东曲矿综采工作面小煤柱留巷支护技术研究

东曲矿4号煤层28203工作面为复合顶板,以往巷道支护设计不科学,导致4号煤层留巷巷道受矿压影响严重变形。根据小煤柱沿空掘巷的围岩控制原理和4号煤层顶底板条件,选定巷道支护设计方案。经过围岩强度测试和数值模拟小煤柱留巷围岩应力分布情况,现场试验结果表明,基于高预应力强力支护原理的巷道支护方案,有效控制巷道顶底板围岩变形。     

《矿山压力与顶板管理》期刊1992年总目录(总20～23期)

总论煤炭工业第六届采场矿压理论与实践讨论会述评 (20.1)吴道荣在1992年顶板管理专业会议卜的讲话 (摘要)(23.1) 回采工作面支护质l监测阻力监控法的实施要点(2仓3)工作面支护质量监测指标的确定及应用(20石)单体支柱面支护质量与检测(20.10)单体支柱工作面顶板管理方法分析(20.16)计算机控制的综采矿压与工况多参数监测数据 处理装置(20.22)放顶煤矿压显现规律综放采场顶煤变形运动规律研究顶煤放出计算机仿真急斜放顶煤工作面的矿压显现和(20.26)(2032)缓倾斜中厚煤层软岩巷道无煤柱环采巷旁支护 (2083)回采巷道支护型式与选择(20.87)顶…     

铜坑矿92~#矿体裂隙矿岩巷道支护研究

铜坑矿92#矿体矿岩节理裂隙发育,导致采场巷道易发生顶板掉块、离层冒落。锚网支护易出现锚网破裂、锚杆失效等现象。对矿岩地质结构特征及物理力学性质进行了调研与测定,总结了导致采场巷道顶板发生各种破坏类型的影响因素。结合矿山巷道支护实践经验,设计推荐锚网喷联合支护方式对采场巷道顶板进行支护,并通过具有代表性的巷道顶板支护的工业试验证明了锚网喷联合支护效果理想,最后得出锚网喷联合支护方式适用于裂隙矿岩巷道的支护。     

裂隙带顶板巷道围岩破坏机理及稳定性控制

针对上行开采过程中顶板巷道支护困难的问题,采用UDEC离散元数值模拟软件对上行开采过程中采场采动裂隙、塑性区以及巷道围岩裂隙、塑性区发育进行了系统的研究和分析,研究结果表明:采动作用下顶板巷道围岩破坏以巷道顶、底板破坏最为明显,靠工作面侧的巷帮破坏次之。采场采动裂隙、塑性区发育与巷道围岩裂隙、塑性区发育在工作面的推进过程中不断相互吸引和促进,最终贯通。同时,当采动作用达到一定程度时,采动裂隙会以顶板巷道顶板为起点向上发育,而巷道肩角处塑性区向上产生畸形发展,其发育方向与采场覆岩断裂角一致,其发育高度远远大于未受采动影响的巷道塑性区发育高度。基于分析结果,提出了上行开采裂隙带顶板巷道支护策略,并以山脚树矿上行开采为工程背景对其顶板巷道原有的支护形式进行了改进,改进后的支护能够有效保证巷道围岩稳定。以上研究成果可为上行开采工程中顶板巷道的支护提供设计参考,丰富采动巷道围岩稳定性控制理论成果。     

复杂条件大倾角大采高旋转综采矿压显现规律及其控制

针对潘北煤矿复杂条件大倾角"三软"厚煤层赋存特点及大采高旋转综采矿压难以控制的技术难点,采用现场实测、数值模拟等方法研究获得了12124大采高旋转综采工作面及巷道矿压显现规律,揭示了大倾角"三软"厚煤层旋转综采采场和巷道矿压机理,即采空区煤柱下方工作面煤体应力集中、旋采区域采动应力集中与液压支架反复支撑是导致工作面顶板破碎、片帮、冒顶及巷道围岩变形剧烈的主要原因。提出并实施了该条件下旋采过程中采场和巷道围岩稳定性控制技术,主要包括:工作面顶板铺链网并在架头连接工字钢以加强顶板管理;应用液压支架与输送机间连接防滑千斤顶并联合推移千斤顶控制刮板输送机下滑;上风巷旋采拐点处采用锚网索联合支护控制巷道围岩变形;工作面上下端头超前10 m回棚加强支护,保证正常运输通风需求。工程实践表明,该技术实施保证了工作面的安全高效回采,取得了良好的效果。     

