东周窑煤矿8106工作面回采巷道围岩强度分析及支护技术研究

为保障8106工作面回采巷道围岩的稳定,采用现场测试的方式进行围岩强度的分析,根据分析结果得出巷道顶板强度变化起伏较大,岩层厚度和岩性变化较大,巷帮整体强度较低;基于围岩强度测试结果,结合巷道特征确定支护原则,设计巷道顶板和两帮分别采用全锚索和锚杆+短锚索支护,巷道掘进期间进行矿压监测分析。结果表明:支护方案实施后,巷道掘进期间,锚杆索受力正常,围岩处于稳定状态。     

极近距离煤层变厚度顶板下部回采巷道综合控制技术

针对三交河矿极近距离煤层采空区下变厚度顶板下部煤巷布置及合理支护的技术难题,通过上部残留煤柱应力扩散分析与提高掘采回收效率考量,确定601首采面两巷采用反向大错距的布置方案。在开展现场巷道顶板窥视、锚固力测试与预紧扭矩转化试验的基础上,提出了适应不同地质条件的煤巷差异化支护方案:架棚-锚杆联合支护、锚杆-锚索支护及锚杆-钢带-锚索支护。在井下实施了两条回采巷道的全进尺支护示范,监测结果表明:掘巷期间锚杆锚索工作载荷快速稳定,预紧力设计合理,围岩最大变形量30mm;回采期间超前巷道顶板最大下沉93mm。相关回采巷道综合控制技术保障了近距离下部煤层的安全高效开采。     

弱胶结富水巷道合理支护技术研究

为了解决大南湖西五矿围岩胶结性差、顶板含水量大导致巷道支护困难的问题,采用现场实测与数值模拟相结合的方法,进行了现场锚固性能测试,分析了随顶板岩层含水量增加,采用架棚支护、锚杆支护和锚杆锚索联合支护3种支护方式时巷道围岩变形规律和支护体受力特征。研究结果表明:在现场围岩条件下锚杆、锚索可以达到规定的拉拔力;顶板含水量较大时采用架棚支护围岩变形严重,梯形棚发生结构性失稳,而锚杆锚索联合支护可以有效减弱在水作用下锚杆轴向力的降低,大幅减小围岩变形。现场观测结果显示锚杆锚索联合支护围岩控制效果显著。     

巷道锚杆—锚索耦合支护参数研究

根据某工作面实际工程概况,分析了巷道锚杆—锚索耦合支护参数,设计了3种支护参数,模拟分析了巷道回采和掘进期间围岩变形特征,得到了最佳支护形式,然后采用数值模拟软件,分析巷道支护参数合理性,主要分析了锚杆预紧力、锚索长度、顶板锚杆数量等。研究为相似条件下巷道支护提供指导。     

单一特厚煤层围岩监测技术

以彬长矿区单一特厚4#煤层为背景,采用现场工业实践的方法,通过对回采工作面进行深基点位移监测,确定采动影响下,巷道两帮和顶板的动态位移量,以此为基础来判断巷道围岩的离层情况,及时发现存在的安全隐患,为控制围岩的稳定性和保障煤矿的安全生产提供依据。同时对巷道锚杆锚索进行测力研究,分析锚杆锚索的受力状态,确定锚杆锚索支护安全与否,及时发现锚杆锚索支护存在的问题,进而改善支护效果。     

浅埋煤层回采巷道支护参数优化

针对浅埋煤层特殊的赋存条件和矿压显现规律,建立了回采巷道围岩结构力学模型,分析了巷道顶板受力特征和主控因素,提出了巷道支护参数设计方案,通过数值模拟计算与分析,确定了最优支护参数。试验结果表明,将原设计锚杆排距从1.0 m提高到1.2 m,相应锚索排距从2.0 m提高到2.4 m,降低了工人劳动强度和巷道每米掘进工作量,巷道掘进效率提高将近20%,巷道支护成本降低16.7%～19.0%;监测数据统计分析表明,支护构件锚杆(索)受力均在合理范围之内,巷道顶板处于稳定结构状态,巷道围岩控制效果较好,在确保安全生产的条件下,提高了矿井的经济效益。     

综放工作面回风巷锚网索联合支护技术优化

裕泰煤业15104综放工作面回风巷两帮为实体煤、顶板为含夹层的软弱顶板,采用锚网与锚索联合支护,支护参数不合理,巷道掘进过程中受相邻工作面回采影响,动压显现强烈,加之巷道断面较大,出现严重煤壁片帮、顶板下沉的情况。通过分析巷道围岩稳定性,对原支护参数进行优化,提出顶板采用短锚索+加强锚索支护,帮部采用锚杆+加强锚索支护。现场应用实践表明,锚杆、锚索受力稳定,巷道围岩变形量和顶板离层量均控制在合理范围内,对条件类似的综放工作面软弱顶板巷道控制有一定借鉴意义。     

