近距离煤层回采巷道非对称破坏机理及其控制

近距离煤层开采时,上位煤层的遗留煤柱集中应力会对下位煤层邻近采空区的巷道掘进产生扰动影响。针对下峪口煤矿3#_下煤层回采巷道掘进时产生的非对称变形破坏及支护困难等问题,结合现场地质条件,采用力学分析、数值模拟和现场试验的方法,探究23306_下进风巷掘进期间产生的非对称变形机理,并提出合理的巷道支护参数及工艺,改善了巷道围岩条件。研究结果表明：上位煤层遗留煤柱及本煤层邻近采空区的存在导致巷道围岩主应力方向及大小发生变化,而非均匀的应力分布致使巷道围岩塑性区呈现蝶形破坏,巷道顶板水平应力变化幅度大、剪切应力大,造成巷道顶板极度破碎,顶板至上覆采空区间全为塑性区分布,顶板两侧应力及塑性区的差异性分布是造成巷道非对称变形的主要原因;数值模拟得到煤柱内X-Y,X-Z,Z-Z方向的应力受本煤层邻近采空区的影响较大,巷道两侧应力大小不等,致使巷道产生非对称变形;根据巷道围岩的受力状态、工作面地质条件及支护成本,优化了巷道支护参数,现场应用效果良好。     

全锚索支护软弱煤层碎胀顶板巷道的探析

赵庄煤矿3号煤层井田由于受到多期地质构造的影响,煤层松软破碎,顶板碎胀易剥落,巷道破坏严重:顶板下沉易冒落,巷道移近量大,底鼓严重,有的地段达到1m,支护难度较大.根据赵庄煤矿巷道围岩变形特征,设计采用高预应力短锚索支护巷道顶板,通过大幅度提高巷道支护体系的强度和刚度,有效地抑制围岩变形.在井下的试验中,采用了高预应力...     

大倾角煤层巷道断面设计与支护研究

大倾角煤层回采过程中,由于顶板及煤层倾角较大,在重力分量作用下,往往导致巷道下帮应力及位移量相对较大。为探究巷道支护的围岩应力集中问题,加强巷道支护管理,通过对锚杆支护参数进行计算,并通过MIDAS软件对巷道断面形式进行了竖直分析。结果显示,直墙拱形断面能有效减少巷道围岩应力集中现象,有利于巷道后期维护。     

近距离煤层外错布置巷道支护技术研究

以山西省晋能集团盛平煤矿3#煤近距离煤层开采为研究背景,针对下层煤工作面巷道外错布置于上层工作面煤柱下方,巷道顶板破碎支护效果差的问题,采用FLAC3D数值模拟方法对下层工作面巷道外错布置于煤柱下方时的应力分布情况及围岩变形情况进行了研究,对类似近距离煤层工作面巷道的支护具有重要的借鉴意义。     

急倾斜松软煤层巷道变形特征与控制技术

为了解决急倾斜松软煤层巷道的支护难题,采用数值计算方法研究了急倾斜煤层巷道围岩应力和位移分布特征。研究表明:急倾斜煤层巷道开挖以后,巷道顶部形成的自然平衡拱逐渐沿煤层倾斜面向上扩展,与巷道顶部垂直应力的分布形态相似,巷道顶部煤体及煤帮是支护的关键部位。基于以上研究,提出以锚、带、网、索主动支护为基础,配合高强度拱形梁的综合控制技术,旨在充分调动围岩的自承能力,使支护体系与围岩形成承载整体。现场应用表明,提出的支护方案可有效控制巷道稳定,巷道两帮变形量不足40 mm,为类似条件急倾斜煤层巷道支护提供了一定的借鉴。     

极近距离煤层回采巷道围岩分类与支护研究

为探究极近距离煤层回采巷道围岩稳定性类别与支护方式,用数学方法综合评价围岩稳 定性类别。 采用模糊综合评判法建立数学模型,选择围岩自身性质和应力环境等影响因素作为 围岩分类指标,求解模糊综合判别矩阵、指标权重和围岩隶属程度;运用灰色关联度分析法对围 岩稳定性类别进行验证,并提出相应的巷道支护方式。 结果表明,极近距离煤层回采巷道对Ⅰ— Ⅴ类围岩的隶属度分别为0.1846、0.2117、0.1866、0.1776、0.2394,其中Ⅴ类围岩隶属程度最 大,与验证结果相一致。 围岩属于Ⅴ类极不稳定围岩,极近距离开采导致顶板破碎,巷道承受荷 载较小,采用U形钢梁棚支护,矿压观测显示巷道支护效果显著。     

