掘进巷道应力区围岩变形机理及控制技术

针对2305巷450～530 m段过F7断层应力区时,顶板出现下沉、破碎、支护失效,应力区侧巷帮出现片帮、移近量大等围岩变形现象,分析得出2305巷围岩变形主要由构造应力、围岩特性、支护强度以及支护设计等原因所致,根据实际生产情况,对顶板采取“注浆+JW型锚索吊棚+π型钢棚”联合治理措施,对断层侧巷帮采用“超前管棚注浆+桁架锚杆”联合支护技术,通过实际应用效果来看,巷道应力区采取综合治理技术后,顶板下沉量控制在0.17 m以下,巷帮片帮深度控制在0.40 m以下,提高了应力区巷道成型率,保证了巷道安全快速掘进。     

陷落柱应力区巷道掘进支护技术

麻家梁矿14102巷在476～518m段受X4陷落柱影响,巷道掘进期间出现煤壁片帮、顶板下沉现象。通过技术研究,对陷落柱应力区巷帮及顶板采取"注浆+L型钢棚+柔模浇筑"联合支护措施进行维护,提高了巷道稳定性,顶板下沉量控制在0.2m以下,取得了显著成效。     

全长锚注支护技术在断层破碎区的应用

为了保证8303辅运巷过断层期间顶板稳定,提高巷道过断层的掘进效率,分析了断层带围岩力学参数,提出了全长锚注支护技术,巷道在0~25d范围内围岩变形逐渐降低,在25d后顶底板、巷帮变形趋于稳定,顶板最大下沉量控制在0.24m以下,巷帮最大移近量控制在0.29m以下,与巷道完整阶段变形量相差不大,具有显著应用成效。     

软岩煤层巷道掘进安全支护技术应用

针对1216运巷掘进期间出现顶底板移近量大、锚杆(索)失效严重、巷道有害气体浓度升高等现象,通过对巷道前期掘进阶段主要存在问题的分析,提出"注浆+优化支护设计+架设U29型工字钢棚+喷碹"等联合措施加强巷道维护方案。实际应用表明,该措施降低了巷道维修量,巷道顶板下沉量控制在0.17m以下,巷帮移近量控制0.24m以下。     

余吾煤业N1105工作面沿空留巷支护应用研究

为解决余吾煤业N1105工作面胶带顺槽沿空留巷围岩变形严重的问题,特提出在此巷道进行沿空留巷加强支护,超前在巷道原有支护的基础上铺设两层菱形金属网和一层钢筋网片、补打锚索补强支护,运用柔模混凝土墙体在巷道回采侧进行永久加强支护,对巷道超前30 m、滞后200 m范围内进行临时加强支护。实践表明,沿空留巷支护能有效解决围岩变形严重问题,尤其是对顶板下沉有很好的支护效果,全巷道顶板基本无明显变化,个别地段顶板稍有下沉。矿压监测显示,留巷顶板最大下沉量为235 mm,底鼓最大值为1 080 mm,帮鼓最大值为432 mm,除底鼓变化量较大以外,顶板下沉和帮鼓得到有效控制。     

软岩煤层应力区巷道围岩控制措施

针对东翼胶带大巷在过断层应力区时出现顶板下沉、两帮移近量大、底板鼓起等现象,提出了“L型钢带+桁架锚索+矩形钢棚”联合支护顶板方案,对巷帮提出了迈步式JW型钢带支护方案。采取联合控制措施后,顶板最大下沉量控制在0.14m以下,两帮移近量控制在0.32m以下,未出现大面积底鼓现象。     

梯形锚棚支护在应力区巷道中应用分析

基于永定庄矿2102巷应力区顶板出现破碎、下沉、局部冒顶现象,导致巷道成效差、掘进效率低,严重威胁巷道掘进安全,决定对2102巷采取梯形锚棚支护。通过实际应用效果观察,梯形锚棚支护实现了主动支护与被动支护联合对应力区顶板进行维护目的,弥补了传统单一主动支护或被动支护的不足,提高了支护效果,使应力区顶板下沉量控制在0.17 m以下,避免了巷道顶板垮落事故发生。     