大埋深煤巷掘进超高强锚杆支护控制技术

对高地应力、强烈采动影响、松软破碎围岩等复杂困难条件下的大埋深煤巷的支护控制进行了理论分析。结合平煤集团天安十矿己15-24080机巷支护设计的实际条件,论述了埋深900 m、顶板岩性不坚硬、围岩层位变化大、煤层倾角较大等状况的深井高地压大断面软岩巷道围岩稳定控制问题。超高强锚杆支护控制技术在平煤十矿己15-24080机巷掘进过程中取得了成功应用,实现了一次成巷,大大减少了巷道后期维护量,且对大埋深煤巷掘进支护控制技术的研究与设计具有参考价值。     

综采工作面小煤柱留巷巷道支护技术研究及应用

以斜沟矿16502工作面为工程背景,针对该煤层为复合顶板,而以往巷道支护设计不科学、增加支护困难和后期维修频率的问题,根据小煤柱沿空掘巷的围岩控制原理,结合6#煤层顶底板条件,选定巷道支护设计方案。并经围岩强度测试和数值模拟小煤柱留巷围岩应力分布情况,试验表明,基于高预应力强力支护原理的巷道支护方案,有效控制巷道顶底板围岩变形。     

大采高工作面回采巷道布置层位选择及差异性分析

为了确定厚煤层大采高工作面回采巷道在煤层中的合理层位,提高煤层巷道围岩控制的可靠性,通过理论分析和数值模拟,研究了同等支护条件下在不同层位(沿顶掘进和沿底掘进)回采巷道的支护与围岩的相互作用效果。结果表明:在巷道高度小于煤层厚度的大采高一次采全厚综采工作面条件下,工作面回采巷道沿煤层顶板掘进与沿煤层底板掘进相比,巷道围岩控制更可靠,顶板更容易维护,可适当降低巷道顶板的支护强度。研究结果对优化大采高工作面回采巷道位置、有效控制巷道围岩、节约支护成本具有一定现实意义。     

单侧受采动影响的软岩巷道围岩控制技术

针对单侧受采动影响的软岩巷道围岩控制问题,以辛置矿310轨道巷为工程背景,采用FLAC~(3D)数值模拟软件,分析了巷道掘进和临近回采工作面回采对巷道围岩稳定性的影响规律,研究了巷道围岩侧向应力与位移演化特征。结果表明:受工作面回采造成的基本顶破断的影响,靠近采空区侧巷道帮变形量较大且不对称下沉。据此提出了顶板锚索偏采空区侧布置的非对称巷道支护方法,辅以巷道围岩注浆加固和混凝土封闭巷道等支护手段,设计了巷道支护方案。工程实践结果表明,巷道围岩控制效果明显。     

单侧受采动影响的软岩巷道破坏规律及支护对策

针对单侧采动造成软岩巷道变形控制的难题,以象山南一石门为工程背景,采用XRD-衍射分析、物理力学参数测定和FLAC~(3D)数值模拟,测定了巷道围岩矿物成分,分析了膨胀性矿物和两煤层回采对巷道围岩稳定性的影响,研究了非均称变形巷道围岩应力场、塑性区和位移场演化特征。研究表明,3号煤层21306工作面开采结束后,巷道周围应力分布不均匀,但未导致巷道围岩产生明显的非对称变形;随着5号煤层21507工作面开采,两层煤采动应力在巷道周边应力形成叠加应力场,使靠采空区巷帮强度弱化,围岩变形以两帮不对称变形、底鼓和顶板非匀称下沉为主。据此,提出了单侧受采动影响下非均称变形软岩巷道"U型钢+反底拱+全断面注浆+锚网索喷"联合支护技术,根据物理相似模拟结果,有效控制了巷道围岩非匀称变形。     

