大倾角煤层回采巷道围岩变形机理与控制研究

该文以东保卫矿大倾角煤层高帮围岩变形特征为背景,对高帮半煤岩巷道支护技术进行分析:常规支护方式、表面约束能力差和开放式支护结构是导致围岩稳定性差的主要原因。通过支护参数优化和现场实践,围岩变形观测达到预期的效果。     

大倾角煤层回采巷道相似模拟研究

根据相似理论及巷道围岩所处的地质条件,建立大倾角煤层回采巷道的相似材料模拟,对大倾角回采巷道采用锚网支护进行了相似模拟研究,通过测量巷道围岩应力分布及位移变形量,得出大倾角回采巷道的变形规律及破坏特征,并在试验的基础上对围岩的变形原因进行探讨。     

东保卫矿大倾角煤层回采巷道围岩控制研究

以东保卫煤矿复杂地质条件分析为基础,通过大倾角煤层回采巷道围岩稳定性研究为依据,进而提出复杂地质构造区域围岩加固技术,即通过围岩加固、片冒区充填和多种先进支护技术联合作用,从而保证工作面快速通过复杂地质区域,并为该矿复杂地质构造围岩控制提供相关经验。     

大倾角煤层回采巷道的矿山压力研究

针对石台矿Ⅲ313工作面回采巷道在工作面回采过程中围岩变形破坏的具体情况,采用数值计算、现场实测等研究手段,研究了大倾角工作面回采巷道围岩在工作面超前支承压力的作用下变形破坏的规律性和复杂性。结果表明,倾角增大不仅使回采巷道内围岩应力分布表现出与倾斜、缓倾斜煤层不同的特征,而且上下平巷矿压显现也不尽相同,其主要表现为运输平巷的集中应力大于回风平巷,给出了运输平巷和回风平巷超前支护的范围和巷道支护的关键位置。     

大倾角煤层回采巷道支护方案矿压监测研究

设计东翼采区10#煤回采巷道的支护方案为锚杆、锚索加金属网形式。针对设计的巷道支护方案,该巷道内共设置4个观测断面,监测锚索锚固力、锚杆锚固力、表面位移量和顶板离层。经过矿压观测数据的分析,说明该支护方案所选择的支护形式和支护参数都是合理的,巷道围岩得到了有效控制,满足工作面正常回采工作的要求。     

大倾角煤层顶板活动规律

本文根据在倾角煤层不同采煤方法的现场矿压观测和实验室相似模拟的研究成果，总结了大倾角煤层反岩层的活动规律，并对不同赋存条件下的大倾角煤层采煤方法进行了分析。     

大倾角煤层回采巷道底鼓机理及控制技术

针对庞庞塔煤矿5-107工作面回采巷道底鼓严重这一问题,分析了采动影响下回采巷道底鼓机理,建立了回采巷道受采动影响的底鼓力学模型,并进行了受力分析;同时,采用FLAC~(3D)模拟研究了回采巷道的变形破坏规律。研究结果表明:采用底板开挖卸压槽的方式控制回采巷道底鼓效果显著,卸压槽深度0.5、1.0、1.5、2.0 m对应的最大底鼓量分别为302.6、256.5、217.8、170.0 mm;随着卸压槽深度增加,最大底鼓量逐渐减小且巷道拉底次数明显降低,产生非常可观的经济效益。     

大倾角软岩回采巷道围岩失稳特征及支护分析

通过对大倾角煤层软岩回采巷道失稳特征的理论分析,建立了大倾角煤层软岩回采巷道围岩失稳状态方程,结合耦合支护思路分析,提出了大倾角煤层软岩回采巷道耦合支护方案,并运用数值计算、相似模拟实验及现场支护试验监测对回采巷道耦合支护方案进行综合分析。结果表明:回采巷道顶板失稳呈弧形非对称破断,两帮失稳主要表现为三角形破断体剪切滑移,破坏严重处位于帮角上部,顶板偏中上部破断是围岩失稳诱发点,围岩稳定性与煤层倾角、剪切面长度及煤岩体物理力学参数有关。巷道支护后,沿煤层倾向围岩塑性破坏区较小,顶板离层量保持在合理范围内,提高两帮支护强度利于巷道围岩稳定。     

大断面回采巷道的顶板管理

介绍了张集矿大断面回采巷道的基本情况,通过加强轨道巷、运输巷的顶板管理、提高改替棚速度等措施,确保了工作面的安全生产。     

大倾角煤层回采巷道锚网索支护技术应用

通过对某煤矿3煤层31017工作面运输巷的顶底板和应力环境特点的分析,结合该煤矿的支护现状,利用理论分析和数值模拟等技术手段,提出了锚网索支护设计方案,并且对该工作面进行的运输巷进行锚网索支护改革。现场试验结果表明,采用该种方案的3煤层31017工作面在高应力环境下的回采巷道实现了稳定支护。     

煤巷顶板岩层结构变化的可靠性锚杆支护设计

针对神东矿区锚杆支护煤巷顶板事故频发的现场实际,采用新型顶板岩层结构探测仪对矿区保德煤矿88302综采面回风巷顶板岩层结构进行探测并进行顶板岩层结构划分.运用UDEC3.0平面分析软件对不同岩层结构类型顶板稳定性进行了模拟分析,在此基础上根据顶板岩层结构变化情况对神东矿区保德煤矿88302综采面回风巷顶板进行了补强支护设计,达到了有效遏制锚杆支护煤巷冒顶事故发生的目的.     

