注浆技术在沿空巷道围岩支护中的应用

留小煤柱沿空掘巷是一种能够大幅减少区段煤柱宽度的地下开采技术,对提高采出率和延长矿井寿命意义重大,但易造成巷道围岩变形破坏。通过向小煤柱帮注浆,有利于小煤柱稳定和沿空巷道维护,提高沿空巷道及小煤柱稳定性。为了验证注浆加固技术对煤柱结构及其承载性能的影响,本文以阳泉煤业集团8407综放工作面回风巷道煤柱帮为背景,通过相似材料模拟实验和工程实践相结合的研究方法,验证了对护巷煤柱实施注浆加固的措施能够增强煤柱的承载和切顶能力,使关键岩石块体的断裂线靠近上区段采空侧,减小采空侧悬顶长度和煤柱应力集中,得出:沿空巷道受工作面采动影响时,侧向支撑压力峰值出现在煤柱帮3.5~4.5 m位置,起主要承载作用的是煤柱内部的弹性核区,注浆加固从本质上改变了煤柱的外部力学环境,确保了沿空巷道及其围岩的稳定。     

综放开采沿空掘巷小煤柱宽度留设及支护技术研究

为合理确定区段小煤柱宽度及沿空巷道支护方式,以阳泉五矿8407综放工作面为例,基于采空侧基本顶断裂力学模型及围岩极限平衡理论,理论计算了合理煤柱宽度的上下限值,采用钻孔应力监测方法,对回采过程中煤柱内部应力分布进行了实测,进而确定沿空巷道支护参数。研究结果表明:沿空掘巷小煤柱宽度合理范围为9.03~11.80 m,取10 m为宜,煤柱侧0~3 m范围煤体发生塑形破坏、3~6 m范围为弹性核区、6~10 m范围靠近8409采空区承载能力弱,因而在8407回风巷掘巷期间采用锚杆+长短锚索一次支护,回采期间对煤柱帮进行3 m钻孔注浆加固二次支护,现场实测数据显示,8407回风巷沿空掘进期间围岩变形量较小,回采期间顶板、注浆加固煤柱帮、实体煤帮最大变形量分别为0.20、0.05、1.00 m,围岩变形处于可控范围,实现了综放工作面安全高效回采。     

小煤柱沿空掘巷围岩变形控制机理研究

针对沿空掘巷围岩的力学环境和支护特点,在分析巷道上覆岩层结构和巷道围岩结构稳定性的基础上,建立影响巷道围岩稳定性的各因素间相互关系的沿空掘巷围岩结构力学模型,通过对方程求解和规律分析,揭示了综放沿空掘巷围岩变形控制机理.研究结果表明,在小煤柱两侧分阶段注浆加固,形成由小煤柱、顶煤、顶板构成的超静定悬臂梁结构,可以促使顶板断裂线的位置从实体煤侧向邻近工作面的采空区侧移动,减小煤柱载荷,从而达到减小巷道变形、增强巷道围岩稳定性的目的;加固后的煤柱强度为原来的4倍时最佳.加固参数应用于实践,工业性试验效果显著,巷道围岩变形得到明显控制.     

注浆加固技术在沿空掘巷中的应用

为确定宁夏某矿12203工作面沿空掘巷合理的煤柱宽度以及沿空巷道可靠的围岩控制技术,以沿空掘巷大、小结构理论为基础,通过数值模拟分析并根据工程实践,提出了采用5 m小煤柱进行护巷的方法,设计了沿空掘巷支护技术方案并配合注浆加固技术以提高煤柱的承载能力.实践表明,注浆加固技术可以有效地控制沿空掘巷的围岩稳定性.     

深井沿空掘巷护巷煤柱注浆加固技术应用研究

针对深井沿空掘巷煤柱稳定性差的问题,采取注浆加固技术,在余吾煤业S2106工作面回风巷道进行现场工业性试验,并在工作面回采期间,对未注浆加固段和注浆加固段巷道围岩变形特征及矿压显现变化规律进行了分析比较:煤柱在注浆加固后,其内部破碎区域重新粘结,物理力学性能大大提高,其与煤柱中部的弹性区域共同起承载作用,巷道顶板下沉量大大减少,两帮移近量由0. 8 m减小到0. 1 m之内;工作面回采期间,注浆加固段回风巷道中瓦斯含量低于未注浆加固段的瓦斯含量,且基本趋于稳定,未发生突然增大的现象。现场试验表明,沿空护巷煤柱经注浆加固后效果良好,巷道围岩变形明显可控,完全可以满足工作面安全回采的要求。     

复杂条件下小煤柱动压巷道变形控制研究

针对小煤柱动压巷道围岩的力学环境和支护特点,在分析巷道上覆岩层结构和巷道围岩结构稳定性的基础上,建立沿空巷道围岩稳定性分析模型,通过相似试验、数值计算和工业性试验,研究了复杂条件下小煤柱动压巷道的围岩变形规律.结果表明,对小煤柱分阶段注浆加固,可增强煤柱的承载能力,从而达到减小巷道变形、增强巷道围岩稳定性的目的.工业性试验效果显著,巷道围岩变形得到明显控制.     

