特厚煤层强动压巷道围岩控制技术研究

针对特厚煤层强动压巷道难维护问题,以中煤平朔井工一矿19110辅运巷道为研究背景,采用数值模拟、理论分析和现场实测等方法,对巷道围岩的采动应力演化规律、变形破坏特征进行了研究,开展了支护方案优化设计和现场试验。研究结果表明：巷道受回采工作面采动支承压力显著影响位置主要发生在滞后临近回采工作面的采空区后方;根据不等压巷道弹塑性力学分析可知,侧压系数对巷道围岩的变形和破坏具有较大影响,巷道的变形量和塑性区半径均随着侧压系数的增大而增大。依据数值模拟和理论计算确定的侧压系数小于2,巷道塑性区半径按1.90 m设计,巷道支护优化设计方案为：锚杆均采用MSGM-335、Φ22 mm×2 400 mm左旋无纵筋螺纹钢,顶锚杆间排距为900 mm×1 000 mm,每排布置6根,最外1根距帮350 mm,安设钢带加强支护;帮锚杆间排距为1 200 mm×1 000 mm,左右帮各布置3根,上面1根距顶300 mm;锚索采用Φ21.8 mm十九芯钢绞线,长度视顶煤厚度采用10 300～13 300 mm,每排布置2根,间排距为2 000 mm×3 000 mm。现场试验巷道变形监测结果表明,支护方案对...     

麻家梁煤矿强动压巷道围岩控制技术

在研究了14202工作面侧向支承应力数据的基础上,分析了麻家梁煤矿特厚煤层综放开采支承应力沿倾向的动态分布演化规律和倾向支承应力的波动范围,确定了减小临空巷强矿压显现的最根本的手段是采用工作面跳采。     

沿墙掘进大断面强动压巷道围岩支护控制技术

针对沿墙掘进巷道因采动压力产生的墙体及围岩变形问题,通过计算巷道顶板各岩层破断形式,揭示了墙体载荷与采空区侧向顶板悬臂长度的关系。在切顶卸压基础上,采用注浆加固实现了巷道围岩重塑,使巷道因邻近采空区顶板弯曲下沉而造成破碎的围岩恢复完整性。在重塑围岩后通过强力支护手段有效控制了围岩变形。通过分析注浆前后围岩结构和矿压监测情况,此技术获得了良好的支护效果,顺利保障了工作面无煤柱开采。     

强动压荷载高应力作用环境下巷道围岩控制技术

针对小煤柱沿空掘巷条件下巷道围岩难以控制难题,以甘肃靖远煤电股份有限公司某矿东1103工作面回风巷为工程背景,采用数值计算、理论分析等方法,研究了初始支护设计方案中存在的问题,并针对性提出了优化措施。研究结果表明,巷道肩窝锚杆破断的原因主要有：在巷道右肩窝位置出现垂直应力和水平应力集中的现象,该处锚杆处于高应力环境下的工作状态;掘进时巷道顶板岩梁周期性失稳产生的高能量震动波作用于肩窝锚杆。基于此,制定了增加应力集中区抗剪能力的优化措施并应用于现场,应用效果良好,为类似条件下的巷道围岩控制提供了借鉴。     

小保当矿强动压巷道切顶卸压-强帮护顶协同控制技术研究

针对小保当矿112202工作面回风顺槽受二次采动影响变形量大现状,采用理论计算及现场测试方法,分析了112202工作面回风顺槽煤(岩)赋存条件及破坏机制,测试了围岩力学性质,研究了工作面端头超前巷道切顶卸压-强帮护顶协同控制技术,制定了切顶卸压水压致裂及强动压巷道强帮护顶支护方案,并进行了工业试验。通过对弧形三角板水力压裂效果及巷道围岩矿压观测,表明切顶卸压-强帮护顶协同控制技术可有效控制强动压强顶弱帮巷道围岩变形破坏,保证工作面安全高效生产。     

工作面超前支护段强动压巷道围岩应力优化技术研究

以芦子沟矿3107特厚煤层综放工作面为工程背景,应用数值模拟分析了3107工作面采动阶段煤柱侧帮围岩应力动态变化特征,巷道煤柱侧帮围岩受采动影响强烈。理论分析了回采巷道强动压显现机理,基于此,提出强动压巷道顶板大深度预切缝卸压技术,并阐述了其技术原理。预切缝后,沿空巷道超前支护段围岩应力降低,侧向支承压力峰值位置向工作面中部移动,沿空巷道超前支承压力峰值位置向工作面推进方向前移,能够有效改善超前支护段巷道围岩应力状态。数值模拟及现场实测结果表明预切缝后超前支护段巷道围岩稳定,巷道变形量减小,矿山压力显现缓和。     

高应力区动压沿空巷道围岩控制技术与实践

针对煤矿生产中高应力区动压沿空巷道围岩控制难题,提出了高应力区动压沿空巷道新型三维支护技术,经潞安矿业集团王庄煤矿5218回风巷进行的工业试验表明:新型三维锚索支护技术在控制巷道围岩变形方面具有整体性和均匀性,能很好地控制高应力区动压沿空巷道的围岩变形。     

孤岛动压回采巷道围岩稳定控制技术研究

针对7603孤岛动压运输巷的变形破坏特征,进行了掘巷不利条件分析,以及时支护、高预应力和协同控制为原则,提出"高强锚杆+锚索+组合构件"的围岩控制方案,模拟结果表明,支护后的围岩塑性破坏范围和变形量明显减小,现场实测结果显示,该方案有效地控制了围岩变形,验证了方案的可行性。     

