明该项快速掘进支护技术应用效果良好。     

煤峪口矿极近距离下位煤层回采巷道支护技术研究

同煤集团煤峪口矿14号煤层为近距离煤层开采,由于上层工作面采动对底板岩层的破坏导致14号煤层回采巷道支护困难,通过理论分析、矿压监测及理论计算等方法研究表明:11-12号合并煤层8710工作面回采对底板岩层损伤破坏的深度为26.5 m。根据81012运输巷围岩的特点提出强帮减跨稳顶的支护原理,设计采用锚架棚、桁架联合支护方式,现场应用后围岩位移监测结果表明:81012运输巷掘进期间,两帮移近量最大为22 mm,顶底板移近量最大为27 mm;工作面回采期间,两帮移近量最大约为350 mm,顶底板移近量最大为415 mm;巷道围岩变形有效的控制在合理的范围内,取得良好的支护效果。     

干河矿2-107B孤岛工作面超前支护技术研究及实践

针对干河矿2-107B孤岛工作面回采巷道在多重采动影响下围岩变形量大的问题,对孤岛工作面巷道围岩结构进行了分析,提出了在巷道掘进期间采用“锚杆+锚索+金属网+钢带”的支护方式,在工作面回采期间采用中空注浆锚索超前支护和空巷充填的方式。现场实测结果表明:巷道两帮和顶底板最大位移量分别为116.32 mm和141.47 mm,有效地控制了巷道围岩变形,确保孤岛工作面安全高效生产。