晋北煤业巷道掘进过程中围岩松动圈范围确定

为测量晋北煤业巷道掘进过程中松动圈的范围,并确定松动圈的类别,该矿井围岩松动圈测定仪器采用的是KMT型矿用数码钻孔成像测试仪,对开采过程中的围岩松动圈范围进行测定。测定结果显示:巷帮最大松动圈尺寸2.10 m,巷顶最大松动圈尺寸1.75 m,巷道围岩属于Ⅴ类不稳定围岩。所以巷道在支护设计中应选择拱形断面,采用组合拱理论确定锚杆支护参数。     

太平矿业矽卡岩巷道地压监测及地压规律研究

地压监测是了解地下围岩力学响应,优化围岩支护参数的一种重要手段。为探究安徽太平矿业有限公司矽卡岩巷道地压情况,以该矿-480 m水平主运输巷为研究对象,采用多点位移计和锚杆测力计对巷道围岩变形和锚杆受力进行监测,结合数学统计分析的方法,研究-480 m主运输巷围岩变形和荷载在时间上和空间上的演化规律。监测结果表明,矽卡岩巷道围岩变形值最大可达48 mm,矽卡岩巷道围岩松动圈范围为2～3 m;各位置的锚杆轴力随时间都有所增长,受右侧新开挖巷道的影响,右帮4.5 m处锚杆轴力最大;其余测点锚杆轴力较小,但矽卡岩围岩变形较大,这表明锚杆与矽卡岩围岩之间锚固条件差,锚杆支护没有充分发挥作用;相应研究结果对巷道稳定性分析和支护设计优化具有指导意义。     

围岩松动圈支护理论在煤巷支护设计中的应用

根据围岩松动圈支护理论,在屯兰矿12501运输巷道内应用PHD-2型松动圈测试仪进行围岩松动圈范围测试,确定松动圈厚度值LP并进行松动圈分类。由测试结果可知,巷道围岩松动圈厚度在1.3~1.5m之间,属于中松动圈Ⅲ类一般围岩,应按照悬吊理论设计支护参数,从而确定适用于巷道地质条件的支护方案。通过对支护方案进行现场试验并监测巷道表面位移量,证明巷道变形量小,顶底板最大移近量小于26mm,两帮最大移近量小于36mm,围岩保持稳定。这表明根据围岩松动圈理论设计巷道支护方式及参数是合理可靠的,为屯兰矿巷道支护设计提供了技术参考。     

深部厚煤层回采巷道围岩破坏机制及支护优化

为了研究深部厚煤层回采巷道围岩破坏机制及支护对策,基于地质条件分析,采用钻孔窥视仪和地质雷达探测了巷道围岩的破坏模式及规律,通过模拟研究得到围岩的破坏机制,针对性的提出了锚网带与预应力锚索梁耦合让均压的优化支护方案和参数。结果表明:围岩由表面向内部破坏程度依次减弱,形成3~4个破裂区,前2个破裂区为松动圈。松动圈分布在煤层和底板泥岩中,其中顶部围岩松动圈平均深度3 m,易产生离层。煤层越厚巷道越易失稳,其破坏机制是顶板锚杆处在破碎区,产生锚固端滑脱或整体冒落。通过现场支护试验,验证了优化支护方案和参数,有效地控制了厚煤层回采巷道稳定性。     

复杂地质条件下大断面巷道支护方式优化研究

针对枣泉煤矿12205工作面运输巷围岩地质条件变化复杂,原有支护不能有效控制围岩变形,采用数值模拟和现场监测的方法,对该巷道支护方式进行优化研究,提出了优化后的支护方式为锚网索+注浆+钢梁、钢棚等多介质耦合支护。结果表明,支护方式优化后巷道顶底板移近量为10~80 mm,变形速度较小,围岩变形趋于稳定;巷道围岩高应力区扩大了约1 m,围岩松动圈范围缩小至1.2~2.0 m。结果证实优化后的支护方式能充分发挥围岩与支护体的整体力学效应,变载荷为承载体,增加了围岩自身的承载能力,对巷道围岩的稳定性起到了较好的支护效果。     

西石门铁矿破碎、松软岩体掘进技术研究

西石门铁矿80 m水平中北运输巷是该矿北采区矿岩运输至矿主系统的唯一通道。该运输巷位于马河矿柱段,由于受民采破坏影响,巷道变形严重,为此该矿重新施工一绕道,但需经过破碎、松软岩体等围岩极不稳定地带。基于松动圈支护理论,采取了喷浆加固松动圈、超前插杆制造人工假顶、人工微振动开挖、紧跟金属拱架支护、挂网喷浆支护五重组合掘支一体化施工方案,提高了对围岩支护的及时性,控制了巷道变形,保证了绕道顺利贯通,同时也为相似围岩条件下巷道掘进施工提供了新方法。     

