强动压“三软”煤层巷道“卸-转-固”围岩控制技术

针对强动压影响下“三软”煤层巷道围岩控制难的问题,以仲恒煤矿“三软”煤层115-101回风巷为工程背景,通过现场调查、围岩松动和地应力测试,采用UDEC数值软件根据实际建立数值模型,研究了巷道变形破坏原因,并基于应力控制原理,提出受强动压影响的“三软”煤层巷道“卸-转-固”围岩综合控制理论。研究结果表明:115-101回风巷围岩松动圈范围0~5 m,应力峰值在深入围岩5~6 m处,采用“卸-转-固”围岩控制技术,在原有的29U型钢支护条件下,降低支护排距,根据煤层倾角及厚度设计并施工爆破卸压孔,在孔底连线安装炸药,利用自制的封孔设备将加固材料通过高压风压入钻孔进行封孔,实施爆破。爆破后,围岩应力重新分布,重新形成破碎区、塑性区和弹性区,并使应力集中的弹性区转移到围岩更深处,降低巷帮及底板浅部围岩应力集中,在巷道周围表层一定范围内形成低应力卸压圈,而在围岩深部形成了应力集中的自承载圈,集中应力主要由该自承载圈的岩体承担。该自承载圈的岩体处于围岩深部,基本处于三向应力状态,降低集中应力对巷道的破坏作用,稳定性得到很大提高。巷道围岩顶底板移近速率降低了79.43%,两帮移近速率下降了54.17%,巷道围岩变形量明显减少,有效控制了强动压影响下“三软”煤层巷道围岩变形。     

“软岩”矿井开拓准备巷道支护研究

“软岩”矿井工程支护是一个复杂的系统问题，必须从分析矿井地质条件入手，对矿井开拓延深方式、开拓准备巷道层位选择，巷道布局及巷道密度确定、煤柱留设、巷道水治理、巷道支护方案、工程技术管理、工程质量管理等方面进行系统的研究，从而提出“软岩”工程的合理治理方案。     

煤矿巷道快速掘进的“长掘长探”技术

煤矿巷道掘进效率低是造成采掘失调的主要原因,而掘进巷道超前探测距离短、精度低,且与巷道掘进存在施工时间、作业空间和探测环境上的矛盾,是导致掘进效率偏低的地质因素,常规的“短掘短探”技术已经不能适应巷道快速掘进对长距离、高精度地质超前探测的技术需求。“长掘长探”的工作模式是以煤矿井下千米定向钻机施工的主孔与分支孔为基础,实现对掘进巷道前方煤层赋存形态、隐蔽致灾地质因素的长距离探查;在定向长钻孔中采用钻孔瞬变电磁、钻孔地质雷达和方位自然伽马等孔中物探新技术,对钻孔径向30 m范围的地质构造、富水异常区进行探测,满足了快速掘进巷道前方长距离、高精度、全方位构造探测和隐患排查的地质需求。工程实践表明：基于“定向长钻孔+孔中物探”的“长掘长探”技术,实现了沿掘进巷道方向的“长距离”探测、巷道周围近距离高精度探测,为巷道安全、快速掘进提供了地质依据;同时,“长掘长探”技术能够满足井下探放水防治水细则的要求,解决了超前探测与快速掘进在施工时间、作业空间和探测环境上的冲突,有助于提高巷道快速掘进的有效时间,具有较好的技术适应性和推广价值,将为今后煤矿巷道快速掘进的高精度长距离超前探测提供可靠的地质保障...     

高强预应力支护技术在“三软”煤巷中的应用

在“三软”煤巷中,应用以锚索为主的高强预应力支护体系,通过选取合理的支护参数进行巷道支护。实践证明,高强预应力支护技术确保了巷道的稳定,降低了巷道的综合成本,提高了单进,取得了较理想的支护效果。     

“三软”煤层动压煤巷联合支护技术研究

“三软”煤层巷道变形大，难维护，制约着矿井的安全高效开采。文章以新安煤矿15130煤巷为例，分析了“三软”煤层巷道破坏机理。通过对原支护形式的进一步优化，提出全长注浆锚索联合支护技术，并根据巷道变形机理，提出支护参数的动态调整方案；最后通过矿压观测结果，验证了优化后的支护形式可以对“三软”煤层巷道进行有效支护。     

