松软煤层巷道围岩变形特征及控制技术

针对松软煤层巷道围岩变形量大、支护结构破坏严重的难题,以华盖山104工作面运输巷为工程背景,在分析巷道围岩变形特征的基础上,采用数值模拟方法,研究了锚网索喷支护巷道围岩位移、应力和塑性区分布特征。研究结果表明,煤层强度低、胶结性差以及支护方式不合理是造成围岩严重变形的主要原因;锚网索喷支护巷道围岩塑性区范围较小,应力集中区位于深部,到巷道中心的距离超过6 m,并取得了较好的工程应用效果。     

近距离煤层群下部巷道围岩稳定控制技术研究

以某生产矿井采空区下运输顺槽掘进为工程背景,采用理论分析和数值计算方法对巷道围岩变形破坏特征进行研究。模拟结果表明,上部煤层底板破坏深度大于煤层群间距,直接关系到下部煤层的安全开采;上部煤层引起的应力降低区有利于下部煤层巷道掘进;上部煤层开采形成的裂隙区,增加了巷道围岩稳定维护的难度。基于此研究成果,提出加强支护技术方案。     

半煤岩巷道围岩变形机理及控制技术研究

基于潞安集团蒲县隰东煤业公司半煤岩回采巷道合理支护的问题,运用现场实测、数值模拟和理论分析相结合的方法,研究了半煤岩回采巷道变形破坏的机理,提出了半煤岩回采巷道支护对策和方案,确定采用锚网索+钢筋托梁联合支护技术,并确定了联合支护的参数和工艺。可为其他具有相似地质条件的巷道支护设计提供参考和借鉴。     

浅埋煤层回采巷道围岩变形与控制技术研究

针对盛鑫矿浅埋薄基岩回采巷道围岩变形破坏以及巷道支护问题,以该矿51204回风顺槽为工程背景,利用FLAC3D数值模拟软件建立顺槽开挖模型,研究巷道开挖后的塑性区、位移及应力分布情况,阐述了巷道围岩控制对策与原则。在此基础上,提出在51204回风顺槽采用“螺纹钢锚杆+钢筋梯子梁+锚索+高强混凝土铺底”的联合支护技术,并对巷道表面位移进行监测。现场应用结果显示,采用该联合支护技术后,围岩收敛量经28 d趋于稳定,巷道顶板、底板、左帮及右帮围岩最大变形量分别为38、27、18、21 mm,变形量处于可控范围内,实现了对51204回风顺槽围岩的有效控制。     

缓倾斜煤层迎采巷道围岩控制技术研究

为有效解决缓倾斜煤层迎采动掘进巷道围岩控制难题,以某矿缓倾斜煤矿开采为工程背景,分析了巷道顶板岩层破断特征及其围岩应力分布特征。结果表明,巷道顶板岩层浅部主要为水平裂隙,深部主要为垂直裂隙,距孔口10～14 m内,超前工作面受采动影响更为剧烈;当3205回风顺槽超前工作面10 m至滞后工作面15 m时,巷道所受应力最高可达19.8 MPa,是最主要的应力影响区,应对迎采巷道加强支护。据此提出了适应现场巷道围岩条件、安全可靠的“锚杆+锚索+钢筋梯子梁”联合支护方法。通过现场实践,3205回风顺槽加强支护后,锚杆受力最大值为设计锚固力的70%,顶板垂直位移减小了67.6%,巷道围岩控制效果显著。     

近距离煤层坚硬顶板巷道围岩控制技术

结合甘庄煤矿5305回采巷道现场地质条件,分析其破坏机理,总结得出上部近距离采空区煤柱影响、本煤层相邻工作面采动影响和巷道原支护体系强度不足是导致5305回采巷道变形破坏的主要原因。在理论分析的基础上,利用FLAC3D模拟软件分析了高应力情况下巷道围岩的变形特征,结合"三高一低"和经济合理性设计原则,确定5305回采巷道的合理支护技术参数,并在现场进行实施,效果良好。     

