采动影响下松软围岩巷道变形特征与控制技术研究

在地质力学现场测试的基础上,针对巷道顶板坚硬、煤帮与底板极其松软的特点,分析了巷道围岩变形破坏特征,指出围岩松软强度低、采动高应力环境、初期支护强度刚度不足是造成巷道破坏的原因;并提出采用预应力锚固与注浆联合加固技术解决采动影响下松软巷道围岩控制难题,井下工业试验结果表明,注浆加固后大幅度提高了围岩整体稳定性,两帮最大移近量为35mm,顶底板最大移近量为19mm,围岩变形得到有效控制,基本杜绝了巷道维修。     

芦岭矿特厚煤层综放采动下底板巷道控制技术

针对芦岭矿特厚煤层综放采动下底板上山维护困难的问题,采用现场调研和数值模拟分析了巷道的变形破坏原因,指出特厚煤层综放工作面跨采影响、巷道围岩完整性差、底板未采取支护措施是巷道变形失稳的根本原因,在此基础上提出了棚注+关键部位锚索梁控制方案。工程实践表明该方案有效控制了巷道的剧烈变形,上方工作面跨采结束后巷道顶底移近量为233mm,两帮移近量为118 mm。     

双采动影响下预留巷道围岩控制技术研究

针对晋煤集团古书院矿预留巷道双采动影响下巷道底鼓严重、片帮等围岩变形的问题,通过现场调研分析围岩变形机理与原因,提出了切顶卸压同时联合锚索注浆加固控制围岩变形的综合治理方法。工程实践结果表明:通过对预留巷道进行切顶卸压和注浆加固,有效控制了围岩变形,满足了工程要求;巷道在初次采动期间顶底板最大移近量为100 mm,两帮最大移近量为20 mm;二次采动期间顶底板最大移近量为174 mm,两帮最大移近量为77 mm,围岩稳定性得到提高,节约了维修成本,保证了预留巷道的后期使用。     

采动影响下沿空巷道围岩稳定性分析与控制技术研究

为解决采动影响下16305工作面回风巷变形量大的问题,通过数值模拟的方法分析巷道围岩的稳定性,并根据模拟结果与现场矿压显现情况提出巷道的支护方案。结果表明:动压影响下沿空巷道左侧的塑性区发育范围大于巷道右侧,底板岩层存在着一定的拉应力破坏区域。支护方案实施后,顶底板移近量为200mm,两帮移近量为150mm,巷道围岩变形得到有效控制。     

高应力软弱岩层巷道二次锚网索支护技术

为解决下石节煤矿+950 m轨道石门支护难题,通过对巷道地质条件、原有支护状况及巷道变形破坏特征的现场调查分析,得出巷道围岩岩体整体性差强度低、两侧工作面强烈采动及煤柱内高支承压力影响、原有支护设计不合理是巷道破坏的主要原因。据此从提高和充分发挥围岩承载能力出发,提出了二次锚网索支护技术,并进行了现场工业性试验。结果表明,该支护技术能有效控制巷道围岩变形,其中两帮累计相对移近量在105 mm左右,顶底板累计相对移近量在234 mm左右。     

三软煤层多次采动下巷道支护技术

为解决急倾斜三软煤层多次采动巷道的支护技术难题,基于赵家坝煤矿工程地质条件,对该类巷道的合理支护技术进行了研究.通过现场实测和数值模拟分析了巷道变形破坏的特点,分析得出了巷道围岩岩性差、应力高以及支护结构与参数不合理是巷道变形破坏的主要原因,根据围岩松动圈支护理论提出了应采用以"锚梁网+锚索"为主体的支护形式,并对巷道关键部位加强支护实施动态叠加支护,确保巷道的稳定.结果表明:采用以"锚梁网+锚索"为主体的支护方式,多次采动巷道顶底板移近量不超过250 mm,两帮移近量不超过200 mm;巷道支护15 d内,锚杆锚应力迅速增加,以后基本稳定在2～3 MPa,表明该支护方案是合理的,可以有效控制巷道围岩的变形和改善巷道围岩的受力状态.     