近距离煤层群开采采空区下方回采巷道支护技术研究

针对近距离煤层群采空区下巷道围岩支护面临顶板破碎、支护难度大等问题，以51101运输巷围岩支护为工程背景，提出依据巷道顶板与上覆采空区层间距厚度变化情况，采用动态设计方法确定围岩支护技术方案。顶板与采空区层间距按照1.5 m、1.5～5.1 m、5.1 m划分3个阶段，各阶段分别采用钢架棚、钢架棚+锚杆、锚网索支护方式，并通过理论计算以及工程类比法确定支护参数。现场应用后，51101运输巷掘进及后续使用期间围岩始终保持稳定，实现了近距离煤层群采空区下巷道围岩变形的有效控制。     

极近距离下煤层回采巷道支护技术研究

为了解决极近距离下煤层顶板受上煤层开采挤压破坏、回采巷道支护难度大的问题,采用数值模拟的方法,分析了下煤层受上煤层采动影响后围岩应力分布情况,掘进和回采期间回采巷道在采空区、煤柱下方及超前工作面区域的架棚受力情况,合理确定了架棚支护参数及加强支护的具体范围,巷道围岩变形符合设计要求,棚腿未出现弯曲现象。     

极近距离煤层采空区下煤层巷道合理支护方案选择

针对某煤矿上覆煤层顶板破碎巷道围岩支护困难的技术问题,结合地质条件以及巷道所处位置的实际情况设计了两种不同支护方案,方案一是采用锚带网+锚索支护,方案二是采用锚带网+注浆锚索+桁架组合支护。通过理论分析和数值模拟比较,确定采用方案二支护方案,并以该矿13号煤层胶带运输大巷作为试验巷道。试验表明此巷道围岩得到了有效的控制,确保了矿井的安全高效生产。     

破碎顶板巷道支护技术

为了解决大同侏罗纪15号煤层松软破碎顶板巷道支护技术难题,对煤层及顶底板岩层进行了物理力学性质测试,在此基础上分析了巷道顶板类型,针对煤层顶板实际情况,阐明了破碎顶板巷道支护原则,通过理论分析确定了煤层巷道围岩锚固支护方案。     

倾斜煤层沿空异形巷道煤柱宽度与围岩控制研究

为了探究倾斜煤层沿空掘巷留窄煤柱的合理宽度,采用传统矿压"内外应力场"理论和偏应力第二不变量表征特性对不同宽度煤柱影响下巷道围岩破碎机理与控制展开研究。通过建立沿空斜顶巷道力学模型,推导出倾斜煤层"内应力场"影响范围为12.2～12.8 m。与水平煤层不同,倾斜煤层巷道顶板围岩在一定深度开始受到其相邻采空区应力影响,引起偏应力值再次攀升,计算应力波动值结合巷道围岩位移变化情况,最终确定合理窄煤柱宽度为10 m。异形巷道断面特征导致围岩应力分布和破碎呈现不对称性,继而提出顶板预应力锚杆+高强度单体锚索+桁架锚索支护耦合作用下的非对称围岩控制技术,最后经50 m试验段作为工程检验,成功应用于工程现场。     

构造破碎带中煤层巷道支护技术研究

煤矿开采中,煤层受到地质环境变化的影响产生了破碎带,这些破碎带在地质应力的影响下容易出现裂缝、挤压破碎等情况,给煤层巷道造成了严重的安全威胁。针对破碎带的问题,需要采取专业化的支护技术,以提升煤层巷道的安全性。由于煤层巷道地质条件特殊,采取单纯的锚杆支护方式,难以将巷道周围破碎的围岩支护起来。文章针对煤层破碎带中的巷道支护技术进行了研究。     

西部矿区上行开采松软破碎围岩回采巷道支护技术-增刊

秦华煤矿位于库尔勒市焉耆盆地西南缘,其主采煤层群间距近、层间岩层松软破碎,受上行开采影响,上部煤层回采巷道支护难度较大。建立FLAC3D数值模型,分析下伏煤层回采支承压力对上部煤层作用与影响区域,确定上行开采条件下回采巷道合理位置,优化巷道支护方案。研究表明,秦华煤矿上行开采条件下上覆煤层回采巷道应内错式布置,内错4-8m为宜。巷道顶部采用全锚索支护时,巷道围岩应力集中系数、塑性破坏范围均较小,促使巷道拱顶区域巷周应力峰值向围岩深处转移,改善巷道浅部围岩应力环境。巷道拱部采用全锚索支护,与单纯锚杆-锚索支护结构相比,具有锚固岩层范围广、支护强度大、支护效果好的优点,在松散破碎围岩下巷道的支护体系内,巷道顶板岩层应建立全锚索支护体系。     

