深部巷道围岩钻孔卸压与围岩控制技术研究

针对深部开采条件下巷道围岩地应力增加、破碎岩体增多等一系列问题,导致传统支护手段难以有效控制围岩变形的现象,采用有限差分软件FLAC3D建立深部巷道钻孔卸压模型,对钻孔卸压前后巷道围岩应力分布规律与变形破坏特征进行了分析,结果表明,钻孔卸压技术可有效释放巷道围岩应力增高区的变形破坏能量,促使浅部围岩高应力转移至深部煤岩体中,显著改善围岩应力环境。基于对卸压钻孔参数的模拟分析,合理确定出钻孔卸压与主动支护技术参数。工程实践表明,该技术围岩控制效果显著。     

煤矿动压巷道围岩稳定性协同卸压控制技术研究

煤矿动压巷道围岩的稳定性对矿井安全生产至关重要。霍州煤电木瓜矿针对强动压巷道围岩变形量大,返修次数多,常规支护手段控制巷道围岩变形收效甚微现状,以该矿10-206工作面为工程背景,分析了动压巷道围岩变形破坏特征及规律。基于钻孔卸压原理,从改变巷道围岩应力环境入手,提出由常规“钻孔卸压”向“变孔径钻孔卸压”的强动压巷道围岩支护理念。建立变孔径钻孔卸压数值计算模型,分析了变孔径钻孔对巷道围岩稳定性的影响规律,结合现场实际工况,提出变孔径钻孔卸压技术方案,进行了工业性试验。试验结果显示：变孔径钻孔卸压技术在转移高应力的同时可以有效控制巷道围岩变形,试验巷道顶底板及两帮围岩变形量分别缩减31.5%和46.7%,帮助巷道安全,也为矿井地质条件相类似工作面巷道围岩控制提供参考。     

余吾煤业轨道大巷破碎围岩控制技术

分析了破碎围岩弱面、水蚀、构造应力、大断面等因素对余吾煤业+400 m水平轨道大巷围岩变形破坏的影响,论述了轨道大巷两帮破坏诱发顶板变形的围岩破坏特征,进一步阐述了采用注浆加固减小帮顶围岩塑性区,锚杆支护提高了围岩的自承能力的锚注联合控制技术。矿压观测结果表明,注浆加固围岩弱面后,锚杆锚索初期快速承载,围岩最大表面位移约23 mm,控制效果显著。     

回采巷道防冲卸压与围岩大变形协调控制技术

以义桥煤矿3305工作面复杂条件回采巷道为工程背景,针对复杂应力条件下回采巷道冲击地压防治及围岩大变形控制难题,开展了防冲卸压与围岩变形协调控制方面的研究;从控制围岩稳定性角度出发,提出了巷道围岩锚固层卸压钻孔局部充填强化技术。理论分析表明：实施钻孔回填能有效减小钻孔周围煤体的破坏范围。进一步通过数值模拟确定了卸压与加固协同控制的钻孔充填关键参数。现场实践表明：采用大直径钻孔局部充填技术可以在实现煤体卸压的同时,实现巷道围岩稳定性控制的目的,有效降低了巷道使用期间的变形量和返修次数,相较于未实施钻孔回填,施工钻孔回填后,巷道两帮最大移近量减小了57.2%。     

煤矿动压巷道围岩稳定性协同卸压控制技术研究

煤矿动压巷道围岩的稳定性对矿井安全生产至关重要.为有效控制采动压力影响下的巷道失稳变形,以德通煤矿2201工作面动压巷道为工程背景,对动压巷道破坏现象及围岩应力演化规律等进行分析,结果表明:开采动压周期性叠加使巷道围岩垂直应力集中并呈双峰拱形非对称分布,巷道变形呈抛物线形,应力集中和位移最大区域巷道易失稳.因此,提出以...     

大直径钻孔卸压对围岩强度与锚固力影响研究

为研究大直径钻孔卸压对围岩强度与锚固力的影响作用,利用厚壁理论模型建立实验室试验与现场围岩强度变化的对应关系,为实验室测试提供理论基础;利用数值模拟分析了大直径钻孔对围岩强度的影响作用,得到梁宝寺煤矿3320工作面煤壁钻孔卸压后的围岩强度减弱了20%~25%;通过实验测试,得到了现场使用的锚杆和锚固剂的力学性能;选用PVC、6061铝和20#钢不同材质的套筒分析了不同径向刚度对锚杆锚固力影响,锚固力大小介于55.4~110 kN之间;依据等效径向刚度公式,确定了直径为150 mm的卸压钻孔使锚杆锚固力弱化约为10%,为保持等效的围岩控制程度,支护强度应设计为无卸压钻孔时的1.10倍。     

钻孔卸压技术参数优化研究

通过分析钻孔围岩变形破坏机理,得出钻孔最终成孔半径的计算公式,在此基础上通过ANSYS软件对相同钻孔密度下不同布置方式(单排、三花、四方)的卸压效果进行模拟,从水平应力和垂直应力两方面进行卸压效果分析,通过5个指标综合评价,最终确定了在设定地质条件下最优的钻孔布置方案。     