灰岩顶板巷道小煤柱尺寸确定及支护技术研究

辛置煤矿东四左翼采区开采10号煤层,基本顶为K2灰岩,为提高资源回收率,工作面间留设小煤柱。在地质力学参数测试和分析的基础上,理论分析和数值模拟确定了工作面合理小煤柱尺寸,设计了高预紧力锚杆锚索巷道支护方案,进行了现场试验。试验结果表明,6 m小煤柱设计宽度合理,巷道围岩应力较低;掘进期间锚杆锚索预紧力高主动支护效果好,锚杆锚索受力稳定,回采期间巷道两帮变形量可控,能满足工作面安全、高效开采的需求。     

受采动影响的薄基岩回采巷道围岩控制技术研究

大量生产实践表明,回采巷道顶板为薄基岩时,矿压显现剧烈。同时,由于采掘接替紧张,相邻工作面未回采完毕就进行下一工作面回采巷道的掘进,造成掘进巷道处于复杂的应力环境中,严重影响回采巷道围岩的稳定性。通过FLAC3D数值模拟软件从回采巷道所受的应力场、塑性区以及锚杆锚索受力等方面验证了支护方案的合理性,通过现场矿压观测结果,分析了薄基岩矿压显现规律。     

回采巷道顶板锚索预紧力的研究与应用

在阐述回采巷道顶板锚杆(索)与围岩相互作用的基础上,分析了锚杆与锚索在支护体系中各自的作用,指出锚索预紧力是影响支护效果的关键参数.通过分析锚索支护的特点,将回采巷道顶板简化为组合固支梁模型,运用莫尔积分求得了锚索所需要的预紧力.该研究对确定回采巷道顶板锚索预紧力具有一定的参考价值.     

大断面厚顶煤回采巷道强帮强角支护技术研究

针对马脊梁煤矿大断面厚顶煤回采巷道顶板及两帮存在煤体随掘随落,巷道围岩变形量大,支护效率低,支护难度大的问题,采用现场调研、数值模拟分析对回采巷道围岩应力位移分布情况进行分析,提出在增强顶板锚杆、锚索协同性的基础上,应加强两帮支护的巷道支护对策,并对不同优化方案进行模拟分析对比,得出适合马脊梁煤矿大断面厚顶煤回采巷道的支护方案。     

木瓜矿近距离煤层采空区下巷道支护技术应用

针对木瓜煤矿近距离煤层采空区下巷道支护问题,本文以10-102工作面为工程背景,通过对巷道围岩应力测试和煤岩层可锚性分析,选定了巷道支护的相关参数,并通过借助FLAC3D软件对巷道开挖、支护后的巷道围岩应力、应变情况进行模拟,验证支护方式的合理性。对巷道掘进与工作面回采期间的巷道变形、锚杆锚索受力状况进行监测,结果表明,采用锚杆树脂加长锚固锚索网联合支护,可以满足近距离煤层采空区下巷道安全掘进和采煤工作面安全、高效回采的要求。     

断层附近厚顶煤巷道围岩破碎机理研究

通过分析工作面回采巷道在断层构造应力作用下围岩破坏变形机理,提出了"高强高预紧力锚杆支护及顶板斜拉锚索梁"主动支护技术,增强厚顶煤锚固体的抗剪能力、提高两帮的承载能力,保证巷道围岩的稳定性。     

高应力泥岩顶板巷道围岩失稳特征及控制分析

通过对高应力泥岩顶板回采巷道破坏特征、力学变形机制及失稳原因分析,建立了回采巷道锚杆-锚索支护区变形协调方程,提出了高应力泥岩顶板回采巷道围岩控制关键技术,确定了预留断面高强预应力锚杆-锚索协调变形支护方案,并对设计方案进行了数值计算与工业性试验。结果表明:高应力泥岩顶板巷道表现为顶板破碎严重及离层量大、两帮呈非对称收敛变形与底鼓量大的特征;高应力及泥岩顶板软弱围岩是巷道围岩产生破坏的内在原因,锚杆-锚索支护强度过低及锚杆-锚索支护区非协调变形则是巷道围岩破坏失稳的外在原因;古汉山矿13051回采巷道围岩为高应力-节理化-膨胀性复合型(HJS)软岩,为Ⅰ_(AB)Ⅱ_(AB)Ⅲ_(ABD)复合型力学变形机制,采用设计支护方案后,巷道围岩变形能利于释放,围岩压力减小,锚杆-锚索受力均匀,巷道围岩变形保持在可控范围内,预留断面高强预应力锚杆-锚索协调变形支护利于巷道围岩稳定。     