深埋动压巷道“高强度、低密度”支护技术研究与实践

针对冶坪煤矿深埋受采动影响的1301材料巷围岩变形大、支护难度高和采掘接续紧张等问题,采用FLAC~(3D)数值模拟软件对不同顶锚杆间排距和长度影响下巷道顶板围岩锚固预应力场分布规律进行研究,提出了"高强度,低密度"支护方案。现场实测结果表明:采用"高强度,低密度"支护方案后,巷道顶底板和两帮最大移近量分别为106.66 mm和132.31 mm,有效控制了巷道围岩变形。     

二次动压巷道变形机理与控制技术研究

为有效解决五阳煤矿瓦斯抽采巷受开挖及采动影响变形较大的难题,现场分析了3#煤层裂隙发育特征及围岩物理性质,同时采用UDEC4.0软件模拟研究了该动压巷道变形机理及破坏特征,并对巷道顶底板变形率、两帮变形率及断面闭合率进行了系统性统计,最终确定底鼓是引起巷道破坏变形的最主要原因。在原有支护的基础上,优化了支护参数,提出了采用两帮加固+底板高预应力管缝式让压锚杆补强的巷道支护形式,并对支护效果进行了数值分析。现场试验结果表明：在采用该优化方案后,巷道顶板及两帮移近量分别降低了58.5%和60.7%,巷道底板最大相对移近量为198 mm,是加固前的34.2%,有效控制了该动压巷道受二次动压影响下围岩的破坏变形,为矿山高瓦斯治理及安全高效回采奠定了基础。     

注浆锚索在沿空留巷工作面超前支护中的应用研究

为解决煤矿超前支护工序繁琐、劳动强度大、影响工作面快速推进以及超前液压支架破坏顶板锚杆（索）严重等问题,以古汉山矿1604工作面运输巷为工程背景,理论分析了工作面超前巷道围岩变形特征和注浆锚索支护原理,提出在工作面超前巷道采用锚注支护技术,取消原工作面超前液压支架,减小了单体支柱支柱密度,并在现场进行了工业性试验。试验结果表明,工作面超前巷道顶板实施注浆锚索后,顶板围岩裂隙内浆液充填范围广;超前巷道受工作面支承压力和采动影响后,巷道变形不明显;进入沿空留巷后,留巷实体煤帮最大移近量为276 mm,采空区帮最大移近量为216 mm,顶板最大移近量为225 mm,底板最大鼓起量为164 mm,顶板控制效果较好。     

动压影响下棚-杆-索协同支护技术研究

芦岭煤矿-590西轨大巷受上部8~#、9#煤层的采动影响,该巷道在原U形钢支架支护方式下变形破坏十分严重,难以满足安全生产的需要。后采用棚-杆-索协同支护方式支护,经数值模拟分析及现场实践表明,该支护方式能够有效地控制围岩变形,在整个跨采期间巷道顶底板移近量累计175 mm,两帮累计移近量190 mm,支护效果显著。     

采动影响下斜井围岩加固技术

针对采动影响下巷道围岩反复维修加固仍无法满足正常需要的现状,以高坑煤矿暗皮带斜井为工程背景,通过理论分析和现场实践的方法分析巷道破坏特点及破坏原因.结合支护原理及动压巷道底鼓控制原理,提出了暗斜井围岩的加固方案.数值模拟及现场实践结果表明,采用高强度的锚网喷索联合支护方式后,暗斜井在受到上方工作面采动影响的情况下巷道两帮及顶底板移近量在一段时间内趋于稳定,巷道的变形得到了有效控制.     

棚索注联合支护在卧龙湖矿修护巷道中的应用

根据卧龙湖煤矿围岩治理经验和巷道支护现场状况调查及破坏原因分析,提出了棚索注联合支护技术方案。现场实测结果表明,实施联合支护技术方案后,巷道两帮最大移近量控制在90 mm以内,顶底板最大移近量控制在120 mm以内,现场工业性试验效果良好。     

大采高综采工作面巷道支护技术研究

针对大采高工作面巷道支护困难的问题,以余吾煤业S5101胶带巷地质条件为基础,确定了巷道顶板岩层分类,设计了巷道支护方案并现场进行试验。巷道围岩变形监测结果表明,巷道顶底板移近量最大为96 mm,两帮移近量最大为87 mm,围岩变形整体较小,表明该支护方案能够确保巷道的稳定性。     

跨采巷道围岩加固控制技术研究

 基于跨采巷道变形剧烈、围岩难以控制的技术难点,结合淮北矿业集团杨庄煤矿WIII5110工作面跨采影响巷道的工程实践背景,分析了巷道破坏的原因,得出原有支护方式不足以承受跨采的剧烈影响,针对巷道工程地质特点,通过理论分析优化了巷道加固方案参数,采用高强度锚杆、锚索支护系统,运用锚网喷索+滞后注浆支护关键技术,对巷道进行了有效加固。工业性试验达到预期效果,巷道顶底板最大移近量为73mm,两帮最大移近量为38mm,经受跨采后巷道形状完好,保证了矿井的正常安全生产。     