大直径钻孔卸压深度优化数值模拟研究

运用FLAC~(2D)数值模拟软件,对不同深度大直径卸压钻孔的卸压效果进行了分析研究,结果表明:随着卸压孔深度不断加大,高应力向煤体内部转移的距离也变大,钻孔末端的最大垂直应力值将减小,卸压效果越明显。     

西曲矿12315运输巷矿压显现特征及支护技术

西曲矿12315运输巷成巷后围岩变形破坏严重,通过现场勘查和矿压监测研究表明,临近工作面采动影响下,顶板严重下沉,底板遇水膨胀底鼓严重,采用“强顶强底”的支护理念,增加顶板锚索数量提高顶板的支护强度,采取底板隔水措施抑制底鼓。现场应用后矿压监测结果表明,采动影响下巷道顶板离层量很小,底板底鼓量最大为208 mm,顶板下沉量小于60 mm,两帮总相对移近量小于73 mm,巷道变形量能够满足工作面回采期间的正常使用。     

下霍矿松软岩层硐室支护技术

煤矿松软岩层巷道具有锚固效果差,变形严重等特点,严重影响整体结构的稳定性。以松软岩层为研究对象,以下霍矿松软岩层硐室为试验点,对其采用喷锚注支护设计,通过现场矿压监测,检验了锚注支护的效果,达到了预期效果。     

基于CT技术的唐口煤矿大直径钻孔卸压效果研究

为分析唐口矿大直径钻孔卸压效果,采用电磁波CT技术对施工后的煤层进行探测。采用理论分析的方法对CT技术原理进行分析并建立评价模型,通过现场监测对吸收系数及其异常指数进行分析。结果表明,在孔深较浅时钻孔施工过程中的扰动效应能导致钻孔附近一定范围内裂隙的生成,这种扰动生成的裂隙具有一定的卸压效果。     

高应力区硬煤层巷道钻煤粉卸压技术分析

针对高应力区硬煤层巷道,由于难以注水,采用传统煤体爆破和大直径钻孔卸压方式往往不能将冲击危险降低到可接受水平。通过现场试验,提出了一种钻煤粉卸压技术,其特点是采用小直径、小孔间距的钻孔钻出大量煤粉,其原理类似于使煤层巷道围岩产生大变形,变"硬"煤为"软"煤,其效果使高应力区煤体得以有效卸压,降低和解除冲击危险,保证工作面安全生产。     

深井软岩巷道底鼓机理与钻孔卸压技术研究

为解决深井开采条件下软岩巷道的底鼓问题,以青云煤矿020202运输平巷为工程背景,建立巷道底鼓力学模型,理论分析了巷道底鼓的特征及其影响因素,通过分析得出：在岩石处于极限平衡的塑性状态下,当集中应力超过岩石的承载能力后,平衡状态被破坏,底板岩石沿底板剪切滑动面被挤出,最终达到新的平衡,从而引起底鼓。通过弹塑性理论分析得到卸压范围与巷道底鼓量之间的关系,并根据煤矿实际地质条件,提出巷道帮部钻孔卸压的方法,使巷帮应力峰值点向深部转移。采用FLAC^3D数值模拟方法,分析了不同卸压钻孔深度对巷道围岩应力场、塑性区及顶底板位移的影响,最终确定卸压钻孔合理深度为4 m。现场工业性试验结果表明：巷道围岩变形得到了有效控制,取得了较好的经济效益。     

基于多因素耦合分析的冲击地压卸压技术研究

为有效预防ZF2803工作面的冲击地压,本文采用多因素耦合分析法研究了初次来压、见方、煤柱、断层、邻近空区支承压力、煤层厚度变化及巷道底煤等7个因素的单独影响区域及叠加效果,确定了7个危险区:中等冲击危险区4个、强冲击危险区3个,给出了相应的煤层及底板大钻孔预卸压措施,工业性应用取得了良好的防治效果.     

极薄保护层钻采上覆突出煤层卸压瓦斯抽采技术

采用数值模拟和现场试验相结合的方法,系统地研究了极薄保护层钻采过程中上覆被保护煤层地应力及煤层变形的变化规律和煤层卸压瓦斯流动及瓦斯抽采规律。极薄保护层钻采后,被保护煤层弯曲下沉、卸压膨胀变形,煤层透气性提高了403倍,通过向被保护煤层施工网格式上向穿层钻孔进行卸压瓦斯抽采,被保护煤层瓦斯压力和瓦斯含量降低,消除了煤与瓦斯突出危险,成功实现了矿井安全高效生产。     

卸压孔技术在“三软”煤层巷道掘进中的应用

为了避免"三软"煤层掘进过程中出现煤炮现象,根据巷道破坏机理及卸压原理分析,探讨了采用卸压孔技术在"三软"巷道掘进迎头的应用,实现了明显改善巷道施工安全,提高巷道成型效果及经济效益的目的。     

煤巷掘进工作面分区段钻孔卸压防冲技术应用

为优化小庄煤矿40302工作面防冲措施,采用微震监测和理论计算的方法,对该工作面顺槽掘进期间分区段防冲技术展开研究.根据冲击危险性评价结果,可将40302掘进工作面分为中等冲击危险性区段和弱冲击危险区段;从经济、安全及有效的角度考虑,结合工作面开采技术条件及不同冲击危险性区段选择合理的钻孔卸压方式保障工作面安全掘进.