斜沟矿首采工作面矿压规律研究

通过多种矿压观测手段对斜沟矿8#煤层首采工作面液压支架支护阻力、工作面两巷走向及倾向支撑压力分布进行了监测，对顶板的冒落运动规律、煤体内应力的分布规律、支架阻力变化及适应性进行了研究分析，为兴县矿区今后的综采工作面支架选型和回采采场围岩控制提供了理论依据。     

高水材料充填沿空留巷应力控制与围岩强化机理及应用

高水材料被广泛应用于不同条件下的薄及中厚煤层沿空留巷、部分条件较好的厚煤层沿空留巷,形成了丰富的高水材料充填沿空留巷围岩控制实践。基于高水材料充填沿空留巷理论研究和现场实践,以应力控制与围岩强化为主线,分析了充填留巷围岩在巷道掘进、工作面超前采动影响、留巷围岩调整稳定和邻近工作面复用4个阶段的应力与变形特征,提出了“基本顶二次破断”的覆岩顶板运动特征。以青龙同昌煤矿15102工作面沿空留巷为背景,数值模拟研究了留巷过程中围岩应力和塑性区分布特征,揭示了充填留巷覆岩基本顶的旋转下沉是留巷巷道所受外力的主要来源;在此基础上,提出了充填留巷围岩控制的关键区域,根据高水材料固结体的较强塑性变形特性,提出了高水材料充填沿空留巷围岩分时分区强化机理,确定了合理的高水材料充填体支护阻力计算式、留巷顶板离层计算式和实体煤帮的支护强度计算式,给出了高水材料充填沿空留巷围岩控制关键参数设计方法,关键参数包括充填体支护阻力(充填体宽度和强度)、顶板支护强度(巷内支护和临时支护)、实体煤帮支护强度。介绍了山西高平青龙同昌煤业15号煤层和赵庄煤业9号煤层高水充填沿空留巷围岩控制2个应用实例,留巷围岩变形控制效果...     

松软煤层小煤柱动压巷道支护技术研究及实践

为解决松软煤层小煤柱动压巷道支护的技术难题,以漳村矿2202工作面回风巷作为研究背景,通过相似模拟实验对采动压力作用下的松散煤层巷道变形破坏特征进行了研究,在此基础上,对回采巷道合理的支护方式及支护参数进行了设计。并通过FLAC3D数值模拟和工业试验验证了其方案能够有效地控制松软煤层小煤柱巷道围岩的变形。     

三软煤层采场围岩控制原则与实践

为解决三软煤层采场开采的顶板破碎、煤壁片帮、支架扎底等围岩控制难题,在对黑沟煤矿围岩物理力学试验与底板比压测试的基础上,采用理论分析、数值模拟、现场实测等研究方法,对该矿三软煤层采场围岩控制技术进行研究,提出了三软煤层采场围岩控制的三原则,即"顶板、煤壁、底板"综合控制原则,并对工作面支架进行了选型设计与设备配套的生产实践。现场实测结果表明,采场支架工作阻力不大,其中92号支架工作阻力超过3 000 k N比例最大,也仅为0.29%,且煤壁片帮深度范围有明显降低,支架无扎底现象,围岩控制效果较好。     

综放采场走向压力分布规律及终采线位置确定

为合理确定综放采场工作面终采线的位置,以谢桥煤矿C_(13-1)煤一综放工作面为研究背景,采用相似材料模拟试验和现场测试,从煤层顶板运动、巷道煤层受力和位移、巷道深部位移、轨道上山支架受力、巷道支架受力和变形、工作面周期来压等方面,全面分析了综放采场走向围岩压力分布规律。结果表明,围岩压力峰值位置平均值为14．4m,超前影响距离平均值为66．8 m,在工作面前方平均29．2 m处,围岩矿压显现由缓和趋向剧烈,并将终采线位置确定在离轨道上山30 m处,比预先按传统设计的50 m缩短了20 m留设煤柱,经济效益十分显著。     

团柏矿采空区下近距离煤巷围岩控制技术

团柏煤矿11~#煤层距离上部10~#煤层采空区仅5.4 m,为典型的近距离煤层下开采。11煤层工作面受10#煤层采空区影响,顶板完整性差,采用传统工字钢型支护达不到要求,巷道易发生垮冒事故。为此,采用数值模拟、现场试验的方法,改进了10-110(1)运输巷的支护方案,采用高强预紧力锚杆锚索联合支护,有效控制了巷道围岩变形,支护效果较好。     