沿空留巷稳定性及控制技术研究

为了提升巷道围岩稳定性,以镇城底矿22605工作面为研究背景,利用数值模拟软件对巷道围岩应力应变进行研究.研究发现,原有支护条件下巷道顶板下沉量及巷道煤柱变形量较大,提出采用注浆加固技术,注浆加固后巷道顶板及巷道煤柱帮的变形量得到了有效控制,为沿空留巷稳定性作出一定的贡献.     

注浆技术在沿空掘巷围岩加固中的应用

针对沿空掘巷护巷煤柱两侧松散破碎区不起承载作用的现象,通过注浆加固的方法,将巷道侧煤柱松散破碎区的煤体加固,达到减小护巷煤柱宽度的目的。阳煤五矿8407工作面沿空掘巷煤柱宽为10 m,受煤柱两侧松散破碎区的影响,巷道变形量较大。在巷道侧煤柱松散破碎区内进行了注浆加固试验,通过注浆加固试验段巷道与未注浆加固段巷道变形量、围岩应力的观测对比可知:注浆加固试验段破碎区承载力明显大于未注浆加固段破碎区的承载力,巷道变形量明显小于未注浆加固段巷道变形量。     

沿空掘巷注浆加固技术在平煤十一矿的应用

为了保证深部留窄煤柱沿空掘进巷道的安全生产,研究深井沿空掘巷围岩失稳特性,动态监测围岩变形全过程,采用间歇注浆加固技术和注浆管长短结合,解决了巷道窄煤柱帮收敛变形严重问题,改善了窄煤柱煤岩松散破碎结构,确保了矿井安全生产。     

深井沿空掘巷护巷煤柱相似模拟实验研究

针对潞安集团余吾煤业S2106工作面沿空护巷煤柱,其注浆前后的效果对巷道围岩稳定性的影响,采用相似模拟原理和方法,对注浆前后的煤柱进行相似模拟研究。通过对煤柱的整体形态及巷道围岩稳定性等特征对比分析,实验表明,注浆加固后的煤柱对巷道围岩变形控制效果明显,能够满足工作面回采要求。     

迎回采工作面沿空掘巷围岩稳定控制技术研究

采用FLAC3D模拟12504工作面胶带运输巷在工作面前方30m和邻近工作面后方30m范围的垂直应力和围岩变形量,对沿空巷道失稳机理进行分析。通过运用锚网索+梯子梁支护、留设合理煤柱尺寸、高水速凝材料注浆加固煤柱、单体支护+π梁钢加固顶板等措施来提高沿空巷道稳定性,巷道围岩变形量监测结果表明,巷道围岩控制技术有效提高了沿空巷道稳定性。     

蹬空及沿空耦合条件下巷道围岩变形的研究

通过采用UDEC3.1离散元软件分析了蹬空及沿空巷道的围岩应力场、塑性区和位移场的变化规律,提出了相应的锚索网支护设计参数及优化。通过分析沿空侧煤柱的变形特征,采用喷注浆加固工艺强化巷道围岩的力学性能,有效地控制了沿空侧煤柱的变形。     

特厚煤层边界条件转化期间矿压研究与控制技术

以水帘洞煤矿沿空巷道为工程背景,采用FLAC3D软件模拟,得到一面采空到两面采空及其转换过程中小煤柱和沿空巷道围岩应力分布特征,通过理论分析建立特厚煤层沿空巷道覆岩结构模型,对小煤柱和沿空巷道进行稳定性分析。对试验巷道回采期间支护方案进行设计和加固,并采用多种手段跟踪监测。结果表明,巷道支护设计有效,围岩应力、变形和顶板离层等控制效果良好。     