北岭煤矿4号煤层围岩松动圈测量及围岩分类研究

采用超声波测试方法对北岭煤矿4号煤层主运大巷、回风大巷和405工作面两巷围岩松动圈进行了测量,并对实测数据进行了分析。基于松动圈理论对北岭煤矿4号煤层围岩进行分类,通过对比巷道支护围岩松动圈分类表,从而得出4号煤层所测试巷道围岩分类中,巷道两帮属于Ⅲ类围岩（一般中等稳定围岩）,巷顶围岩松动圈介于中松动圈与大松动圈之间,考虑安全因素取大松动圈,在松动圈分类法中,顶属于Ⅳ类围岩（不稳定围岩）。     

城郊矿深部延伸巷道围岩松动圈实测及数值模拟

围岩松动范围及其变化是巷道围岩稳定性评价和支护的重要参数之一,如何快速准确地探测松动圈范围,更好地为工程服务,成为现今深部开采矿井研究的热点。以城郊矿深部延伸巷道围岩支护及破坏特征为背景,在总结前人关于巷道围岩松动圈成果的基础上,采用实测和数值模拟2种方法,对城郊矿二水平围岩松动圈范围进行对比研究。实测选取二水平围岩巷道的5个测站,采用地质雷达进行测试,得出了5个测站的围岩松动圈的横向测试断面围岩破坏特征差异较大,既有相对完好围岩,又有松散破碎较严重的围岩;纵向测线上巷道不同断面位置,围岩松动范围差异较大,介于1.4~2.8 m,这种差异与地质条件和矿山压力密切相关。数值模拟获取了城郊矿深部软岩巷道的围岩松动圈范围介于2.0~3.0 m。综合分析数值模拟及地质雷达研究结果,确定出城郊矿深部软岩巷道的松动圈范围介于1.4~3.0 m。研究结果对城郊矿深部延伸巷道围岩支护方式的选择具有重要的参考价值。     

破碎软岩巷道围岩松动圈雷达探测技术

为掌握南翼开拓巷道围岩松动圈情况,揭示围岩活动规律,卧龙湖煤矿在南翼轨道巷、南翼回风巷、南翼轨道斜巷等3条主要开拓巷道,选择典型断面进行围岩松动圈的雷达跟踪观测.另外,为校准地质雷达的观测成果,在南翼轨道巷、南翼回风巷分别设置了窥视观测孔进行观测.地质雷达与窥镜测试相结合,可以互助验证、互为补充.本次雷达探测成果对分析破碎软岩巷道强烈变形的原因,制定控制巷道围岩变形的支护技术方案具有重要意义.     

望云煤矿15101运输顺槽围岩松动圈测试分析与控制技术研究

为保障15101运输顺槽围岩的稳定,采用现场实测的方式进行围岩松动圈的测试分析,基于测试结果得出运输顺槽处的两帮松动圈范围约为1.6 m,基于工作面地质条件和围岩松动圈分析结果,确定巷道采用锚网索支护方案,采用理论分析的方式进行巷道各项支护参数的设计,在巷道掘进期间进行围岩变形分析。结果表明:巷道采用现有支护方案,掘进期间围岩变形量小,保障了围岩的稳定。     

深埋巷道围岩变形及支护技术研究

随着煤炭开采逐渐向深部转移,巷道围岩变形越来越严重。分析了深埋巷道围岩变形及支护技术,对研究巷道进行了三轴抗拉试验,得到煤和岩石力学参数,采用结构梁和弹性力学分析了巷道围岩变形,为模型分析提供了理论基础,然后采用FLAC^3D数值模拟软件,分析了巷道变形位移,与现场实测相比,数值模拟能够较好地模拟煤矿巷道实际变形情况。研究能够为巷道参数设计提供借鉴。     

跃进煤矿二水平西翼运输大巷过F2-3断层方法

跃进煤矿是具有冲击地压危害的老矿井,目前已进入深部开采。该矿在-200 m二水平西翼运输大巷掘进过程中,遇到落差为0～19 m的F2-3断层,制约了岩巷的快速掘进。对断层破碎带围岩应力进行了理论分析,提出后退挑顶过断层方法以及相适应的巷道支护方式,实践证明,该方法不但加快了巷道掘进速度,而且保证了巷道顶板的稳定。     

不同开采深度巷道围岩软化临界载荷研究

为了研究巷道围岩软化临界载荷,建立不同广义围岩强度的数值模型,通过数值模拟计算分析,观察不同广义围岩强度在不同载荷作用下的破坏特征,重点研究了煤层周边3～5倍巷宽范围内的围岩在不同载荷作用下的破坏特征,通过不同强度围岩对载荷的力学响应分析,获得围岩的软化临界载荷,结果表明：直接顶、煤层、直接底的软化临界载荷为17.5～20.0、12.5～20.0、15.0～17.5 MPa,基本顶与基本底的情况相同,在所研究的开采深度范围内是巷道围岩稳定的。     

区段煤柱气相切顶卸压围岩应力转移机理研究

浅部煤层数量减少,煤矿开采开始往深部发展,深部围岩具有顶板坚硬分层厚度大、强度高、完整性好等特点,在开挖过程中,围岩可储存大量弹性能,当储存弹性能达到极限强度时出现突然释放,导致强矿压显现,严重威胁安全生产。以马脊梁煤矿8105工作面为研究对象,通过搜集资料、现场调研等方法,获取了马脊梁煤矿工程地质条件,建立了临空巷道切顶后的力学模型,进行了临空巷道切顶后的围岩应力特征演化分析,分析了气相切顶卸压的切顶高度、切顶角度等关键影响参数,研究了气相切顶卸压效果,消除了强矿压显现,保障了工作面的安全高效生产。     

