深部巷道煤帮冲击破坏机制及支-卸循环带控制原理

针对深部巷道煤帮冲击破坏问题,分析了煤帮冲击破坏显现形式、冲击孕育的功能分区、冲击过程中微裂隙串接连通特征及主控冲击裂隙。研究表明:巷帮冲击破坏显现型式主要包括冲塞滑移型、层裂抛掷型与粉碎弹射型3种。煤帮微裂隙通过横、纵、斜3个方向发生串接连通。煤帮冲击孕育的4个主要功能分区包括峰值应力区、摩擦限制区、压缩内裂区及外鼓薄弱区。微裂隙不同串接模式及4区不同联动模式将形成煤帮不同的冲击破坏形态。合理设置支-卸循环带是煤帮动力稳定性的控制方式之一。     

大埋深高应力煤巷帮部递进式卸压技术及应用

针对唐口煤矿的多断层、高应力等冲击地压危险诱发因素,在常规煤体卸压技术基础上,提出了分段扩孔卸压技术、一孔多用卸压技术及沿空顺槽跨面超前预卸压技术,构建了适于高应力巷帮的递进式卸压解危技术体系。研究表明：分段扩孔卸压技术采用巷帮浅部小孔径-深部大孔径的钻孔方式,提高了巷帮深部高应力区卸压效果,施工效率提高至1.4倍;一孔多用卸压技术包括浅孔“钻+切”技术和深孔“钻+压+注”技术,每百米总钻进量为常规卸压技术的66%;沿空顺槽定向断顶-跨面预卸压技术有效减少了下一工作面顺槽的卸压孔数量,达到了临邻近两工作面顶板来压、下一工作面顺槽掘进支承压力一次性削弱的目的。     

深部煤巷复合顶板冲击失稳机制及联控原理

针对深部高静载及厚硬覆岩破断强动载作用下煤巷复合顶板冲击失稳问题,通过理论分析表明:复合顶板冲击失稳启动条件是岩梁承载、形变及储能能力大幅超限。顶板冲击失稳过程与一横五纵模式协同扩展的6条宏观主控裂隙密切相关,致使顶板进入层间离层-岩梁开裂-动力震裂的恶性循环甚至瞬间崩落。通过提前使用顶部高强桁架锚索-顶角斜锚杆-跨中长锚索进行结构性联控补强,可以抑制顶板冲击失稳。     

深部坚硬顶板工作面远近场联合防冲技术

集贤煤矿煤层赋存深度在500~700 m之间,且顶板为厚度大强度高的坚硬顶板,采深和坚硬顶板形成了冲击地压发生的条件。文章提出采用预裂爆破切顶、煤层卸压爆破与注水卸压相结合的远近场联合防治技术,有效地解决大面积悬顶问题,使得悬顶引起的集中应力得到了有效释放,实现了冲击地压的有效防治。     

深部开采地压控制的研究

系统地分析了煤矿深部开采地压控制的几个关键问题 ,简述了深部地压特征、防治对策的研究进展。最后指出该领域里令人关注的力学问题     

深部煤巷分段扩孔防冲卸压效果研究

以唐口煤矿6304工作面3煤层轨道顺槽为背景,建立数值计算模型,研究了不同钻孔直径、分段长度、浅部孔径、深部孔径条件下的卸压效果.研究表明:扩孔卸压长度比例的选取应在现场测试煤壁应力峰值位置的基础上,使扩孔点位于应力峰值前,以达到良好卸压效果的同时维护煤壁的完整性;不同非扩孔段直径下卸压效果对于垂直应力变化影响较小,且...     

深部煤巷围岩强化控制在谢桥矿的应用

针对煤矿进入深部开采阶段,煤层巷道围岩稳定性控制遇到新的难题,提出了深部煤巷围岩的强化控制思路,其核心是 采用"三高"锚杆支护体系.结合"三高"锚杆支护体系并应用FLAC数值模拟成功解决了谢桥矿12418工作面巷道深部高地压煤层巷道的支护问题.该深部围岩强化控制思路具有极大的推广意义.     