基于围岩松动圈测试的倾斜煤层回采巷道支护方案优化

本文以某矿倾斜煤层为例,采用YTJ20型岩层探测记录仪,在巷道围岩进行钻孔,对钻孔不同深度的裂隙分布情况进行探测,探测结果表明:直接顶较破碎、不稳定,煤层破坏较为严重,煤层顶板的破碎范围在1m~1.5m左右,顶板稳定性较好。结合煤层赋存条件和松动圈测试结果,对回采巷道设计了两种支护方案。采用数值模拟方法对两支护方案模拟分析,确定了合理的支护方案。     

特厚倾斜复合顶板巷道破坏特征与稳定性控制

大倾角特厚复合顶板巷道因其围岩原位强度低、层间黏结力弱,在复杂应力作用下巷道围岩具有非对称破坏特征。结合具体工程实例,采用相似模拟试验、FLAC3D数值模拟和工程测试等方法,分析不规则梯形与拱形巷道在常规对称支护和非对称强力支护条件下围岩应力、位移等变化规律,揭示特厚倾斜复合顶板巷道的非对称破坏机理。研究表明:受岩层赋存特征影响,巷道围岩结构和应力分布的非对称性是造成巷道非对称性破坏的根本原因;复合层状岩层结构面法向约束力减小与钝角部位应力集中直接导致弱面剪切滑移失稳;采用拱形巷道与非对称强力支护能有效改善围岩应力状态、减小围岩变形,提高巷道支护体系的平衡承载能力。     

南屯煤矿深部松软煤层巷道支护技术研究

南屯煤矿深部松软煤层巷道，在掘进过程中顶板破碎，伴有大量顶煤冒落且围岩破坏严重。论文主要针对不同支护条件和巷道围岩破坏状况进行数值模拟分析，结合实际情况制定了深部软岩巷道的支护方案。现场监测表明，巷道围岩得到了有效控制。     

锚杆锚索联合支护在松软破碎煤层巷道中的应用

某矿150109运输平巷围岩煤质松软,煤壁极易片帮,巷道成型较差,顶板比较破碎,给顶板支护带来很大困难。为此利用地质力学测试及钻孔窥视的方法来了解顶板的基本形态,采用动态信息支护设计法对该巷道的支护参数和方式进行研究确定并在现场进行了应用。根据巷道中安装的综合测站监测数据,表明提出的高预应力锚杆锚索联合支护是该类松软破碎煤层巷道的有效支护手段。     

石炭井二矿倾斜煤层巷道支护技术研究

针对倾斜煤层巷道围岩应力分布复杂多变、常规支护方案效果欠佳的问题,结合石炭井二矿具体工程背景,采用理论分析、数值模拟以及现场监测的手段,对倾斜煤层直角梯形巷道支护技术进行了系统研究。研究结果表明:倾斜煤层直角梯形巷道顶底板竖向应力向低帮侧偏斜,水平应力在巷道尖角处集中,在顶板两侧尖角处表现得尤为突出。根据这种特征提出了具有针对性的非对称支护方案,并进行了数值模拟分析,支护后围岩应力非对称分布特征得到明显改善,变形量大大减小。现场实施监测表明该方案能有效控制倾斜煤层直角梯形巷道的非对称变形破坏,根据巷道围岩应力非对称分布规律提出针对性的支护方案对倾斜煤层巷道围岩稳定性控制具有重要作用。     

松软破碎顶板巷道支护技术研究与应用

为了解决大同侏罗纪15号煤层松软破碎顶板巷道支护技术难题,对该煤层及顶底板岩层进行了物理力学性质测试,在此基础上分析了巷道顶板类型,针对煤层顶板实际情况,阐述了及时支护、可缩性支护、大工作阻力、整体加固的破碎顶板巷道支护原则,通过理论计算确定了煤层巷道围岩锚固支护方案。现场试验表明:选择的支护方案和支护参数能够有效地控制巷道围岩变形,巷道顶板的最大离层值为13 mm,支护材料用量下降了10%,保证了巷道安全使用,取得了明显的经济效益。     

近距离煤层下部煤巷掘进支护技术优化研究

以采空区下11~#煤层辅助运输顺槽为研究对象,通过对巷道顶板结构特征、围岩强度特性、上部煤层残留煤柱集中应力对开采煤层顶板造成的破坏深度进行分析,结合锚杆支护理论,并对巷道围岩锚固特性进行现场试验,提出了以高预应力锚杆为基础,配用"短锚索+工字钢棚"联合支护方式,根据顶板条件的差异性,分别采用3种支护方案。