巷道围岩松动圈测试研究

为了对巷道围岩松动圈进行测试,采用PHD-2型多功能超声波无损检测分析仪,分析了巷道围岩稳定性分类标准以及测试原理。根据现场实际情况,对松动圈测试测点进行了布置,然后对1105回风巷距工作面前方50,65,80,95,110 m处煤壁波速进行了研究,研究得出:煤壁帮松动圈大小基本为1.7~4.0 m;测试位置距离工作面位置越近,煤壁帮松动的范围也越大;煤柱帮松动圈总体相对较大,多数围岩松动圈大小在4 m以上。     

巷道动力失稳下围岩松动特征分析及支护参数选取

针对煤矿开挖导致的巷道动力失稳问题,为了提升煤矿巷道安全性,对巷道动力失稳下围岩松动特征分析及支护参数选取问题进行研究。给出乌东煤矿工程概况,在巷道设3个监测点,当动力失稳现象出现时,分析巷道围岩物理学性能,对煤矿巷道动力失稳下巷道表面位移进行监测,并进行实验分析,通过实验结果实现围岩支护参数选取。实验结果表明,动力失稳现象会导致围岩岩样的抗压强度变低;在距离工作面距离为90 m时,顶底移近与两帮收敛的变形速率最大;当监测点的监测日期逐渐上升,顶板的锚杆受力与锚索受力不断加大,其中锚索受力相对较高,而锚杆下帮受力要低于锚索上帮受力。按照实验结果设计支护参数,以防止围岩松动变形对巷道带来影响。     

沿空掘巷非对称性差异化支护技术研究

针对2103工作面沿空掘巷巷道围岩变形量大,矿压显现明显,煤柱侧与实煤体侧巷道围岩呈非对称变形问题,采用数值模拟分析确定工作面留设煤柱的合理宽度为5 m,同时利用钻孔成像技术对巷道围岩裂隙变化情况进行分析,得出实煤体侧和煤柱侧巷道围岩松动圈范围分别为1.8～2.2 m、1.5～2.4 m,据此提出非对称性差异化支护方案。支护方案优化后,通过对巷道围岩顶底板及帮部位移量变化情况和岩层裂隙发育情况进行监测,监测结果巷道在采用优化后支护方式后,80%锚杆受力在20～60 kN;巷道两帮位移变化量在75～95 mm,巷道顶底板移近量在43～95 mm,巷道围岩裂隙发育大部分集中在距围岩表面深度1.1 m以内。应用结果表明:该支护方案能够有效控制沿空掘巷巷道围岩变形,为类似条件下巷道支护提供了较大的参考价值。     

深部软岩巷道围岩变形特征及数值模拟分析

针对深部煤矿开采条件下软岩巷道围岩出现持续流变时间长、变形大、地压高、巷道难以维护等特点,首先分析了深部软岩巷道变形特征,采用FLAC^3D数值模拟软件,分析了不同埋深条件下巷道围岩垂直应力分布、水平应力分布以及巷道围岩塑性区扩展规律。研究得出,深部软岩巷道的围岩岩块呈松散破碎形态,相互翻转和滑移,岩体的模量和强度低;随着巷道埋深的逐渐增加,巷道围岩应力集中系数逐渐减小,巷道垂直、水平应力峰值逐渐变大,塑性破坏范围扩展速率逐渐增加。研究为深部软岩巷道支护提供理论基础。     

深部巷道裂隙围岩危险体判定及应力监测预警

工程岩体是由节理、裂隙等结构组成的不连续介质体,深部巷道处于高地压、强扰动的复杂工程环境中,裂隙岩体的稳定性是深部工程安全稳定性研究的重要课题。本文以矿井深部巷道为研究对象,构建离散裂隙网络模型,获得等效岩体参数,并以此建立裂隙岩体工程模型;分析工程巷道裂隙围岩的应力、变形和破坏特征。模拟试验结果表明:斜联巷、釆联巷、水仓与主运输巷交叉等位置是应力集中区,易产生张拉、剪切破坏;根据数值模拟获得的应力集中危险区域分布特点,布设围岩应力监测网络,成功预警位于斜联巷和水仓连接巷的顶板塌落事故,为矿山设备、人员安全提供了可靠的保障。     

三心拱形巷道锚索超前支护研究及应用

针对回采工作面单体支柱超前支护存在支护强度不足、工人劳动强度大等问题,提出了采用超前锚索主动支护替代原有的单体支柱被动支护的技术方案,并针对协庄煤矿三心拱巷道建立了围岩变形预计模型,通过理论分析得到了巷道合理超前支承力为0.83 MN,而超前锚索支承力可达到1.52 MN,满足超前支护需要;确定了巷道超前支护技术参数为...