深部大倾角煤巷帮部加强支护技术的实践

分析了深部大倾角煤巷帮部破坏的原因。张双楼煤矿采用高强的Q500螺纹钢锚杆、帮锚索、高规格的金属网和钢筋梯形梁等帮部加强支护技术,有效地控制了巷道变形。     

深部煤巷顶板冲击裂变失稳机制及其动力表现型式

冲击矿压85%发生在巷道中,随着开采深度的增加,冲击矿压发生的频次和灾害烈度都急剧增加,深部煤巷冲击矿压灾害防治已经成为一个亟待解决的技术难题。针对深部煤巷顶板冲击裂变失稳机制进行研究,基于弹塑性及断裂力学原理,分析了巷道顶板岩层集力聚能破断失稳机理,推导了巷道顶板冲击裂变失稳的承载、形变及能量条件,阐述了冲击动载作用下复合顶板"层间离层-岩梁开裂-动力震裂"的裂变失稳演化规律。深部煤巷顶板冲击失稳模式与顶板岩梁宏观主控裂隙的发育扩展关联密切,在高静载和强动压的叠加作用下,巷道顶板呈"一横五纵"6条主控裂隙展布发育,各横纵裂隙协同扩展直至汇合贯通,最终形成"门式"震裂块体瞬间推入巷道空间发生冲击破坏。最后揭示了深部煤巷顶板岩层动力破坏失稳的6种表现型式,提出了"顶部桁架锚索+跨中长锚索+顶角斜锚杆"强力联控支护对策。     

深部煤巷锚网索耦合支护技术研究

本文针对南屯煤矿 93 上 0 2面上巷的具体工程地质条件 ,详细分析了巷道支护破坏的原因 ,并提出了相应的支护对策。通过对支护效果的分析 ,指出锚网索耦合支护技术在深部煤巷支护中的应用可行性和可靠性。     

深部煤巷围岩强化控制在谢桥矿的应用

 摘要：随着煤矿进入深部开采,煤层巷道围岩稳定性控制越来越受到重视。本文提出了深部煤巷围岩的强化控制思路,其核心是 “三高”锚杆支护体系。结合“三高”锚杆并应用FLAC数值模拟成功解决了谢桥矿12418顺槽深部高地压煤层巷道的支护问题。该深部围岩强化控制思路具有极大的推广意义。     

深部回采巷道锚杆(索)防冲吸能机理与实践

为解决深部冲击地压巷道大变形、支护体失效破断难题,以义马常村煤矿21220下巷典型冲击地压巷道为试验现场,采用井下调查、室内试验及理论分析等相结合的方法,分析了冲击载荷下巷道围岩变形破坏机制、高冲击韧性锚杆(索)防冲吸能机理及其应用效果。结果表明:深部回采巷道易冲击大变形的主要原因在于高叠加集中应力,使厚层坚硬岩层释放高积聚弹性能,而现有支护结构强度低、吸能特性差及无法协同防冲,导致支护结构各个被击破而失效;与传统支护材料相比,高冲击韧性锚杆(索)强度高、吸能能力强,合理布置锚杆(索)支护参数可提高其协同防冲的工作区间,通过支护系统吸收冲击地压释放的能量,降低剩余能量对巷道围岩的破坏效应。研究成果在井下进行了工业性试验,试验结果表明:新开发的高冲击韧性锚杆破断载荷342 kN,冲击吸收功166 J,高强锚索破断强度1 770 MPa,伸长率8%,高强金属网静载荷承载能力15.7 kN,单位面积吸收能量达到2.2 kJ/m²。冲击载荷作用下,锚杆和锚索分别在各自安全可靠工作区间内承载,锚杆和锚索轴力呈锯齿状波动,但高冲击韧性支护材料均未出现脆性断裂失效。巷道两帮移近...     