松软厚煤层留顶煤动压巷道围岩综合控制技术

针对松软厚煤层留顶煤动压巷道的地质特点,以阳泉某矿81206回风巷为例,在原支护参数分析与支护效果评价的基础上,对支护参数选取原则和巷道围岩控制方法进行研究。通过井下地质力学测试、围岩变形破坏特征分析,提出高预应力全断面锚索支护的综合支护技术,并开发了高强度、大面积护表构件。井下实践表明,"高预应力全断面锚索支护"综合围岩控制技术,能够解决松软厚煤层留顶煤动压巷道的支护难题,保证巷道安全。     

深部动压巷道围岩控制技术研究

为了确保深部矿井巷道围岩的稳定性,根据理论和经验分析,煤矿巷道稳定性影响因素主要为巷道围岩性质、开采深度、采动影响剧烈程度、巷道与上部煤层间的垂距、巷道支护不合理等因素。采用采场远距离卸压保护技术、预应力锚索束技术和钻孔卸压联合主动支护技术,预防了浅部围岩变形和工字钢在锚索端部出现的弯曲变形,遏制了巷道底部浅部围岩的变形,确保了巷道的稳定性。     

强烈动压巷道围岩变形破坏机理及加固技术

以常顺煤矿9105进风巷为研究对象,采用理论分析的方法对受强烈动压影响巷道围岩的破坏机理进行深入研究,结合工程经验确定了9105进风巷围岩变形控制技术对策,制定了高预应力强力全锚索支护方案与支护参数。9105进风巷支护试验结果表明:高预应力强力锚索支护技术对强烈动压巷道服务期间围岩变形控制效果显著,提高了常顺矿煤炭资源利用率,为矿井后续强烈动压巷道的使用提供技术依据。     

强动压巷道围岩变形规律及分段控制技术研究

为解决某矿单翼开采工作面采掘接替紧张的难题,提出迎采动面掘巷技术。采用数值模拟的方法,分析了某矿4102回风平巷掘进过程中的应力分布和位移场分布规律,得出巷道掘进端头受到的强动压影响范围为距4101工作面-30～+80 m。采用分段控制技术,对巷道强动压影响段采取高强大延伸率锚杆和锚索网联合支护、高水材料加固窄煤柱帮、单体支柱和铰接顶梁加强支护顶板,有效控制了迎采巷道围岩变形,确保了工作面的正常接替和安全生产。     

高水平应力跨采巷道围岩控制技术

为了提高受高水平应力和采动影响巷道围岩的稳定性,利用相似材料模拟试验方法研究了采用不同支护方式的巷道,在不同水平载荷下的变形破坏特征。然后运用FLAC3D数值模拟软件,研究受上方工作面回采影响的巷道在不同支护方式下,工作面推进至距巷道中线不同位置时,巷道围岩位移的变化规律。结果表明,锚网索喷+注浆支护能显著减小顶板下沉量和提高围岩自承能力。     

高水平构造应力巷道围岩稳定性数值模拟分析及控制

为了解决高水平构造应力条件下巷道围岩易失稳的难题,采用数值模拟的研究方法,分析了两种支护形势下巷道围岩响应特征,提出了巷道底板采用锚索束注浆加固的治理方案,并结合数值模拟进行现场工业性试验。结果表明:巷道围岩原支护方式对巷道的顶板及两帮起到较好支护效果,但巷道底鼓量较大;在进行底板锚索束注浆加固支护后,顶底板累计移近量为142mm,两帮的移近量为123mm,较原支护围岩断面整体收缩减小48%左右,底板锚索束整体补强作用显著,能够有效控制巷道底鼓增大趋势,保证了巷道围岩的完整性和稳定性。     

高应力软岩巷道围岩控制技术研究

阐述了软岩巷道的变形形态及破坏机理,针对软岩巷道难以支护的特点,介绍了一套适合于深部软岩巷道围岩变形特点的支护体系,即在高强度、高预应力锚杆支护的基础上,对巷道关键部位及时实施高预应力锚索加强支护及对巷道围岩进行注浆加固,同时加强各环节支护效果的监测,并及时调整支护参数。     

高应力巷道围岩大变形控制技术

针对下石节煤矿+950 m轨道石门肩窝内突、底鼓量大、两帮强烈内移的变形特征,在分析了高应力节理裂隙围岩大变形机理的基础上,提出了高预紧力锚网支护+关键部位二次加固+底板锚网索支护技术。井下试验结果表明,该巷道围岩累计变形量较小,该技术方案可行。     

高应力巷道围岩综合控制技术及应用研究

为了研究高应力巷道围岩的稳定性及其控制技术,基于该类围岩的变形特点,分析了高应力采场巷道稳定性的3种主控影响因素及破坏机理,以适当让压、控制巷道围岩有害变形、及时封底作为支护,以巷道最大允许位移、巷道使用时间、不同围岩或采用不同支护强度的围岩变形速率作为支护的基本原则,提出了一种以预应力锚索为核心的综合锚固控制技术;最后,介绍了该综合控制技术在实施过程中应注意的几个关键问题,如进行合理的初次支护、提高初次支护结构整体强度、进行预应力锚索的二次支护、其他辅助措施等。     

高应力坚硬顶板煤巷分区围岩控制技术

针对坚硬顶板煤巷在高集中应力作用下的支护难题,采用现场调查、数值模拟和现场试验等综合方法,分析高应力坚硬顶板煤巷围岩变形规律,阐述了此类巷道"帮强鼓、顶略沉"的分区变形特征,提出了高强度分区围岩控制技术。