小煤柱沿空留巷巷道底板受力变形分析

在分析沿空留巷巷道底板支承压力分布规律的基础上,引入等效荷载的概念,建立了基于传递岩梁理论的简化底板等效荷载力学模型.在新模型基础上,采用弹性力学半无限体平面应变问题在条形荷载作用下的位移解,推导了沿空留巷巷道底板相对竖向位移计算公式,结合新庄孜煤矿沿空留巷巷道的底板变形进行的稳定性分析和加固措施研究,说明了底板竖向位移变化规律,揭示了底板扭转力是巷道破坏的重要因素,该规律基本反映现场实际监测情况.     

沿空留巷围岩受力变形特征及其支护优化设计

针对高河煤矿W1309工作面沿空留巷煤炭开采率低、井下矿灾易发等工程问题,分析柔模支护下沿空留巷的围岩稳定性问题与变形破坏特征,建立力学悬臂梁结构模型,对比软弱顶板和厚硬顶板对沿空留巷覆岩应力分布区的影响,呈现不同类型的应力分布区。并利用FLAC3D软件对采动影响下沿空巷道围岩应力及变形特征进行计算,发现煤帮变形量与变形幅度均大于柔模帮相应值。通过理论分析与数值计算,提出采用非均称支护设计理念的巷道支护优化方案。     

砌块充填沿空留巷底鼓大变形机理及综合控制技术

底鼓是沿空留巷常见的问题之一,为解决填沿空留巷底鼓问题,以发耳煤矿砌块充填沿空留巷为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场试验相结合的方法研究沿空巷道底鼓的变形特征、力学机理并提出综合控制技术.研究结果表明:沿空巷道的底鼓主要发生在一次采动期间,底板变形随着工作面的推进呈现变加速度加速变形、变加速度减速变形和恒加速度减...     

深部岩体力学研究与探索

针对深部沿空留巷顶底板移近量大、充填体大变形破坏失稳等问题, 采用数值模拟和现场实践相结合的方法, 分析了传统沿空留巷和切顶卸压协同承载沿空留巷围岩应力演化规律和变形特征, 揭示了切顶沿空留巷充填体—矸石协同承载机理。在此基础上,以朱庄煤矿Ⅲ635工作面沿空留巷为工程背景, 提出了一种巷旁充填体—矸石组合结构体协同承载的切顶卸压沿空留巷技术, 建立充填体—矸石协同支撑顶板力学模型、推导出顶板挠度方程, 并进行工程应用。数值模拟结果表明：采用切顶卸压协同承载沿空留巷技术后, 实体煤帮和充填体的垂直应力峰值分别降低了28.3%、44.4%, 巷道顶底板移近量降低了58.2%。现场应用结果表明：采用该技术后, 顶底板和两帮移近量分别为382.9、253.6 mm, 工作面支架平均支撑力下降了45.3%, 有效控制了巷道变形。可为类似条件下沿空留巷围岩控制提供参考。

     

沿空留巷巷道底板破坏规律分析

为了研究沿空留巷巷道底板破坏规律,确保巷道的稳定性,分析了巷道底板塑性区扩展规律以及确定围岩破坏程度指标,采用FLAC^3D数值模拟软件,对沿空留巷巷道底板破坏规律进行了分析,研究了煤柱及沿空巷道底板塑性耗能比率变化规律。研究得出,沿空巷道掘进期间,巷道底板产生较大的塑性区,其底角的塑性区高于底板中线的塑性;靠近实体煤柱侧的巷道底角变形破坏范围和变形破坏程度低于靠近采空区侧的巷道底角变形破坏范围和变形破坏程度。     

“双软”顶底板薄煤层沿空留巷底鼓机理分析

综放沿空巷道底鼓不仅造成巷道的破坏,对窄煤柱、巷旁充填体乃至整个巷道的稳定性也有重要影响,强烈的底鼓带来大量的维护和翻修工作,严重影响矿井正常的生产,大大增加了巷道的支护和维修费用。采用Winker弹性地基理论模型,建立了沿空留巷底鼓力学模型,结合工程案例,对巷道底鼓力学模型进行了验证,研究结果表明:实体煤与巷旁支护体侧底板变形接近零,巷道区域底板变形呈现为"抛物线"特征,具有非正对称现象,底鼓最大变形处位于靠近巷旁支护体侧,最大值为628mm;实测变形监测100d后底鼓量最大值为645mm,理论模型最大值与实测最大值误差为2.6%。     

