综放工作面回风巷底鼓机理与治理技术

为了有效解决常村矿回采巷道底鼓问题,通过分析巷道围岩变形机理及破坏特征,提出了钻孔卸压和钻孔卸压+混凝土反拱+底板锚杆联合支护2种优化方案。现采用FLAC3D软件进行数值模拟,并分析比较了模拟塑性区、位移场的变化情况,对2种优化方案的支护效果进行验证。现场实测数据表明:在采用钻孔卸压+混凝土反拱+底板锚杆联合支护方案后,最大底鼓量为146 mm,仅为原有最大底鼓量的23%,因此达到了控制围岩变形和治理巷道底鼓的效果。     

中兴矿3217沿空留巷底鼓特征及支护参数优化研究

本文以中兴矿3217工作面沿空留巷为工程背景,对沿空留巷的底鼓变形规律进行了研究。针对巷道变形破坏特征,提出采用高强度锚杆索、管缝式锚杆与巷旁、巷内加强支护联合治理加固技术来控制中兴矿高应力、破碎围岩巷道底鼓;同时辅以数值模拟对支护参数进行了优化,结果表明:优化方案围岩变形量较原方案大幅减小,同时将充填墙体宽度设置为3m,可有效控制巷道围岩变形。     

长综放工作面沿空留巷变形规律及控制技术研究

为研究长综放工作面回采时的巷道围岩变形规律,针对长综放工作面沿空留巷超前压力大、变形破坏明显等问题,采用理论分析、数值模拟及工业性实验的方法,对长综放工作面沿空留巷破坏特征与围岩应力分布进行分析,得出巷道应力分布以及变形规律,并对现有的支护方案进行优化.通过分析古城煤矿综放工作面沿空留巷围岩变形以及应力转移情况,提出顶板超前"一梁三柱"支护并补打顶锚索、煤帮补打短锚索的补强方案.应用结果表明,采用该方案后,巷道底鼓变形最大值为200 mm,煤帮鼓出量约为80mm,整体支护效果良好.     

留巷充填体对底板非对称变形影响及控制研究

利用FLAC3D软件模拟巷帮充填过程中底板变形量的变化,根据数值模拟结果得到了巷帮充填体在不同强度、不同宽度情况下底板非对称变形规律:在一定范围内,底鼓量随强度的增大而减小,超过该强度,底鼓量随强度的增大而增大;底鼓量随宽度的增大而减小。通过对比分析模拟结果,得出了沿空巷道在不同支护条件下底鼓量大小,从而总结出适用于巷帮充填沿空巷道补强支护对策。     

放顶煤工作面过空巷高水材料充填技术研究

针对综放工作面过空巷时受到超前支承压力影响,造成空巷内围岩塑性破坏区范围扩大,易引发工作面煤壁片帮和空巷顶板垮塌的问题,采用数值模拟软件,对空巷充填前后的围岩应力分布状况进行分析对比,空巷充填后,巷道围岩应力峰值明显减小,空巷充填改善了围岩受力状况,降低围岩应力值。结合成庄矿3311工作面现场情况,确定高水材料充填施工方案,并进行综放工作面过空巷充填工业性试验。结果表明:工作面通过充填空巷区域期间,工作面两巷道顶板下沉量最大值为146. 8mm,底鼓量最大值为195. 2mm,左帮鼓出量最大值为49. 8mm,右帮鼓出量最大值为82. 2mm,巷道变形量不影响工作面正常回采,有力保障工作面过空巷区域的安全。     

常村煤矿高抽巷围岩控制技术研究

针对高抽巷受采动影响底鼓严重、巷道变形较大等问题。以常村煤矿2103高抽巷为研究背景,采用UDEC数值模拟软件,分析了原支护条件下采动对高抽巷围岩变形的影响,提出了合理的支护方式和底板加强支护方案。现场监测表明:巷道两帮位移量稳定在240 mm左右,底鼓位移量稳定在320 mm左右。说明加强支护方案可以有效控制巷道底板的变形,保证高抽巷安全抽采。     

