王家岭综放厚煤层工作面窄煤柱护巷围岩控制技术研究

王家岭煤矿为保持回采巷道的稳定性、隔离上区段采空区瓦斯涌出,采用在每个工作面都设置20m的区段煤柱进行护巷的方法,存在着造成资源浪费较大、煤炭采出率较低以及造成工作面回采巷道矿压显现强烈等问题。为解决上述问题,基于王家岭煤矿20108工作面为实际生产地质条件,通过分析综放面侧向支承压力演化规律、井下实测煤柱应力、理论计算等方法确定窄煤柱的合理宽度为6.5m;并根据锚索网支护理论,对窄煤柱巷道进行非对称支护设计,结果表明,煤柱宽度为6.5m时煤柱能够保持稳定并且巷道的位移量较小,并且可以取得较好的经济效益,可以为相似矿井的研究提供依据。     

深埋倾斜特厚煤层窄煤柱护巷机理与围岩控制

我国中东部地区采深大、巷道变形和冲击风险大,窄煤柱沿空掘巷技术可改善巷道围岩环境。为掌握窄煤柱护巷机理并形成针对性围岩控制技术体系,以800 m埋深倾斜特厚煤层3 m窄煤柱沿空掘巷为背景,开展了理论分析、现场实测及数值模拟研究,结果表明：(1)该巷围岩破碎程度及变形煤柱侧比实体煤侧严重,煤柱破碎程度及变形采空区侧比巷道侧大,尽管埋深大,但已稳定采空区承担较大覆岩载荷,高应力已充分向深部岩体分流;(2)巷道变形非对称,实体煤侧顶板下沉量比煤柱侧大,巷帮以浅部变形为主,煤柱帮上部和实体煤帮中部变形较大;(3)采空区是掘巷卸荷后主要的形变通道,利于形变能向采空区缓释、降低冲击风险;(4)卸压区形状由掘巷前三角形扩展为掘巷后平行四边形,掘巷后应力集中区转移至实体煤帮右上方实体煤岩体中;(5)窄煤柱一次和二次剪切破坏的交界面及掘巷右上方实体高应力区为围岩关键控制区,据此提出基于煤柱多重塑性破坏区发育规律的煤柱加固和高应力区精准卸压联合的围岩控制技术体系。研究可为邻近工作面以及其他类似深埋倾斜特厚煤层开采提供理论支撑和科学依据。     

窄煤柱巷道围岩控制技术研究

窄煤柱可提高煤炭采收率、提高矿井经济效益。但由于煤柱留设宽度小、在邻近采面采空区侧向压力以及本采面采动压力作用下容易出现巷道围岩变形量过大的问题,围岩控制难度高。5303回风巷采用8 m窄煤柱护巷,针对巷道围岩受力、围岩特征及变形特点,提出综合使用锚网索喷方式支护围岩,采用注浆对窄煤柱进行加固,通过水力压裂以及底板卸压槽方式降低顶板压力及围岩应力影响。现场应用后,5303回风巷围岩变形量整体较小,窄煤柱保持稳定,采用的支护措施可满足回风巷使用需求。     

厚煤层大断面回采巷道围岩控制技术研究

本文针对厚煤层大断面回采巷道围岩控制难题,结合现场实际地质及生产技术条件,采用工程类比方法确定锚网索带联合支护形式,采用悬吊理论进行参数验算,并通过支护工艺要求保证工程质量。现场实践取得良好的经济技术效果。     

特厚煤层动压巷道护巷煤柱合理宽度研究

针对某矿9#煤特厚煤层9-704综放工作面动压巷道在本工作面回采过程中,出现变形量过大难以控制的问题,采用理论分析、数值模拟及现场变形实测等手段对特厚煤层综放工作面区段动压煤柱应力分布和动压巷道变形进行研究。极限平衡法表明在该条件下动压巷道护巷煤柱宽度不应小于24.5 m.数值分析表明,煤柱宽度大于26 m时能够较好地控制煤柱的应力及变形,最终确定该动压巷道护巷煤柱宽度为26 m.现场实测表明,动压巷道变形过大的原因在于护巷煤柱留设宽度过窄。动压巷道护巷煤柱宽度的计算必须考虑煤柱沿相邻工作面采空区方向及本工作面方向塑性区的宽度。该研究对类似条件下动压巷道护巷煤柱的留设宽度具有一定借鉴意义。     