沿空留巷巷道底板破坏特征及影响因素分析

针对沿空留巷巷道底板变形严重等问题,分析了沿空留巷巷道底板破坏特征及影响因素,以山西2个矿作为研究对象,分析了沿空留巷巷道底板破坏特征,主要分为5个阶段,主要为掘进稳定期、一次采动前支撑影响期、一次采动后影响期、一次采动后稳定期和二次采动前支撑影响期;然后采用FLAC^3D数值模拟软件,对沿空留巷底鼓影响因素进行分析。研究为沿空留巷巷道底鼓的治理提供了理论基础。     

顶底双软型薄煤层快速沿空留巷技术研究

针对顶底板双软型薄煤层工作面特殊开采条件,分析了沿空留巷的技术难点与关键技术。采用理论分析与数值模拟方法研究了薄煤层沿空留巷围岩破坏特征及变形规律,建立了薄煤层综采面沿空留巷结构模型,通过方案数值模拟对比分析,揭示了薄煤层综采面快速沿空留巷基本原理,提出"采空区预先垒砌矸石袋,巷道内及时构建胶结充填体和铰接顶梁与单体支柱巷内滞后补强支护"的沿空留巷方案,实现了顶底板双软型薄煤层综采面快速沿空留巷。赵官能源煤矿的工程实测表明:巷道顶板下沉量最大仅为197 mm,底鼓量为83 mm,巷道两帮移近量为327 mm,工作面留巷效率达到18 m/d。     

沿空留巷坚硬顶板关键块稳定性研究

为了减小沿空留巷巷道的变形量,确定巷旁充填体支护阻力大小,通过理论计算确定关键块的长度和沿空留巷时支柱所需的切顶阻力。采用数值模拟软件建立关键块顶板的力学模型,分析巷道围岩变形及应力分布特征,分析应力变化与关键块断裂存在的关系。结果表明:根据煤矿的坚硬顶板条件以及大结构中关键块的断裂位置及特征,选择0.6 MPa的支护切顶阻力在控制巷道变形量方面效果明显。     

高支承压力区沿空留巷围岩稳定性数值分析

在双鸭山东荣二矿综采工作面高支承压力区试验沿空留巷,为分析该沿空留巷巷道的稳定性,采用FLAC3D软件进行了3次数值模拟分析:首先数值模拟求出了17煤残留煤柱形成的底板应力场,得出平均支承压力值为25.2 MPa;进而建立沿空留巷巷道围岩力学模型,模拟分析巷道围岩应力场,得出了充填体支护体片帮原因是垂直压力超限;由此提出了对充填支护体实施预留变形层和锚杆钢带加固等强化支护措施,并模拟分析证实了强化支护后充填支护体的稳定性,经现场工程实践表明采取强化支护措施,沿空留巷巷道稳定性良好.     

底板锚注技术治理巷道底鼓研究

平煤股份四矿主斜井二部猴车巷由于受四组煤共采叠加影响,原全断面封闭式拱形支护底鼓严重,反底拱被挤出破坏,导致巷道失修,不能正常使用。针对此种情况,应用了底板锚注技术对该巷道底板进行加固,通过治理,巷道变形量得到控制。通过FLAC3D数值模拟程序对锚注加固方式进行了验证,现场观测结果表明底板锚注有效地控制了底鼓和围岩变形,支护效果明显。     

强膨胀性泥岩巷道底鼓治理技术

为了解决亭南矿井西翼轨道大巷底板揭露铝质泥岩、底鼓变形严重、巷道底板难以控制的问题,通过对巷道围岩位移量观测分析变化规律,结合矿井生产实际,经过反复论证采用底角锚杆、反底拱控制技术进行底板加固,使底鼓量由500 mm降低到10 mm.试验结果表明:采用膨胀性泥岩底鼓治理技术能够有效控制巷道两帮收敛和底板鼓起、封闭水源,提高了巷道围岩整体稳定性,使巷道底板变形量得到了有效控制,为矿井进一步研究无底煤开采技术提供了基础技术数据.     