采动巷道围岩非均匀变形特征及稳定性控制技术研究

受到原岩应力与采动应力叠加影响的巷道会产生非均匀变形,甚至发现顶板事故,采动巷道围岩稳定性控制是实现矿井安全高效开采的关键。针对长岭一号煤矿152106工作面轨道巷受到采动影响变形严重的问题,采用现场监测、数值模拟等研究方法,分析了采动巷道围岩变形特征及塑性区演化规律。结果表明：在采动影响下,巷道围岩变形呈非均匀特征,工作面前方巷道围岩变形量小于工作面后方,巷道煤柱侧变形量大于煤壁侧,顶板出现离层并且靠近煤柱侧底鼓量更大,局部可达400mm|工作面前方最大主应力、主应力比值、塑性区范围均小于工作面后方,塑性区呈椭圆形分布,巷道围岩位移量与塑性区范围具有一致性。据此提出了补强支护方案,即顶板补打锚索、煤柱对穿锚索及打设单体液压支柱,现场试验结果表明轨道巷煤柱帮变形减少了65%,巷道底鼓量260mm,工程应用效果较好。     

高档普采工作面沿空留巷支护方案优化

为更加有效地控制沿空留巷巷道的围岩位移量,通过对干河煤矿1-230工作面沿空留巷支护现状分析,决定采用巷道顶板补强、优化工作面超前、滞后支护方式及改变矸石袋摆放方式等措施,将原有支护方案进行优化设计。工程实践表明:优化后的巷道围岩变形量明显减小。     

基于FLAC3D的沿空留巷巷道底板变形规律分析

为了研究沿空留巷巷道底板变形规律,理论计算了沿空留巷底板变形,主要包括弹塑性变形产生的底鼓量、扩容产生的底鼓量、流变产生的底鼓量以及遇水产生的底鼓量;然后采用FLAC^3D数值模拟软件,分析了不同采动位置处沿空留巷底板的应力分布、沿空留巷巷道塑性区变形规律。采用"十"字交叉法对一次回采前超前影响期巷道围岩变形情况进行了分析。     

高应力全煤尾巷围岩变形破坏机理及控制技术

针对高应力综放工作面瓦斯尾巷围岩稳定性控制难题,综合运用理论分析、数值模拟及现场实测的方法分析围岩变形破坏特征。结果表明:在非采动影响期间,巷道两帮塑性区不断向深部发展是引起顶沉和底鼓的根源;受采动影响时,缺乏超前支护是片帮垮顶的主因。据此提出"支顶-控底-助帮"支护理论及技术,即:在尾巷内布设1排混凝土支柱,给顶板强有力地支撑,并将顶板压力传递至底板以控制底鼓,继而减轻两帮载荷,阻止两帮塑性区向深部扩展;同时,对尾巷起超前支护作用。     

腾晖煤业松软底板巷道底鼓控制技术研究

针对腾晖煤业2-2021巷底鼓变形破坏严重的问题，根据巷道的实际工程地质条件，明确了引起巷道底鼓的影响因素，并提出帮部打斜拉锚索及底板打工字钢桩的3种优化支护方案；通过数值模拟分析了不同支护方案下的巷道围岩应力及变形破坏情况，确定出“帮部打斜拉锚索+底板打工字钢桩”的联合优化支护方案效果最佳。现场应用结果表明，经过优化支护后的巷道围岩变形量大幅度降低，应用效果显著。     

掘采扰动下坚硬顶板半煤岩巷道围岩破坏特征分析及支护实践

针对坚硬顶板半煤岩巷道的破坏及稳定性问题,以新生矿90103材料巷为研究对象,通过理论分析,建立了巷道基本顶结构力学模型,分析了其受力特征,为巷道顶板支护提供了依据。采用数值模拟,分析了掘采扰动下巷道围岩应力及塑性区的变化,并确定了巷道超前支承压力分布特征,提出了回采期间巷道加强支护方案。工程实践表明:采用优化的支护方案后,相对于原有支护方案,巷道顶板及两帮最大变形量减小,支护效果较好,有效保证了巷道围岩的稳定。     

深井大断面双巷布置回采巷道破坏机制及控制技术

为解决深井大断面双巷布置回采巷道二次采动期间围岩控制问题,以刘庄矿6203工作面回风巷为工程背景,根据现场实际观测情况分析了巷道变形特征,即回采期间巷道变形表现为底鼓量大于顶板下沉,煤柱帮变形远大于实体煤帮的非对称形态,巷道底板及煤柱帮围岩变形最严重。在此基础上分析了护巷煤柱、围岩应力、围岩强度、支护形式对巷道底鼓的影响,认为护巷煤柱尺寸过小,支护参数不合理是导致巷道破坏变形的主要原因。提出了改变护巷煤柱尺寸、优化巷道支护参数、局部注浆和留设卸压槽的底鼓控制技术。通过工程实践表明,新的支护方案使巷道围岩得到了有效控制,具有良好的安全技术经济效益。     