龙口“三软”地层巷道支护实践

通过对龙口矿区“三软”地层廿年来巷道支护实践的总结，肯定了锚喷支护，并提出在矿井向深部开拓延深、矿压日异增大的情况下，巷道支护应走以锚喷为基本文护与多种形式相联合的支护路子。     

“三软”地层巷道支护实践与探讨

通过对龙口矿区“三软”地层廿年来的巷道支护实践的总结。肯定了锚喷支护，并提出在矿井向深部开拓延深、矿压日益增大的情况下，巷道支护应走以锚喷为基本支护与多种联合支护的途径     

“孤岛”工作面回采巷道围岩变形的控制

通过对“孤岛”综采工作面机巷与风巷围岩变形观测，分析回采巷道的矿压显现特点，以此提出了回采巷道围岩变形的控制措施，改善了工作面生产条件。     

“三软”煤层顶板工程地质分类及变形机制

围岩的地质、工程地质特性是影响软岩巷道稳定性的主要因素，也是巷道支护设计的依据。从沉积岩石学和工程地质的观点出发，以邢台矿业集团显德汪矿的“三软”煤层巷道为研究对象，深入分析了巷道围岩的沉积岩石学特征，对主采煤层顶板的工程地质性质作了进一步评价。以工程类比法探讨了高地应力对软岩巷道的控制作用，得出了软岩巷道变形破坏力学机制的新认识，为支护设计提供依据。     

“隔离水墙+泄放钻孔”技术在治理煤壁内煤炭自燃中的应用研究

矿井巷道煤壁内煤炭氧化自燃事故的处理,常规方法是采取挖出着火点煤炭、向煤壁内注水等措施,但某矿井出现巷道煤壁内煤炭氧化自燃事故后,常规方法不仅未能有效处理,反而出现随着灭火钻孔注水范围扩大。煤炭氧化范围顺巷道向着火点两侧扩大的异常现象。针对此种异常现象,研究分析了煤炭氧化范围自着火点向两侧扩大的原因,创新地采用“隔离水墙+泄放钻孔”技术,即在着火点两侧施工注水钻孔构建“隔离水墙”,阻止着火点高温气体向周围扩散,同时在着火点范围两侧、“隔离水墙”之内,施工开口不封闭的“泄放钻孔”,构建高温气体“泄放通道”,使着火点内的高温气体从“泄放钻孔”泄出。采用“隔离水墙+泄放钻孔”技术,成功治理了煤壁内煤炭氧化自燃事故。该研究成果对类似事故的处理具有借鉴意义。     

远离“巧合”

发生一起事故后我们经常会说：如果怎样,就不会怎样。这太多的如果包含了一系列“巧合”因素,而得出这个结论是以我的脚趾骨折为代价的。半年前的一个早六点班,我们运采煤机滚筒。1.8米的滚筒装在叉车上,好不容易钻过狭窄的转载机巷道,却在转载机前四五米处被轨道边备用的生产溜电机卡住了。     

锚网带支护在“三软”煤层沿空掘巷中应用

以 8 2 10掘进工作面巷道为例 ,介绍了“三软”煤层沿空掘煤巷锚杆支护技术的设计和应用、施工方法及巷道支护效果并取得了显著的经济效益     

"超长""孤岛"综放面巷道围岩应力实测分析

论文针对兖矿集团兴隆庄煤矿4324“超长”“孤岛”综放开采工作面条件,使用KSE-Ⅱ-1型钻孔应力计对巷道围岩应力进行了实测,通过对实测数据的分析,初步得出了该条件下巷道围岩应力分布特征,为巷道的支护提供了科学依据。     