浅析底板岩层组合对底板破坏的影响

针对深部煤炭开采严重受底板高承压水威胁的现实问题,为进一步认识工作面底板突水机理,从底板岩层的不同组合出发,通过力学分析与数值模拟,分析底板不同岩层组合对底板的破坏深度、破坏方式的影响。为实现承压水上安全采煤提供依据。     

膨胀性软岩巷道底鼓防治技术探讨

膨胀性软岩巷道底鼓防治是软岩巷道支护中的一项技术难题。陕西彬长矿区大佛寺矿402采区水仓底板为铝质泥岩,支护困难,在对巷道底板破坏机理进行分析的基础上,提出了底角锚杆+钢筋混凝土反拱支护方案,在大佛寺矿实践中取得了良好的支护效果,为膨胀性软岩巷道底鼓防治提供了宝贵的经验。     

浅谈祁南煤矿底板注浆治理底鼓

通过对巷道底板进行注浆,使巷道底板得到有效支护,实现底鼓治理和底板加固,使巷道底板和帮顶形成整体支护体系,从而达到减小巷道失修率、延长巷道使用寿命的目的。通过合理选择施工设备解决了底板钻孔施工难度大的问题。     

穿层巷道底板底鼓治理技术

新景煤矿15~#煤轨道大巷埋深在500~600m之间,在463~475m之间巷道穿过15~#煤层,造成巷道底板底鼓严重,严重影响矿井的正常生产。通过分析研究巷道围岩特性和底鼓状况,采用底板锚注加固的治理技术,提高底板支护强度,保证顶板、两帮、底板的支护平衡,提高巷道支护安全系数。     

含隐伏断层的煤层底板破坏深度的数值模拟

针对含隐伏断层煤层底板采动破坏过程及导水通道的形成过程,根据岩-水关系法理论并利用COMSOL Multiphysics软件进行数值模拟,分析了不同水压力下底板破坏深度,研究了在高承压水影响下,随着工作面的推进,底板破坏区域沟通断层导致突水的过程,研究得出随着含水层水压的逐渐增大,底板下方岩层裂隙中水压也呈现逐渐增加的趋势,而岩层中水压的增大会导致工作面与采空区涌水量增加以及底板破坏深度的增加,同时会影响到突水原因的变化,使得突水更具有隐蔽性,更不容易被探测和规避。     

半煤岩软底巷道底鼓控制技术

已15煤岩软底巷道底鼓一直是困扰平煤集团三环公司的重大问题．以该巷道大范围内的岩体为研究对象，通过对巷道底鼓影响因素的理论分析，得出围岩性质、地质构造和支护形式是产生底鼓的主要因素，提出了锚注加固底板控制巷道底鼓的方案，并对其支护加固机理进行了研究分析．采用数值模拟软件，对巷道使用普通锚网支护和锚注支护加固底板的围岩变形破坏规律进行了数值模拟，对锚注加固底板前后围岩的应力、位移及塑性区的变化情况进行了系统的分析．现场结果表明：锚注加固技术显著提高了底板岩体的强度和承载能力，极大的提高了巷道的支护效果，有效的控制了半煤岩软底巷道的底鼓变形．     

泥岩顶底板回采巷道底鼓机理及控制技术

针对官地矿泥岩顶底板巷道的底鼓控制难题,分析了软岩巷道的底鼓特征,阐述了底鼓的影响因素。在此基础上,结合当前煤矿常用的底鼓治理方法,确定了顶底帮一体化治理的方案。现场应用表明,33423回采巷道的底鼓得到了有效治理,治理后的最大底鼓量仅为0.4 m,为煤矿正常生产提供了保证。     

采动影响下底板应力分布特征及底鼓发生机理

针对底鼓的发生机理开展研究,采用数值计算的方法分析了不同地应力集中程度下(λ=1~3连续变化)底板岩体的受力及变形特征。结果显示:巷道底板在水平方向上按受力状态的差异可分为应力升高区、应力降低区和原岩应力区;在地应力集中程度增加的条件下,巷道底鼓量、巷帮变形量和峰值应力集中程度均明显增加。根据巷道底板围岩变形的差异可分为膨胀区、压缩膨胀区和压缩区。在沿底板水平方向和垂直方向的不同深度,存在椭圆形的底鼓零位移区,该区域内的岩体产生拉伸膨胀、在该区域以外的岩体受载压缩。