正珠煤业11502工作面材料巷沿空掘巷支护技术研究

为解决正珠煤业11502工作面材料巷沿空掘巷的支护技术难题,本文以沿空掘巷工作面支撑压力分布和掘进巷道围岩变形规律理论为基础,根据矿压显现规律并结合实际地质条件,确定了合理的煤柱宽度为10m,以锚网索联合支护为基本支护体系。经实践观测:掘进期间巷道两帮累计位移接近200mm,巷道顶板下沉量控制在20mm以内,掘进工作面沿空掘巷支护技术有效的控制了巷帮移近量及巷道顶板下沉量,保证了掘进巷道的成型,为巷道掘进提供了安全的支护保障,取得了良好的经济效益。     

沿空留巷顶板稳定性分析及其控制

 根据沿空留巷上覆岩层的后期活动规律，将顶板变形视为“给定变形”，建立顶板力学模型，采用变分法，推导顶板下沉量计算公式。依据具体的地质力学参数，验证力学模型的合理可行性，并研究分析顶板下沉量与各影响因素之间的定量关系。通过分析表明，在直接顶弹性模量较大时，巷旁支护阻力的变化对顶板下沉量影响不大；在直接顶弹性模量较小时，巷旁支护阻力对顶板下沉量影响较大。直接顶厚度在3~11.5m范围内变化时，随着直接顶厚度增加，顶板下沉量明显减小。当巷内和巷旁支护阻力较高时，顶板下沉量随着直接顶弹性模量增大而明显增大；当巷内和巷旁支护阻力较小时，直接顶弹性模量的变化对顶板下沉量影响较小。顶板下沉量与巷道宽度、煤层厚度、巷帮塑性区宽度、顶板旋转角度成线性增大的关系，与巷帮煤体残余强度、充填体宽度成线性减小的关系，与巷帮煤体弹性模量成反比例关系。根据各影响因素与顶板下沉量之间的关系，提出巷内支护采用“分期联合支护”，巷旁采用“超前复合加固”等控制沿空留巷顶板稳定性的措施。     

应力区预留顶煤巷道掘进支护优化

针对应力区1210风巷掘进期间顶板破碎、巷道顶板下沉量及巷帮移进量加大、巷道支护效果差等现象,分析了巷道变形、破碎原因,提出了"大锚杆(索)+经纬加粗钢筋网+π型钢棚"等联合支护措施,取得了较好效果。     

深井高应力破碎软岩巷道过断层支护技术研究

针对深部软岩破碎巷道遇断层后,巷道围岩变形量增大、易造成顶板垮落、底鼓变形破坏剧烈等问题,对高应力软岩巷道过断层支护机理进行了研究。通过采用数值模拟与现场实践相结合的方法,确定“金属网、U型钢拱支架、喷浆、注浆和锚索”的综合支护方式。应用结果表明,巷道顶底板和两帮的变形量大大减小,有效控制了深部高应力破碎软岩巷道的大变形和底鼓,保证了巷道围岩稳定。     

泥岩顶底板回采巷道底鼓机理及控制技术

针对官地矿泥岩顶底板巷道的底鼓控制难题,分析了软岩巷道的底鼓特征,阐述了底鼓的影响因素。在此基础上,结合当前煤矿常用的底鼓治理方法,确定了顶底帮一体化治理的方案。现场应用表明,33423回采巷道的底鼓得到了有效治理,治理后的最大底鼓量仅为0.4 m,为煤矿正常生产提供了保证。     