白皎矿保护层沿空切顶成巷无煤柱开采技术研究

为解决白皎煤矿保护层留煤柱引发的采空区瓦斯积聚、瓦斯突出及应力集中对近距离煤层开采引起的灾害问题,提出了深井工作面卸压沿空切顶成巷无煤柱开采方法,对沿空巷道顶板实施超前预裂,切断沿空巷道顶板与采场直接顶、基本顶的联系,在周期来压作用下采场顶板沿预裂面切落形成巷帮,隔断采空区并支撑上位移动岩层,改善了巷道围岩应力环境,将巷道围岩应力集中转移到深部,实现巷道稳定.该方法采用超前双向聚能张拉爆破沿走向预裂顶板,能减小对顶板的爆破损伤;采用巷内恒阻大变形锚杆(索)+巷旁锚索加强支护+巷旁密集单体液压支柱加强切顶联合支护技术,适应巷内围岩大变形及切顶冲击变形的要求,以控制巷道围岩稳定;开发了远程矿压监测系统,实时监控留巷过程顶板稳定性.基于该方法的配套关键技术在白皎矿2422保护层开采工作面机巷得到成功应用,为深部煤矿长壁工作面提供一种经济有效的无煤柱开采新理论与技术.     

叠合采动下围岩破坏区非均匀扩展机理及巷道稳定控制

为揭示叠合采动影响下围岩的变形破坏特征,以羊场湾矿160206工作面为工程背景,通过现场监测、理论分析计算、数值模拟和现场工程试验的综合研究方法,研究叠合采动应力场下回风巷围岩的应力场演化规律和塑性区形态分布特征,揭示煤层巷道在叠合采动影响下的非均匀扩展机理。结果表明：上下区段的叠加采动影响导致160206工作面前方回风巷处于高偏应力环境,这是造成回风巷发生非对称破坏的主控因素;叠合采动巷道在高偏应力作用下塑性区呈蝶形形态,且蝶叶向采空区一侧偏转,围岩塑性区形态呈煤壁帮顶板及煤柱帮底板破坏范围大的非均匀扩展特征。据此,提出采用非对称长短锚杆索协调加强支护、超前单元支架及钻孔卸压的联合支护技术,在叠合采动影响区域进行工业性试验,取得良好的效果。     

深部倾斜煤层沿空掘巷围岩变形特征与控制技术研究

通过对深部倾斜煤层沿空掘巷掘、采两阶段围岩应力场与位移场的分析,揭示了该类巷道围岩非对称大变形特征：窄煤柱帮与底板变形量远大于实煤体帮及顶板,巷道整体断面收敛率大。产生该变形破坏特征的原因：1)巷道埋深大,围岩处于较高的应力环境中;2)护巷煤柱宽度及支护阻力过小,使其过早进入残余承载阶段;3)无支护底板作为变形破坏能量主要释放通道,加剧了巷道顶帮围岩整体下沉。通过对不同宽度护巷煤柱方案的数值模拟,合理确定了试验巷道护巷煤柱宽度及试验巷道支护技术与参数。工程实践表明,采用新支护技术后,巷道窄煤柱与底板非对称变形大变形得到了有效控制,保持了巷道长期稳定。     

变长工作面采场应力分布特征及切眼顶板控制研究

为了研究煤层开采过程中采场覆岩破坏对外切眼围岩应力影响及外切眼围岩控制方案,采用FLAC~(3D)软件对温庄煤业15202工作面推进不同距离时,运输巷(运顺)和外切眼支承应力、剪应力分布特征进行数值模拟,并从理论层面分析了不等长工作面力学效应与外切眼围岩活动的规律。结果表明:工作面推进长度直接影响外切眼覆岩应力分布,当工作面推进距外切眼"前帮"15 m处,采场及巷道围岩应力集中明显,顶板来压剧烈;工作面推进距外切眼"前帮"20 m处,应力数值波动范围较为稳定,外切眼距运顺30 m以外支架工作阻力较小,平均在23.15 MPa;工程试验证明外切眼围岩控制的有效性及合理性。