浅埋煤层巷道围岩变形机理与巷道优化设计研究

 纳二矿4-2煤层属典型的土基型浅埋煤层,在巷道开拓过程中,出现了上覆岩层变形量大、掘进头有淋水、两帮煤层夹矸挤出等现象,导致巷道支护返修率高,工程进度缓慢,针对以上问题,首先分析了4-2煤层巷道围岩变形特征,有针对性的提出巷道设计优化方案,并对优化设计后的巷道进行矿压观测,观测结果证明,优化方案设计能够有效控制围岩变形,解决现场支护难题。     

围岩中等稳定煤层巷道锚杆支护

分析了巷道开挖后的力学状态模型 ,指出峰后围岩的剪胀变形是围岩变形的主要形式。锚杆支护的目的 ,在于限制围岩的剪胀变形 ,使围岩在较高的应力状态下获得稳定。结合锚杆支护现场试验 ,选择及校验了围岩中等稳定条件下煤层巷道锚杆支护的支护参数 ,并指出了存在的问题及锚杆支护的发展方向。     

煤层群底部巷道围岩破坏机理及控制技术

针对山西大同晋华宫煤矿11~#煤层8714工作面运输巷在掘进期间出现片帮、底鼓等严重矿压显现现象,采用理论分析和数值模拟等方法,探讨了煤层群底部煤层巷道围岩变形破坏机理,并提出了相应的控制技术。     

采空区下软煤层回采巷道围岩稳定性控制技术

为分析采空区下松软煤层巷道围岩稳定性特征,基于新庄孜煤矿52207工作面巷道的典型围岩条件,依据锚杆支护长度和锚索的根数提出了3种可行性方案,采用数值模拟方法研究了采空区区域底板垂直应力分布特点及不同支护方案下巷道围岩的应力和位移分布及变化特征.模拟结果表明:巷道处于应力降低区,随支护强度的增加,巷道围岩应力状态改善,围压逐渐增加,位移场分布范围减小,巷道表面位移得到有效控制.根据围岩强度强化理论和数值模拟结果,提出采用以高强锚杆为基础、辅以高预紧力锚索的组合支护技术,巷道围岩变形控制效果好,围岩结构稳定.     

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。     

“三软”不稳定煤层巷道围岩活动规律及其控制

为了解决某煤矿"三软"不稳定煤层巷道的支护难题,针对此类巷道围岩软弱、煤层厚度和倾角变化大、多次遭受动压影响的特点,从煤层厚度、煤层倾角、岩性和动压影响4个方面考虑,分析了此类巷道围岩的活动规律,并根据规律提出了非对称的棚-索耦合支护方法。     

大南湖一矿多煤层巷道围岩控制技术研究

基于多煤层巷道围岩岩性不稳定,采用单一的支护方式往往呈现区域性破坏的问题,运用数值模拟软件,根据大通湖矿辅助运输石门二的地质条件对巷道在不同围岩条件下的变形情况进行了模拟,并通过对模拟结果的分析,提出了穿多煤层巷道的合理支护技术:巷道在顶板为煤层时应采用锚网索支护,在两帮为煤层时宜采用U型钢棚式支护,在底板为煤层时应采用反拱控底并配合在巷道帮脚位置安装带下扎角的锚杆辅助控底。大通湖矿辅助运输石门二采用该支护技术保证了一采区3煤各工作面的安全生产。     

破碎围岩巷道变形失稳特征及控制技术

针对破碎围岩巷道变形量大、围岩整体性差和支护困难等问题，以昌兴煤矿1460运输石门为试验地点，通过数值模拟与现场考察，研究原支护技术下巷道围岩变形失稳特征及机制，拟采用联合支护技术并对比分析围岩变形特征。研究表明：由于围岩强度低、支护方式单一、受开采动压影响和围岩中含软弱夹层，造成围岩松散破碎，稳定性差，顶板最大破坏深度达到4.80 m；提出了“锚网喷+U型棚拱形支架+注浆”联合支护技术，采用预应力锚索、高刚度U型钢棚、浅孔注浆及深孔锚注等支护方式强化围岩特性，形成多层复合加固拱承载结构，实现支护结构与围岩的相互耦合作用；数值模拟分析得出，修复后围岩塑性屈服区最大深度由5.56 m减小到1.07 m，降低了80.76%，围岩塑性区大幅度减小，围岩应力总体趋于均匀分布；现场试验表明，修复后顶底板位移量仅113 mm，两帮位移量78 mm，说明该联合支护技术方案可有效控制围岩变形失稳，维持巷道整体稳定。     