深部冲击地压巷道“卸压-支护-防护”协同防控原理与技术

针对深部冲击地压巷道高应力、强冲击造成的强矿压显现难题,分析了深部冲击地压巷道围岩变形破坏特征,确定了导致深部冲击地压巷道强冲击显现的防控难点,揭示了巷道冲击破坏机制。在分析深部冲击地压巷道破坏机制的基础上,建立了深部冲击地压巷道围岩力学模型,分析了动、静叠加载荷、支护应力、围岩力学属性与莫尔圆间的相互作用关系,提出了深部冲击地压巷道“卸压-支护-防护”协同防控原理。通过对巷道围岩远、近场进行卸压,从动、静载荷角度降低巷道冲击能量和所受应力;利用高预应力、高强度、高延伸率及高冲击韧性“四高”锚杆(索)主动支护,结合围岩结构重塑技术,提高巷道围岩自承载和抗冲击能力;结合钢棚、缓冲垫层及防护支架,通过高阻尼作用快速抑制巷道围岩的冲击震动。通过协调“卸压-支护-防护”3种技术手段的时空关系,改变冲击地压巷道能量释放、传播及耗散形式。基于“卸压-支护-防护”协同防控原理,提出了深部冲击地压巷道“卸压-支护-防护”协同防控技术,开发了长、短孔分段水力压裂工艺,研发了配套的压裂机具和设备;研制了高冲击韧性锚杆(索)系列支护材料,大幅度提高了支护材料的强度和韧性;提出了以钢棚、缓冲垫层及防护支架为一体的巷道复合防护结构,复合防护结构能有效吸收巷道围岩内的冲击动能,抑制围岩震动。研究成果在蒙陕和义马典型冲击地压矿井开展了工业性试验,“卸压-支护-防护”协同防控技术改变了厚层坚硬岩层冲击能量释放形式,有效抵御了高动、静叠加载荷,减小了巷道围岩整体冲击变形,控制了深部冲击地压巷道围岩稳定。     

“三软”4.5m厚煤层综放工作面回采巷道布置方式

介绍了“三软”４．５厚煤层综放工作面回采巷道布置方式的选择依据，对不同层位回要巷道的支护效果进行了对比和分析，得出了明确的结论，并提出了相应的配套措施。     

锚注法在“三软”巷道施工中的应用

大峪沟矿务局红旗井-400 m水平轨道巷地质条件较差,采用一般支护方式无法保证巷道的稳定性,决定结合及时观测、采用让压锚注施工二次支护方式对巷道进行施工。通过现场监测,让压与锚注施工技术在该矿-400 m水平轨道巷获得了成功,达到了支护巷道的目的,解决了红旗井“三软”巷道支护困难的问题。     

煤矿“三软”巷道围岩破坏形式及支护措施

煤矿“三软”围岩巷道的支护一直制约着煤矿的高效生产。根据现场“三软”围岩巷道的主要破坏类型,理论分析其破坏原因,采用数值模拟分别模拟主动支护、被动支护和主被动协同支护下的巷道破坏变形情况,通过对模拟结果进行有效分析,得出:无论是主动支护还是被动支护,单一的支护形式无法满足现场的实际需求,而在主被动协同支护中,巷道的整体位移和塑性区的范围明显减小,同时较充分地发挥锚杆及U型钢的支护作用,能够取得较好的支护效果。     

“三软”不稳定煤层走向巷道支架倾斜原因及对策

文章介绍了告成煤矿的地质条件及巷道布置情况,针对“三软”不稳定煤层走向巷道U型钢支架倾斜的原因,在观察和分析的基础上提出相应的对策,经实践证明该对策行之有效,具有一定的借鉴价值。     

巷道支护理论的研究

本文分析了巷道围岩稳定的条件、支架的支护对象和支护的作用。提出巷道支护作用分为“限制”作用与“稳定”作用两部分,其中支架的“限制”作用力参与围岩塑性区和破碎区的形成,控制其范围的大小,而“稳定”作用力则是使已经形成的塑性区、破碎区岩石重新得以稳定。阐述了新的巷道支护设计原理,推导出了理想弹塑性软化岩石力学模型下圆形巷道合理支护阻力计算表达式。     

“三软”煤层巷道围岩流变特性试验研究

流变特性是软岩固有的属性,在长期荷载作用下的软岩巷道支护设计必须考虑岩石的流变特性。针对“三软”煤层巷道围岩大变形、难支护的具体情况,以显德汪矿主输送大巷为研究对象,进行了三轴压缩流变试验,获取了泥岩的流变参数,进而为进一步的软岩巷道支护设计提供了科学的依据。