浅埋煤层开采顶板切落压架灾害的突变分析

针对浅埋煤层开采周期来压过程中顶板沿煤壁台阶下沉导致顶板切落压架灾害的问题,根据直接顶岩体在支承压力作用下破坏失稳的非线性变化特征,建立了由基本顶-直接顶-支架-矸石组成的系统力学模型。利用突变理论研究了荷载作用下系统的失稳机制,获得了系统失稳的充要条件及直接顶岩体的变形突跳量表达式,分析了系统失稳的主要影响因素。结果表明:直接顶的失稳破坏,导致了顶板的切落,系统失稳除与支架和直接顶岩体的刚度比及材料参数有关外,还与所受载荷及基本顶周期来压步距相关。结合工程实例,验证了理论推导的合理性,并给出了工程建议。     

穿煤层巷道泥岩楔形顶板稳定性控制机理研究

针对穿煤层巷道顶板的结构特征提出了维持楔形体结构顶板段巷道顶板稳定的主控因素,并建立了楔形体段顶板悬臂梁力学模型,对该段顶板分别进行了静力学强度分析及挠曲变形计算,得出了求解最小支护阻力的计算公式。将潞安古城矿的工程地质条件代入模型中,计算得出最小支护阻力为0.12 MPa,并考虑了1.4的安全系数后,提出了相应的锚杆索联合支护方案。现场工业性实验及矿压监测结果表明,根据计算的支护阻力进行的支护设计方案控制了巷道顶板的变形,保证了巷道的稳定。     

急斜煤层初次破断后基本顶稳定性分析

针对急斜煤层水平分段综放开采的特点,将沿倾向初次破断后的基本顶视为三边固支一边自由,受纵横载荷共同作用的斜置矩形板力学模型.应用Kirchhoff薄板理论,考虑中面内力对弯曲的影响,运用能量法得到了顶板挠度的解析表达式.探讨了基本顶的挠曲变形特征,分析了煤层倾角、水平分段高度和基本顶厚度对挠曲变形的影响.研究发现：在急斜煤层岩层控制中,煤层倾角存在介于55~65°之间的临界区域,据此可推断在上覆岩层中是否存在“上三带”（危险性离层带）;通过选取合理的水平分段高度,尽可能满足生产的需求,又可有效地控制顶板的变形;顶板厚度大于4 m可作为急斜煤层关键层的几何特征.结合新疆六道湾煤矿的具体开采情况,验证了模型和结论的合理性.     

卸压煤层全煤巷道的锚梁网支护

介绍了保护层开采后综放面全煤巷道的锚梁网支护技术。在采动卸压后的松软破碎煤层巷道掘进中采用锚梁网支护，较好地控制了顶煤破碎、垮落和掘进工作面坍塌问题。     

西山矿区厚煤层采全高的巷道布置研究

为提高煤炭资源采出率与综合解决厚煤层全高开采的技术难题，改变西山矿区分层开采的现状，提出了适用于西山矿区厚煤层全高开采的合理巷道布置形式，阐明了其合理性和可行性。     

浅埋煤层采场老顶周期来压的结构分析

建立了浅埋煤层采场老顶周期来压的“短砌体梁”和“台阶岩梁”结构模型,分析了顶板结构的稳定性,揭示了工作面来压明显和顶板台阶下沉的机理是顶板结构滑落失稳,给出了维持顶板稳定的支护力计算公式,为浅埋煤层顶板控制定量化分析提供了理论基础。     

大倾角松软突出煤层煤巷锚杆支护技术与实践

介绍了淮南矿业集团谢李公司在大倾角、松软、有突出危险性的B11b煤层中应用煤巷锚杆支护技术。解决了大倾角松软突出煤层巷道围岩稳定性及松软煤层帮部变形控制问题。     

大倾角煤层长壁采场倾斜砌体结构与支架稳定性分析

大倾角煤层覆岩变形、破坏和运移规律复杂,采场顶板倾斜砌体结构对支架稳定性影响大,大量的现场实践、实验研究和理论分析表明,倾斜砌体结构与支架的相互作用可分为正压、倾向挤压、反倾向挤压、后推和走向挤压型,其易造成支架发生挤压型失稳、下滑失稳、倾倒失稳,建立了支架-顶板接触力学模型,基于基础动力学、“R-S-F”动力学控制理论分析了大倾角煤层长壁采场覆岩特有的结构形式倾斜砌体结构与支架在不同状态下的稳定性,并给出了其动力学方程和“支架-围岩”稳定性判定条件。     

新型煤巷顶板岩层结构探测仪的研究

通过分析锚杆钻机的钻进信息与岩石物理力学性质的内在关系,选取相关钻进信息为识别岩层结构的特征参数,研制出新型顶板岩层结构探测仪.并利用小波分析和BP神经网络处理探测数据,识别所钻进的煤巷顶板岩层结构.通过神东矿区石圪台矿的工程实践,结果表明,新型煤巷顶板岩层结构探测仪能够连续实时采集探测数据,动态地对锚杆支护的岩层结构进行识别,能够满足现场支护设计需要,有效减少生产实践中的支护浪费和预防因支护不足引起的冒顶事故.