近距离煤层采空区下巷道围岩控制技术研究

针对近距离煤层采空区下工作面安全回采的难题,以寺河煤矿二号井94316综采工作面为工程背景,通过理论分析及数值模拟相结合的方法,对94316工作面回采巷道的布置方式及支护方案进行了研究。结果表明：当94316回采巷道与上部残留煤柱边缘水平距离为9.0 m时,可使巷道避开上方煤柱的高应力影响区;并根据采空区底板应力分布情况及工作面赋存条件设计了回采巷道的支护方案,在实际应用中,94316工作面回采期间巷道顶底板的移近量最大为225 mm,两帮的移近量最大为158 mm,围岩控制效果良好。     

软岩巷道围岩控制技术

为解决朱仙庄矿采用锚网喷+全封闭29U可缩支架支护巷道围岩变形量大、支护结构破坏严重的难题,提出了锚网喷+全封闭29U高强支架为核心的支护方案,并采用FLAC3D数值模拟软件对不同支护方式下的巷道围岩应力分布、位移和塑性区特征进行了对比分析。数值模拟结果显示锚网喷+全封闭29U高强支架支护巷道围岩应力集中区更靠近巷道中心,位移和塑性区范围均较小。工程实践表明,锚网初喷+全封闭29U高强支架支护巷道两帮收敛量和顶底板移近量的最大值分别为155 mm和270 mm,在矿压观测后期,巷道日变形量小于0.2 mm/d。     

深部三软煤层巷道围岩变形破坏特征及控制技术研究

针对深部三软煤层巷道围岩强度低、表面及深部变形破坏严重、支护构件失效等工程难题,以新元煤矿9号煤9104高抽巷为工程背景,通过钻孔窥视、位移监测、锚杆轴力监测等手段,总结了深部三软煤层巷道变形破坏机理。基于"先控-后固-再抗"的耦合支护理念,提出了"锚注+反底拱"耦合控制技术,采用数值模拟分析了原支护方案和耦合支护方案围岩位移场的变化,结合工程实践,验证了支护效果。结果表明:耦合支护方案改善了巷道围岩和支护构件的受力状态,提高了围岩自承能力,极大减小了巷道围岩的变形,保证了巷道稳定。     

大断面巷道围岩变形机理及其控制技术研究

为解决大断面巷道断面大、跨度大、围岩易破坏变形、支护难度大的问题,结合乌苏四棵树煤矿8#井B51204运输顺槽地质条件及现场实际开采情况,对大断面巷道围岩变形破坏机理进行研究分析,通过FLAC3D软件对巷道应力及位移演化特征进行计算和分析,根据分析结果提出锚网索联合支护方案。工业性试验结果表明,采取优化的支护方案后,巷道顶板离层量最大为17 mm,顶、底板最大变形量为67 mm,两帮相对位移量为29 mm,实现了控制巷道围岩变形破坏的目的,为类似条件下大断面巷道支护提供了借鉴。     

大倾角煤层巷道变形机理与支护控制研究

针对大倾角煤层巷道围岩难以控制的现状,结合菏泽某矿区的巷道地质资料,采用FLAC软件对大倾角煤层巷道围岩应力分布和变形破坏进行研究。结果表明:与近水平煤层巷道相比,大倾角煤层巷道开挖后巷道变形表现为非对称性;对大倾角煤层巷道应加强低帮中部、高帮煤岩交界处的支护强度和重视靠近低帮侧的顶底板支护。在此基础上,设计了巷道支护控制方案,有效地控制了大倾角煤层巷道的变形破坏问题。