向斜作用下回采巷道冲击地压力学分析及冲击特性研究

为探索向斜对回采巷道冲击地压的作用机制,以河南某矿区21221工作面为研究背景,采用力学分析、CDEM数值计算及现场实践相结合的方法,对向斜作用下回采巷道围岩冲击特性规律展开研究。建立了向斜作用下回采巷道力学模型及数值计算模型,分析了向斜作用下回采巷道围岩能量随采动影响变化趋势,得出如下结论：(1)向斜作用下回采巷道底板围岩应力集中较大,易发底板冲击,帮部围岩应力集中相对较高,可发帮部冲击,顶板围岩应力较小,不易发顶板冲击;(2)向斜作用下回采巷道围岩能量随采动影响总体上呈现先急剧增大,后持续稳定,然后突变降低,最后持续稳增加到一定应力状态,或者稳定不变;(3)向斜轴部巷道围岩变形以底鼓为主,向斜翼部巷道围岩变形是底板和帮部同时变形,向斜轴部巷道围岩变形整体上大于向斜翼部,前者底鼓量约为后者的2倍,且向斜轴部巷道底板深度1～3 m围岩变形剧烈,底板深度5～8 m围岩较为稳定,而向斜翼部巷道底板深度1 m围岩变形明显大于底板深度2～8 m围岩。力学分析及现场应用表明,其与数值计算结果较为吻合。     

多煤层重复采动穿层大巷围岩变形特征及 修复加固技术研究

为探讨多煤层重复采动穿层巷道围岩变形破碎严重、锚固结构易失效等难题,以发耳煤矿+980m轨道大巷为研究背景,通过围岩组分分析、现场电视探测和数值计算确定了影响+980m轨道大巷围岩变形严重的主要因素。基于此提出了"支护弱结构部位加强支护"的不均匀加固技术,通过Phase软件模拟合理的大巷修复加固方案并提出"锚杆+锚索+钢筋梯+金属网+注浆"联合支护技术控制巷道围岩变形。现场监测结果表明:与未修复加固段巷道相比,修复加固段巷道在40 d监测期间顶板、底板及两帮变形量仅为22,21,17 mm,巷道围岩裂隙基本被浆液充填,巷道围岩变形基本得到控制。     

坪上煤业13063巷多次动压影响变形研究

针对13063巷受多次强烈采动影响、巷间煤柱尺寸小、服务周期长、向斜轴部应力集中程度高等现状,对采动最剧烈的400～800 m处进行了地应力测试和围岩强度测试,结合现场情况和测试数据对变形原因进行了分析,提出应用水力压裂切顶卸压技术来改善围岩应力状态,为多次采动影响下留巷围岩变形控制提供了参考依据。     

塔山煤矿邻近巷道掘进扰动下围岩控制技术

针对受掘进扰动影响下巷道变形严重的问题，以塔山煤矿1070胶带大巷及1070回风大巷为工程背景，通过现场观测分析了1070胶带大巷围岩受扰动影响的规律，发现巷道浅部围岩裂隙增多，而8 m深度之外的围岩完整性较高，基本不受扰动影响，扰动显著影响期为5 d左右。根据观测结果，采用数值模拟软件确定出了合理的支护优化方案。现场工业实践表明，该方案有效控制了巷道围岩的变形，保证了矿井的安全高效生产。     

1090水平轨道大巷修复方案设计与应用

照金煤矿1090轨道大巷变形严重,为保证巷道可服务于矿井下阶段开采,结合1090轨道大巷现状和煤层地质条件,分析轨道大巷变形原因,基于巷道修复原理,提出大巷修复方案。研究结果表明:分次施工可保证维修期间巷道的正常使用,又能实现最终修复目的,且施工效率高,现场应用效果显著,围岩变形得到有效的控制。     