煤柱内大断面复合顶板巷道围岩控制技术

为了研究顶板内软弱夹层对煤柱内大断面巷道围岩稳定性的影响及控制技术,针对昊锦塬煤矿复合顶板巷道围岩严重变形的问题,运用理论分析、数值计算并结合工程实践等方法,研究了顶板内软弱夹层对煤柱内大断面巷道围岩稳定性的影响。研究结果表明:当该矿巷道顶板软弱夹层厚度0.81 m时,巷道顶板极不稳定,易发生离层,须对顶板和两帮加强支护;运用ANSYS数值模拟及理论计算确定锚杆支护长度为2.6 m;加长锚杆长度使软弱夹层位于锚杆锚固区域内;增大锚杆直径,增强锚杆的抗拉、抗剪能力;加大锚杆预应力,使顶板及时恢复三向受力,能够有效的控制顶板的离层及两帮的变形。     

石炭系特厚煤层大断面巷道围岩受力特征分析

为了监测大断面切眼巷道的支护效果,给有效控制和维护特厚煤层大断面巷道提供科学依据,该文分析了全煤巷道的岩性状态,应用专业仪器确定了覆岩压力、构造应力和围岩完整情况,得出了切眼巷道围岩变形破坏规律。     

麻家梁煤矿特厚煤层回采巷道小煤柱护巷技术研究

针对麻家梁煤矿4号煤层厚度大,留设大尺寸煤柱浪费大量煤炭资源的问题,采用理论分析、数值模拟的方法,确定采用分层支护的方法支护巷道顶板,采用卸压支护的方法支护巷帮,将区段保护煤柱宽度缩小为8 m。通过在14502轨道巷进行现场试验,现场监测数据显示巷道整体变形量不大,且顶板并无明显离层现象,可满足现场的安全生产需求,节约了煤炭资源。     

迎采窄煤柱巷道围岩控制技术研究

通过数值分析,研究了迎采窄煤柱宽度内应力场和位移场的分布规律,探讨了邻近工作面回采对巷道围岩稳定性、围岩变形的影响,并最终确定了合理的窄煤柱宽度,同时研究得到了高强锚杆锚索加固巷道围岩,重点加固窄煤柱帮的围岩控制技术。现场应用表明,合理留设迎采窄煤柱并采用高强锚杆锚索联合支护迎采窄煤柱巷道,经历两次采动影响后,巷道围岩顶底板和两帮变形量均300 mm,有效控制了围岩的大变形,技术经济效果显著。     

千米深井小煤柱护巷围岩控制技术

张双楼煤矿随着开采逐步延深至-1 000 m水平,矿压显现越来越剧烈,因矿井复杂的地质条件限制,工作面采用小煤柱护巷方式回采,进一步加剧了回采期间小煤柱护巷回采巷道变形严重的问题。为了有效解决这一问题,现场探索使用帮部锚索吊梁施工,将小煤柱与顶板岩层形成支护整体,提高小煤柱支护强度,控制小煤柱变形。现场实践表明,该方法有效地减少了小煤柱护巷巷道高帮围岩变形。     

沿空掘巷护巷窄煤柱宽度确定与围岩控制技术研究

针对7111大倾角沿空掘巷窄煤柱合理尺寸难以确定的问题,基于弹塑性极限平衡理论计算了煤柱宽度,运用FLAC~(3D)数值模拟分析了留设5 m窄煤柱时围岩应力分布规律和变形特征,提出了巷道围岩整体性控制措施及高强耦合体系的联合支护方式。     