弱胶结软岩巷道锚网索耦合支护技术研究

为解决弱胶结软岩巷道支护困难的问题,以伊犁一矿弱胶结软岩巷道为研究对象,结合煤岩物理力学性质及原岩应力测试结果,在分析巷道围岩变形破坏原因的基础上,通过优化支护参数提出了锚网索耦合支护方案。在利用数值模拟验证新支护方案可靠性的基础上,通过现场观测分析总结了采用新支护方案后巷道围岩变形有巷道开挖影响、变形限制、稳定变形3个阶段。结果表明:顶底板移近量平均为50 mm,两帮移近量平均为23 mm,变形稳定时间缩短为15 d;锚网索耦合支护能有效控制巷道围岩变形,改善围岩应力状态,充分利用深部围岩的自承载力。     

采空区侧保留巷道围岩破坏分析及控制技术

针对王家塔煤矿3s101工作面采空区侧保留巷道受采动影响导致围岩破坏变形的问题,采用现场监测、理论分析、数值模拟等研究方法,对采动影响下保留巷道的围岩变形破坏特征、采动应力分布规律、以及围岩塑性破坏特征进行了研究。结果表明:受工作面采动影响,保留巷道位移变化主要在工作面后方顶底板,最大顶底板移近量达310 mm;巷道围岩主应力、主应力比值、最大主应力与z轴夹角的变化值在工作面后方175 m左右达到最大,最大主应力达到16 MPa,主应力比值达到2.32,最大主应力与z轴的夹角偏转至20°左右;受采动应力的影响,巷道围岩塑性破坏区也主要发生在工作面后方,塑性破坏范围在工作面后方175 m左右达到最大,顶板最大破坏深度达7.5 m。针对性地提出了“锚索+钢带”加强支护顶板的补强治理方案,保证了巷道围岩稳定,回采期间安全生产。     

五阳煤矿7603孤岛工作面巷道围岩控制技术研究

为了解决孤岛工作面巷道围岩控制的难题,以五阳煤矿7603孤岛工作面巷道围岩控制为工程背景,分析了巷道支护存在的问题,提出了采用高强锚杆、锚网梁组合支护以及帮顶底同控围岩变形的支护方法,采用FLAC3D数值模拟软件,对巷道支护参数进行模拟,得到巷道支护的最佳参数,并对巷道支护方案进行设计。现场应用结果表明,巷道顶板最大移近量为385 mm,两帮最大移近量为577 mm,该支护方案有效控制了巷道围岩变形,保证了巷道安全稳定。     

软碎厚泥岩顶板巷道短锚索强力支护技术

针对平定裕泰煤业15101综放工作面回风巷道围岩大变形、反复破坏的控制难题,在总结类似矿区相关巷道支护经验基础上,分析得出回采巷道具有大埋深、大断面、强烈动压影响等特征,并结合现场地质生产条件,提出采用21.6mm,L=5.25m的高强度大直径高预应力短锚索进行顶板全锚索支护的控制方案,并在现场应用。实践表明:采用该支护方案后26d左右,回风巷道变形趋于平稳,顶板下沉量不超过176mm,底鼓量不超过110mm,左帮最大移近量87mm,右帮最大移近量为95mm,巷道围岩变形得到有效控制,且巷道服务期间未扩刷整修,技术经济效益显著,可为类似巷道围岩控制提供技术支撑。     

高应力扰动破坏区巷道围岩稳定性控制研究

高应力扰动破坏区巷道围岩裂隙发育,其巷道内部的支护结构易受施工与环境的影响而失稳破坏,因此加强对高应力扰动破坏区巷道围岩的稳定性控制至关重要。针对某矿3316工作面的地质特征,采用现场实测方法对采动过程中围岩裂隙的发育特征进行分析;结合采动机理分析与数值模拟研究,对原支护方案进行了相应优化;将优化方案应用于抽采巷中,并通过工程监测对其围岩稳定性进行评价。结果表明：采用优化方案支护后,两帮载荷相近,不对称性得到较好控制,顶帮锚杆受力在合理范围内;顶板锚索的工作载荷峰值下降至174.2 kN,减为屈服载荷(500 kN)的33.4%;测站顶底板变形量、两帮移近量较小,抽采巷围岩变形得到稳定控制。     

基于计算机模拟的复采巷道系统优化研究

针对复采面回采巷道掘进期间出现的大变形和支护结构破坏的难题,以新庄煤矿331复采面运输巷为研究对象,分析了巷道支护失效原因和巷道布置原则,提出巷道布置优化和巷道支护优化方案,运用UDEC软件对复采巷道系统优化分析。结果表明:系统优化了巷道应力环境,控制了围岩大变形,形成了较为协调的复采巷道系统。实测发现巷道布置在距离护巷煤柱边缘1.0~1.5m时,"全断面锚网梁+梯形棚子支护"方案下掘进期间巷道顶底板、两帮相对移近总量分别为58.4mm和34.5mm;工作面回采期间,顶底板和两帮相对移近量最大值分别为256 mm和228 mm,围岩控制效果较好。