厚煤层留小煤柱沿空掘巷支护技术研究

为研究厚煤层小煤柱沿空巷道的围岩变形特征及支护技术,解决巷道的失稳难题,以魏家地煤矿西2305运输顺槽为研究对象,采用理论分析及数值模拟对小煤柱巷道围岩结构形态及应力分布状态进行分析,采用现场实测的方式对沿空巷道围岩变形及支护参数展开研究。研究表明,小煤柱巷道围岩应力受一次回采影响呈非对称性,煤柱受力与上覆岩层载荷及悬露基本顶岩块长度成正比,与煤柱宽度成反比;小煤柱沿空巷道在掘进期间,围岩变形量相对较小,且变形沿巷道中轴线呈高度对称性;一次回采后,巷道围岩在煤柱侧变形和破坏较大,巷道变形呈非对称性。基于现场实测所得巷道围岩变形特征,提出了加强锚索进行小煤柱巷道的加固。通过现场工业性实验,加强支护后,煤柱侧帮部变形量减小至原来的58.3%,有效控制巷道围岩变形,减小煤柱帮部变形严重的问题。     

基于数值模拟的小煤柱沿空巷道变形控制技术

淮南矿区深部煤炭开采过程中,沿空巷道收敛变形问题已成为制约采煤工作面快速推进的一大难题。以淮南矿业集团张集煤矿西二A组煤沿空巷道为研究对象,采用数值模拟方法,分析研究了不同煤柱留设宽度、不同帮顶支护形式和煤柱注浆加固对控制沿空巷道变形的作用。结果表明:最佳沿空小煤柱的留设宽度为5 m;帮部布置底角锚索和煤柱注浆加固对于控制沿空巷道的帮部位移和底鼓具有明显作用。研究成果可为类似条件沿空巷道支护设计提供参考。     

沿空掘巷围岩控制的时效特征

针对掘巷滞后时间、沿空掘巷围岩经历掘巷和回采两次扰动的影响,采用理论分析、数值模拟和工程实践研究了沿空掘巷的开挖巷道和回采过程窄煤柱对围岩的控制作用.研究结果表明开挖巷道最佳时间和煤柱宽度的选择是沿空掘巷在掘进和回采期间控制围岩稳定的关键.沿空掘巷实体煤帮加固,延缓围岩小结构的失稳破坏;合理选择加固煤柱的支护结构对提高煤柱承载能力和维护其稳定至关重要.工程实践证明沿空巷道在掘巷和回采过程中围岩变形明显不同,两帮加强支护能有效地控制沿空掘巷的围岩稳定.     

注浆加固技术在小煤柱沿空掘巷中的应用

为维持小煤柱沿空掘巷下巷道的围岩稳定性,保证安全生产,对白洞矿业8114工作面运输巷采用注浆加固措施,重点分析注浆加固中钻孔设计、注浆材料选择以及整体的注浆工艺流程。巷道矿压实地监测结果显示,与未注浆区域巷道相比,注浆区域巷道的顶底板变形速率和上下帮下沉速率明显降低,未注浆区域巷道顶底板最大变形速率为0.43 mm/d,而注浆区域巷道为0.13 mm/d,注浆加固效果较好。     

某矿沿空掘巷护巷煤柱注浆加固技术实践

为了解决某矿回采过程中沿空巷道变形严重问题,分析沿空掘巷煤柱顶板岩层受力情况,提出护巷煤柱注浆加固技术。在煤壁侧钻凿上排仰斜、中下排垂直的3排钻孔,利用水泥和化学混合浆液,按照1~2 MPa注浆压力对护巷煤柱进行注浆加固。矿压观测结果显示,回采过程中未注浆加固前煤壁位移约0.8 m,注浆加固后煤壁位移不足0.1 m,减少了巷道两帮及顶板变形量,提高了煤柱刚性。沿空掘巷煤柱注浆加固技术科学可行,有效解决了回采过程中煤柱和顶板塑性失稳问题。     

厚煤层窄煤柱沿空掘巷围岩稳定性控制技术研究

针对厚煤层窄煤柱沿空掘巷围岩稳定性控制问题,以成庄矿53151巷为背景,通过数值模拟分析不同煤柱宽度塑性区的分布,确定了合理的窄煤柱留设宽度为6 m,并提出了锚杆支护、注浆加固和辅助支护相结合的围岩协同控制技术。现场试验表明,留设6 m窄煤柱沿空掘巷,巷道围岩变形可控,支护体受力稳定,巷道能够安全使用。     

沿空掘巷煤柱合理宽度优化数值模拟研究

通过建立沿空护巷煤柱力学模型,计算马脊梁矿8105工作面沿空护巷煤柱注浆前后的合理宽度,并采用通用离散元程序(UDEC)分析煤柱及巷道围岩受力特征和变形破坏范围;当煤柱未注浆时,随工作面的推进,塑性区域首先出现在煤柱边缘,并逐渐向中央弹性核扩散,最终塑性区域贯穿整个煤柱;煤柱注浆加固后,煤柱整体强度明显提高,受采动影响较小,整体基本稳定。根据注浆效果,进一步优化煤柱合理宽度,注浆后煤柱宽度还能减少2 m。