杜儿坪矿北三8号煤底抽巷分区支护技术

以杜儿坪矿北三8号煤层底抽巷为研究对象,通过FLAC3D数值模拟对巷道开挖后的围岩应力变化进行分析,确定了巷道顶板和煤帮中应力降低区和应力集中区的范围。根据模拟结果,在具体的方案设计中根据底抽布置区域地质构造情况的不同,将底抽巷的布置区域分为无地质构造区域和地质构造区域。前期采用分区支护方式,在无地质构造区域采用矩形巷道锚网联合支护,在地质构造区域采用梯形棚式巷道锚网联合支护,后期采用锚索补强加固,降低由于回采扰动造成的巷道变形。现场应用表明,采用分区式支护、采前补强加固支护方式进行巷道支护能够取得良好的围岩控制效果,保证了底抽巷的稳定。     

望云煤矿150101运输巷锚杆支护参数优化研究与应用

为合理优化150101运输巷的支护参数,基于巷道原支护方案现场应用效果,现采用数值模拟的方式进行锚杆合理参数的分析,根据模拟结果得出锚杆合理排距为1 200 mm,顶板和两帮锚杆合理间距分别为1 100 mm和1 300 mm.根据运输巷具体的地质情况,结合锚杆合理参数分析结果,进行巷道锚网支护优化方案的设计,并在支护优化方案实施后持续进行围岩变形监测。结果表明：运输巷围岩支护方案优化后,巷道掘进期间围岩变形量小,保障了围岩稳定,降低了支护成本。     

杜儿坪矿大断面巷道破碎围岩注浆加固技术分析

为解决杜儿坪矿2号煤层南翼中组煤轨道巷掘进过陷落柱段两帮变形量大的问题,采用数值模拟方法对巷道在原有支护方式下两帮塑性区的发育情况进行分析,根据塑性区的发育情况确定巷道采用浅部+深部注浆的方式进行补强加固,并用数值模拟对注浆加固方案的效果进行分析,得出该加固方案能够保障巷道围岩稳定。现场应用后表明:浅部+深部注浆加固方案有效控制了巷道围岩的变形,保证了巷道围岩的稳定。     

3016运输巷支护参数优化研究及应用

为增强高地应力下巷道围岩的稳定性,以大西矿3016运输巷为工程背景,采用数值模拟对比原有巷道支护方案和不同方案支护下的巷道围岩的变形特性,提出巷道锚杆索支护的优化方案.通过在巷道中展开原有支护方案和优化方案的实际支护对比发现,采用优化后支护参数的巷道受掘进扰动的影响降低,围岩变形量明显减小.     

高地应力切顶留巷围岩快速控制技术研究

为解决深部高应力区切顶留巷围岩破碎、初期支护手段无法有效控制围岩的难题,以陈四楼煤矿十七采区21702工作面为实际工程背景开展切顶留巷围岩控制技术研究。根据工作面地质条件,分析切顶留巷的变形机理,设计切顶爆破参数及初期巷道的支护方案。针对工作面推进过程中,巷道变形大,围岩破碎等情况,设计切顶留巷补强支护方案:采用一种新型速凝、早强的无机双液注浆材料对切顶留巷破碎围岩注浆加固,快速有效地控制巷道变形;同时设计柔性挡矸自成墙体的巷帮挡矸措施,实现主、被动结合的切顶留巷补强支护方式。结果表明:在陈四楼煤矿21702工作面切顶留巷采取巷道补强技术,留巷巷道在二次采动应力作用下,顶板下沉量最大为147mm,两帮位移量最大为335mm,底板底鼓量最大为402mm,留巷围岩得到有效控制。     

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。     

余吾煤矿受采动影响巷道支护方案优化

针对余吾煤矿S8104工作面回采巷道受超前支承压力影响,围岩破坏严重难以管理等问题,需对支护方案进行优化。采用数值模拟软件对优化方案进行对比分析,并通过现场实测对优化支护方案的支护效果进行评价。结果表明:相同支护条件下,高应力集中对巷道围岩变形破坏影响显著,应力集中系数K值越大,巷道塑性区范围越大,顶板及两帮位移增加亦显著;锚杆间排距800 mm,顶板施加槽钢联合锚索支护可有效控制超前支护段围岩变形量,降低巷道边角应力集中程度。