大断面回采巷道层状底板底臌机理及其防治对策

为研究大断面回采巷道底臌机理并寻求控制底臌的有效对策,通过对大断面回采巷道层状底板底臌机理进行理论推导,提出该类底板底臌的预测方法。结果表明:随着回采巷道底板断面的增大,岩梁的临界应力逐渐减小,更易失稳破坏;在水平力的作用下,几乎所有大断面回采巷道均受到底臌的威胁;随着巷道宽度的增加,底臌量大致呈线性增加。同时对巷道一般支护、加固巷道帮角和顶板及在加固巷道帮角和顶板的基础上安装底板锚杆的3种支护方案分别进行数值模拟,发现加固巷道帮角和顶板的同时安装底板锚杆可更好的防治底臌。     

六家矿煤巷底臌控制措施的FLAC~(2D)模拟分析

煤巷受掘进或回采影响,顶底板和两帮岩体产生变形并向巷道内移动,巷道底板向上隆起的现象称为底臌。目前普遍认为,随着支护技术的发展,已能将顶板下沉和两帮内移控制在某种程度内,然而对防治底臌仍缺乏经济而有效的办法[1]。强烈的巷道底臌不仅增加大量维修工作,增大维护费用,而且还影响矿井安全生产。因此,研究巷道底臌机理及其防治措施一直是软岩巷道支护的重要课题。     

深部巷道受跨采影响的稳定性分析及加固

徐州矿务集团旗山煤矿13311工作面回采期间,需跨采(纵跨)-850m东西翼轨道联络大巷。通过FLAC分析得出,该巷道受跨采扰动影响后,硐壁的相对位移明显增加,塑性区也明显扩大,巷道顶、底部破坏尤其严重。采用锚杆、锚索与注浆联合加固技术加固后,顶板下沉量控制在25mm以下,两帮移近量120mm以下,底鼓量300mm以下,满足了现场使用要求。     

深井三软煤层复合顶板下的沿空留巷

顾桥1115（1）工作面是典型的深井三软煤层,通过分析地质条件,采用锚杆锚索支护巷旁与顶板,使沿空留巷技术得以实现。结果显示,巷道前方顶板下沉量为257 mm,底鼓量为201 mm,两帮移近量在337 mm,后方顶板下沉量为238 mm,底鼓量为278 mm,两帮移近量为709 mm,移近量满足生产要求。     

顶板爆破预裂控制煤岩巷道底鼓的可行性研究

针对漳村煤矿21采区材料巷道受采动底鼓严重的情况,提出了顶板爆破预裂控制煤岩巷道底鼓的方案,采用理论分析了顶板预裂控制巷道底鼓的力学机理。研究结果表明:巷道顶板岩体强度与底鼓量之间成反比关系。运用FLAC3D软件对其方案进行数值模拟,结果表明:巷道底鼓量、顶板下沉量、两帮位移量分别为350、350、160 mm,相比原有支护分别减小了68.2%、50.0%和64.4%,有效改善了巷道状况。说明采用顶板预裂支护技术有效地解决了煤岩巷道底鼓问题,维护了21采区巷道的稳定性。     

高应力回采巷道底鼓机理及治理技术

赵固矿区回采巷道在高地应力和采动叠加支承压力的共同作用下,超前支承压力影响范围达到160 m,造成泥质底板和碎裂煤帮变形严重,围岩变形量大,底鼓量达到400 mm以上,导致大量巷道返修。大采高沿底掘进巷道为挠曲褶皱性底鼓;上分层沿顶板掘进巷道为挤压流动性底鼓。提出了赵固矿区回采巷道底鼓的治理策略,即“强帮、控制顶角和底脚、强化底板、适度卸压,底板采用自钻式注浆锚杆”,并给出了支护方案。自钻式注浆锚杆具有可接长、自锚固、自钻进、主动支护、可注浆和柔性支护的特点,是控制巷道底鼓的有力支护手段。矿压观测表明,采用自钻式注浆锚杆加固巷道底板,能够有效控制巷道底鼓。提出的底鼓控制方法可以为类似条件巷道围岩控制提供参考。