基于等效椭圆法的巷道支护参数设计研究

为了改善锚杆支护效果,降低巷道支护成本,根据柠条塔煤矿回采巷道实际情况,基于等效椭圆方法对回采巷道进行了支护设计,并运用ANSYS数值模拟了回采巷道开挖支护效果,初步验证了支护参数选取的合理性。通过工业试验,采用离层观测、收敛观测、钻孔窥视等手段,分别对柠条塔煤矿S1201带式输送机顺槽在掘进以及回采过成中动压的影响下顶板离层、巷道围岩变形等进行现场监测分析,监测结果显示:回采过程中顶板最大沉降量为10.4 mm,巷道的两帮最大收敛量为4 mm,现场未发现严重片帮现象;回采过程中围岩松动圈范围定为1.2 m,未超过锚杆支护长度;锚杆在工作面回采过程中受力波动增长,未超过设计值,验证了试验段内的巷道锚杆支护设计的合理性和安全性。     

庞庞塔矿厚煤层大断面回采巷道围岩控制分析

为解决厚煤层大断面回采巷道围岩控制方式和岩性不匹配而造成的巷道频繁失稳,确保回采巷道设备、管线的安全通行与敷设,以庞庞塔矿为工程背景,通过数值计算分析工作面正、副巷各自支护方案下巷道围岩受力、变形与损伤特征以及锚杆(索)受力状态,发现以锚杆为基本支护可有效控制浅部围岩变形破坏;施加顶板锚索后能大幅缩小巷道顶角剪切损伤范围、增大顶板无破坏区面积。分析了支护方式提升围岩稳定性的机理,为合理优化支护参数、提高支护强度、有效控制围岩提供参考。     

超深保护层开采巷道围岩控制技术研究

华丰煤矿1300 m超深保护层回采巷道稳定性控制是影响矿井安全高效生产的关键问题。基于现场地质力学综合测试、围岩非均匀性破坏机理研究,提出了超高强热处理预应力锚杆-锚注联合支护方案。研发了700 MPa级超高强热处理锚杆,其破断强度达850 MPa,冲击吸收功达100 J,并首次在1300 m埋深煤矿巷道进行了工业性试验。开展了巷道锚杆支护力、顶板四点离层与围岩钻孔应力等多参量变化在线监测,分析得出:超深巷道在爆破开挖扰动下,距离掘进工作面80 m后围岩整体变形基本稳定,但围岩深部应力仍然长期蠕变且呈现大幅值增降循环规律。试验结果表明,相比较于同巷顶板全锚索支护方式,锚杆?锚注联合支护下回采超前段巷道变形量整体降低了50%,掘进支护效率提高了20%。     

煤岩互层顶板掘进巷道支护参数优化设计

为了保证小峪煤矿2104巷道的安全掘进,通过对原支护参数下巷道内矿压监测数据分析及数值模拟分析,对原支护参数进行优化,最终确定了仅改变原支护参数中锚索及帮锚杆的部分参数并采用锚杆+锚索+W钢带的支护形式。现场应用发现,顶板离层量仅为12mm,较原支护参数下的顶板离层量下降约52%,能够保证该巷道安全掘进。     

野川煤业3号煤层二采区巷道应力观测分析

为分析野川煤业3号煤层二采区巷道的应力变化情况,采用现场实测的方法进行分析。首先对采区内的巷道支护形式和支护参数进行了系统的了解和分析,并设计了现场的观测方案,设计顶板采用1.0、1.8、3.0、8.0 m四基点式,两帮采用1.0、1.8、3.0、4.0 m四基点式。对监测的数据整理分析得到,一次采动影响巷道锚索施工初始锚固力基本都达到要求,二次采动影响巷道锚索施工初始锚固力部分能达到要求,掘进和一次采动锚索初始锚固力大,但最终稳定值一般都较初始锚固力小,一般最终稳定在3～6 t;锚杆施工质量基本都能达标,一次采动、二次采动锚杆受力较大,掘进巷道顶锚杆受力则相对较小,帮锚杆受力不超过2.6t。观测期间,锚索受力基本都能出现稳定,锚杆受力则仍处于变化中,说明锚杆对该矿回采巷道支护作用大,对受力变化适应性强。     

东滩煤矿平行断层托顶煤巷道支护技术

东滩煤矿3302轨道巷为托顶煤巷道受断层影响围岩破碎,测试了地应力和围岩结构,分析了现有支护设计和支护材料存在的不足,设计了高预紧力强力支护方案,顶板采用高强度、高刚度、大护表新型锚杆锚索组合构件,模拟分析了巷道变形情况,开展了锚杆预紧力转化试验。新设计应用后矿压监测结果显示,掘进期间巷道支护效果较好,巷道围岩基本保持完整,回采期间靠近断层侧帮上部局部鼓出约200 mm,其余位置巷道属于整体变形,巷道支护效果显著改善。