深部工作面冲击危险性评估体系构建及防冲方案研究

深部冲击地压频繁发生且日趋严重,开采深度大、主控因素不清、防冲方案不合理等是灾害频发的主要原因。为进一步提高深部冲击地压工作面安全高效开采,以新安矿为研究背景,从矿井尺度、煤岩层冲击特性、煤层赋存条件、能量理论4个尺度构建工作面冲击危险性评估体系,该工作面具备发生动力灾害的地质动力条件,煤岩体具有弱冲击倾向性,致冲主控因素为顶板断裂;运用数值模拟、工程经验等方式分析工作面防冲方案,针对顶板断裂采用数值模拟对钻孔参数进行优化,提出参数为夹角60°、长度16 m、间距5 m,并提出煤层卸压、底煤的处理方案;采用微震监测、电磁辐射法、钻屑法进行验证,监测数据表明,工作面防冲方案设计科学合理,效果良好。研究成果为工作面安全高效生产提供有利保障。     

坚硬顶板厚煤层分层开采诱冲机理实验研究

针对坚硬顶板厚煤层下分层综放开采冲击频发的现象,设计了厚煤层分层开采相似模型实验,研究了分层开采条件下上覆岩层的运移规律和底板岩层的应力特征。应力监测表明,顶分层开采时煤岩应力变化较平稳,而下分层开采时应力波动十分剧烈,当载荷超过煤体极限载荷时,就可能会发生冲击地压。     

深部大断面煤巷支护失效分析及控制对策

为解决深部大断面煤巷高应力、支护体易失效问题,对锚网索时空耦合支护进行数值模拟与工程应用研究。以东滩煤矿1306运输巷为背景,通过现场矿压监测,发现支护体与围岩在强度、刚度、结构上耦合效果差是造成支护失效的主要原因。结合支护失效机制,提出及时支护和滞后支护的锚网索耦合支护方式,及时支护采用锚杆高强度高预紧力柔性支护,滞后支护采用锚索高强度高预紧力刚性支护,确定了锚索滞后支护距离为30 m。现场监测发现锚网索耦合支护不仅能够提高支护质量,还能将围岩变形量控制在允许范围内,保证围岩稳定。     

深部开采巷道矿压显现及控制

文章介绍了盐城矿务局利国煤矿深部开采的技术难题，论述了采深与巷道围岩移动、底臌、冲击地压之间的关系，指出了深部巷道矿压控制的技术对策。     

深部煤巷帮部软弱煤岩锚杆(索)支护合理性评价方法

选择合理方法,对深部煤层巷道帮部软弱煤岩锚杆(索)支护合理性进行评价,具有重要的工程实用价值。选择煤岩变形等速阶段变形速度值作为评价指标,在确定深部煤层巷道帮部锚杆锚固区、锚索锚固区以及帮部煤岩变形不同区段煤岩承载力得到充分发挥时的等速阶段变形速度合理取值基础上,通过监测深部煤层巷道帮部不同区段煤岩变形随时间演化特征,分析不同区段等速阶段软弱煤岩变形速度值,并与合理值比较,来评价锚杆、锚索支护参数的合理性,进而选择合理的支护参数。在煤岩变形早期,即可判别支护合理性,并能及时进行支护参数调整,在保证安全的基础上,使支护成本最低。     

软弱围岩煤巷变形机理及控制研究

为解决同生安平煤业一盘区运输巷围岩严重变形失稳的难题,通过对原支护方案下软弱围岩变形破坏机理的分析,决定采用全断面高强锚注+U型钢支架联合支护方法进行围岩变形控制。结果表明:采用新方法联合支护后,顶、底板变形量、两帮移近量分别较原支护方案下降了79.2%、78.8%和79.7%,试验取得成功并获得良好效果。     

深部高应力煤巷围岩控制技术研究及应用

为了研究深部高应力煤巷围岩的失稳破坏机理,以千秋煤矿为工程背景,针对巷道围岩变形特征,通过现场调查及地质力学参数测定等手段对失稳破坏原因进行了研究分析,并由此提出了高强预应力锚网索→喷浆封闭→注浆加固→高强度钢支架分级强化支护技术。数据模拟及应用表明,该支护技术能够减少巷道围岩变形,对控制煤巷围岩稳定性具有良好效果。     

深部煤巷急剧底鼓全程力学作用机制及控制原理

针对深部煤巷底板冲击失稳问题,对比分析了软弱与脆硬岩层急剧底鼓的异同,探讨了脆硬岩层急剧底鼓的形成机制、发展全程、控制原理。研究表明:脆硬岩层底板急剧底鼓经历了形变蓄能-裂变耗能-运移震动-闭锁稳定4个主要过程,底板结构由蓄能弓向翼形块转变,伴随底板能量运作模式不断调整改变。采用支-卸结合方式,是深部煤巷急剧底鼓较为可行的控制方式。