软岩动压巷道围岩稳定性原理及控制技术研究

针对张双楼煤矿西大巷围岩力学性质,主要是膨胀性泥岩在浅部遇水破碎、扩容的特征、深部膨胀特征,通过现场测试、建立力学模型、数值计算,对西大巷稳定性的力学效应、受采动影响时围岩塑性区及破碎区宽度及变形与采动支承应力的关系分析,分析在采动支承应力作用下的软岩巷道,其围岩破碎区、塑性区的范围,巷道变形与破碎围岩塑性区范围、峰后强度、支护的关系,研究动压软岩巷道围岩变形机理、软岩巷道围岩流动规律,提出了深井巷道围岩控制的“内、外结构“稳定性原理。针对西大巷围岩地质条件,依据研究的成果,寻求巷道稳定控制技术,并通过工业性试验检验,使得西大巷由研究试验前的强烈变形到研究后的基本稳定。     

软岩动压巷道围岩稳定性原理及控制技术研究

针对张双楼煤矿西大巷围岩力学性质,主要是膨胀性泥岩在浅部遇水破碎、扩容的特征、深部膨胀特征,通过现场测试、建立力学模型、数值计算,对西大巷稳定性的力学效应、受采动影响时围岩塑性区及破碎区宽度及变形与采动支承应力的关系分析,分析在采动支承应力作用下的软岩巷道,其围岩破碎区、塑性区的范围,巷道变形与破碎围岩塑性区范围、峰后强度、支护的关系,研究动压软岩巷道围岩变形机理、软岩巷道围岩流动规律,提出了深井巷道围岩控制的"内、外结构"稳定性原理.针对西大巷围岩地质条件,依据研究的成果,寻求巷道稳定控制技术,并通过工业性试验检验,使得西大巷由研究试验前的强烈变形到研究后的基本稳定.     

复杂条件下深井软岩开拓巷道变形破坏分析

某矿-650 m开拓大巷地质条件比较复杂,且受到东西相邻工作面回采影响,巷道围岩发生了严重的变形破坏。现场围岩探测分两步：前期围岩松动圈探测和后期围岩钻孔可视化探测,得到了松动圈的范围及围岩裂隙发育情况,同时对比得出围岩破坏范围向深部延伸,松动圈进一步扩大,甚至出现松动破坏现象。根据深井巷道围岩变形规律及其力学特性,在软岩巷道围岩稳定控制理论的基础上,建立巷道受力模型并分析了大巷周围受力关系,提出了倾斜工作面倾向的“传递梁”结构和两工作面顶板垮落后大巷顶板所形成的“局部块”结构。结合现场钻孔可视化探测结果及现场观测,总结出大巷变形特点及造成巷道围岩变形的原因,为大巷二次支护提供理论依据和科学指导,同时为类似矿井开拓巷道的支护提供借鉴。     

软岩轨道大巷围岩失稳机理及控制技术

针对辛置煤矿轨道大巷在复杂地质构造及软弱围岩条件下巷道变形严重的问题,采用理论分析和现场实测相结合的方法,分析了原支护轨道大巷矿压显现规律及变形破坏原因,提出了"锚注+锚网索喷"联合支护方案。通过现场工业性试验可知,在观测期间轨道大巷两帮累计收敛变形量约为33 mm,顶底板累计移近量约为28 mm,巷道两帮收敛、顶板下沉、底鼓现象基本趋势平缓,即轨道大巷采用优化设计方案后效果明显。     

强采动煤层大巷群变形破坏特征与锚注修复加固技术研究

煤层大巷群易受强烈采动影响，造成围岩剧烈变形破坏与支护结构严重失效，如何有效控制强采动煤层大巷群围岩稳定性对于保障矿井正常安全生产具有重要意义。本文以万家庄煤业一采区煤层大巷群为工程背景，分析了强采动大巷群变形破坏特征及影响因素，提出了大巷群“高强度锚注一体化”综合修复控制技术方案，开展了强采动大巷群修复现场工业性试验，并进行了修复过程中注浆量与注浆效果、锚杆锚索受力、围岩变形等监测分析。研究结果表明：强采动煤层大巷群在两翼工作面强采动应力叠加作用下呈现全断面变形破坏模式，相比于普通锚杆(索)支护，采用“高强度锚注一体化”综合修复控制技术方案后，大巷围岩最大垂直位移减小了80.5%,最大水平位移减小了76.3%,有效控制了围岩变形，现场实际应用效果良好。研究成果为强采动煤层大巷群围岩稳定性控制提供了一定的理论依据与工程参考。