厚煤层小煤柱沿空巷道围岩控制技术应用

针对黄陵二号煤矿区段煤柱宽度为35 m时,煤炭资源回采率低,巷道维护成本高的问题,采用理论计算、数值模拟和现场实测的研究方法,确定了301运输巷留小煤柱沿空掘巷时煤柱合理宽度。分析认为,煤柱宽度为10 m和15 m时,围岩变形和应力相对较小,综合考虑煤柱稳定性、承载能力、工作面回采率和工作面实际条件,确定煤柱合理宽度为17.5 m。现场应用结果表明,采用“锚网索梁”支护后,巷道掘进期间顶底板和两帮相对移近量最大值分别为29.01 mm和36.76 mm,无网兜、片帮和底鼓现象发生,巷道围岩变形得到有效控制。     

大断面巷道围岩控制技术研究

1301工作面两回采巷道为大断面巷道,变形速度快,支护效果不够理想,顶底板和两帮变形速度和位移量都非常大。数值模拟分析了回采巷道围岩变形规律,分析结果表明:随着应力增高系数的增加,煤巷顶板下沉量和两帮移近量加剧,尤其是底板拉应力塑性区较大。巷道宽度一定时,随着巷道高度的增加,顶底板的塑性区保持不变,两帮塑性区增加,采取锚网索优化设计后,巷道围岩变形得到有效控制。     

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...     

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6m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.     

特厚煤层条件下沿空侧巷道护巷煤柱体宽度研究

以晋能控股集团某矿1210综放工作面为工程背景,通过理论分析得知内应力场影响范围内留设小煤柱开采能够起到承载较低的侧向支承应力的效果,并基于数值模拟的方法分别对不同宽度煤柱体内垂直应力和水平位移进行了精细化模拟研究,最终确定选用宽度为11 m的煤柱体时能够很好的对沿空侧巷道起到护巷效果.现场通过在1210轨道平巷进行工...     

朔南矿区特厚煤层小煤柱巷道围岩变形分析及控制技术研究

为了研究特厚煤层小煤柱巷道围岩变形因素,降低围岩变形对安全回采的影响,以14203-1小煤柱工作面为研究对象,分析了小煤柱巷道地质构造、原岩应力特征、采动影响、煤柱留设等影响因素,确定了小煤柱巷道围岩变形的制约因素.通过对工作面回采过程中采取的围岩控制技术效果分析,找到了以加强巷道顶部支护为前提,断层注浆加固、优化超前...     

特厚煤层回采巷道围岩破坏特征及控制技术

针对中煤塔山煤矿30503工作面回风顺槽200～890 m段破坏严重,通过顶板钻孔窥视、深基点监测等现场观测手段分析围岩破裂和变形规律,并利用数值模拟方法研究了30503回风顺槽在掘进期间的巷道围岩应力分布规律及围岩破坏特征。据此优化煤柱尺寸,提出针对性的加强支护方案,优化现有巷道支护参数,有效控制巷道围岩变形,提高作业安全,节约支护成本,提高掘进效率。     

窄煤柱护巷巷道锚杆支护参数优化研究

针对窄煤柱护巷巷道合理的煤柱尺寸和锚杆支护参数设计难以确定的问题,以棋盘井矿0913工作面为研究对象,采用UDEC数值模拟和现场实测的综合研究方法,分析了煤柱宽度和锚杆间排距对巷道围岩应力分布及变形规律的影响,确定了窄煤柱合理尺寸为5.0 m;优化了锚杆的支护参数:锚杆长度2.4 m,锚杆排距0.8 m,顶锚杆间距0.8 m,帮锚杆间距0.9 m;成功指导了现场工程实践,有效控制了窄煤柱巷道的围岩变形,保障了巷道的使用安全。     

厚煤层大断面巷道围岩支护技术研究

针对厚煤层大断面巷道围岩支护困难的问题,文章以寺河煤矿15207工作面回采巷道为工程背景,采用数值模拟与工业试验相结合的方法,研究了不同支护参数对巷道围岩变形的影响,研究结果表明：顶板采用Φ22mm×6800mm、间排距为1000mm×1000mm的高强度矿用钢绞线锚索,两帮采用Φ22mm×2000mm、间排距900mm×900mm的左旋无纵筋螺纹钢筋锚杆支护技术可有效控制厚煤层大断面巷道围岩的变形破坏,本文为类似条件下巷道支护提供了有效手段。