构造带大变形巷道破坏机理及注锚联合支护技术

针对新元煤矿3#煤层集中运输大巷布置在背斜轴部煤层中,巷道掘出3~5个月后底鼓量超2000mm、两帮移近量范围为1500~2000mm,破坏严重、安全使用受到严重影响的问题,基于现场工程情况,分析了背斜构造带处煤层大巷破坏原因与加固技术,提出了底板采用预应力注浆锚索与巷帮采用分次注浆和预应力注浆锚索的联合支护方案,并对加固效果进行观测。结果表明:巷道受复杂构造应力影响容易发生底鼓与巷帮移动,同时布置在煤层中,受巷间窄煤柱的高集中应力影响,塑性区范围大,围岩破坏严重,通过现场施工30d后大巷保持稳定,顶底板移近量和巷帮移近量分别达到最大140mm、160mm并几乎不再变化,达到预期目的,实现了巷道的有效加固。     

岳城煤矿15~#煤大巷注浆加固技术应用

针对岳城煤矿15~#煤东轨道大巷顶底板变形严重、持续性底鼓等问题,采用了"巷道喷浆+巷帮底板注浆+两帮锚索补强"的综合支护方案,巷道顶底最大移近量为169 mm,两帮移近量最大为141 mm,巷道围岩保持了很好的完整性。     

高水平构造应力巷道围岩稳定性数值模拟分析及控制

为了解决高水平构造应力条件下巷道围岩易失稳的难题,采用数值模拟的研究方法,分析了两种支护形势下巷道围岩响应特征,提出了巷道底板采用锚索束注浆加固的治理方案,并结合数值模拟进行现场工业性试验。结果表明:巷道围岩原支护方式对巷道的顶板及两帮起到较好支护效果,但巷道底鼓量较大;在进行底板锚索束注浆加固支护后,顶底板累计移近量为142mm,两帮的移近量为123mm,较原支护围岩断面整体收缩减小48%左右,底板锚索束整体补强作用显著,能够有效控制巷道底鼓增大趋势,保证了巷道围岩的完整性和稳定性。     

大跨度软岩顶板切巷注浆加固支护技术实践

针对庞庞塔煤矿软岩顶板巷道具有跨度大、顶板松软、支护比较困难等问题,对切巷顶板采用注浆加固技术和顶板全锚索支护方案.现场钻孔窥视和锚索抗拉力试验结果表明:切巷顶板采用注浆加固效果理想,二次扩刷后切巷围岩顶板下沉量、底鼓量、顶底板移近量和煤帮鼓起量较小,切巷施工安全.     

多巷布置充填留巷围岩变形特征及补强支护技术

为解决新元煤矿多巷布置充填留巷动压巷道围岩变形严重问题,采用现场监测巷表面位移变化特征、超前支承应力变化规律及数值模拟巷道塑性区的变化规律,并根据原有支护形式的不足,提出适合多巷巷道大变形问题支护优化方案,并在井下进行优化补强支护工业性试验。实测结果表明:巷道围岩在进入超前支承压力影响范围后开始变形,但变形量不大;原支护方案在工作面推过后,巷道底鼓急剧增加,根据现场观测和数值模拟分析塑性区的变化规律,优化支护后的补强措施顶板、两帮的移近量均有减小,底鼓量减小了约50%,优化补强支护方案改善了巷道围岩质量。     

大断面巷道联合支护效果分析

以盛泰煤业15201工作面回风巷支护设计为背景,通过运用数值模拟和现场实测相结合的方法,对“锚杆+锚索+钢带”联合支护下大断面巷道围岩移近量进行了分析,数值模拟结果顶底板最大移近量为104.1 mm,两帮移近量最大为99.4 mm;现场实测顶底板平均移近量为71.25 mm,两帮平均移近量为89.75 mm,和数值模拟基本吻合。充分说明“锚杆+锚索+钢带”的联合支护设计对保证大断面巷道围岩稳定性效果显著。     

王坡煤矿临空巷道支护技术优化研究

针对3209工作面回风巷沿空掘巷时两帮变形严重、大面积出现底鼓等问题,通过地质力学评估、数值模拟地应力与巷道布置相互作用关系,对临空巷道支护方案进行优化。研究表明,巷道轴线与最大水平主应力方向的夹角是影响巷道围岩应力分布、破坏范围及围岩变形的关键因素,特别是夹角在20°～70°之间影响明显。依据研究成果提出高压注浆配合强力锚索支护的综合加固优化方案,现场应用结果表明,两帮相对移近量最大值为54mm,最大离层量为19mm,与未注浆围岩变形相比大幅下降,有效控制了围岩变形。     

青洼煤业2103工作面留小煤柱沿空掘巷技术研究与应用

为提高青洼煤业2^#煤层的采出率,设计在21031巷进行留小煤柱沿空留巷应用试验,通过数值模拟研究不同支护方案条件下巷道围岩内应力分布和位移情况,确定最为合理的支护方案。现场应用期间围岩位移监测结果:顶底板最大移近量为142mm,煤柱帮内移量最大为75mm,实体煤帮内移量最大为62mm,巷道围岩变形量较小。     

深井中等稳定顶板沿空留巷锚注切顶支护技术研究

为解决深井高应力沿空巷道围岩变形大、支护困难的问题,以孙村煤矿2216工作面地质和开采条件为背景,采用数值模拟软件FLAC3D建立计算模型,分析比较了采用普通锚索、普通锚索+巷旁切顶和注浆锚索+巷旁切顶3种支护方案时,深井高应力沿空巷道围岩应力和变形破坏规律。研究结果表明:与前2种支护方案相比,采用注浆锚索+巷旁切顶支护方案时,顶底板及两帮变形量分别减小了22.2%和19.8%,实体煤和巷旁单体支柱受力分别降低了13.5%和77.8%,控制围岩效果更好。现场试验验证表明,2216工作面回风巷采用注浆锚索+巷旁切顶方案进行改进支护后,第1个工作面回采结束时,顶底板和两帮最大移近量分别为270 mm和120 mm;下个工作面推进至测站位置时,顶底板和两帮累计移近量分别为533 mm和171mm,围岩变形得到了有效控制,可较好地解决该类巷道支护问题。     

强动压坚硬顶板大跨度煤巷底鼓协同控制技术

为解决五阳煤矿坚硬顶板大跨度煤巷强动压下底鼓强烈控制困难的问题,理论分析得到强动压大跨度煤层巷道底鼓特征和失稳机理,提出坚硬顶板预裂卸压、优化煤柱宽度、巷帮注浆和底板补强的协同控制技术。数值模拟和现场实测表明:坚硬顶板预裂卸压和优化煤柱宽度使得巷道处于低应力环境,巷帮注浆和底板补强能提高巷道抵抗变形能力,实现了巷道与围岩在应力环境和强度的协同,稳定后的巷道底鼓量为167 mm,顶板下沉量为116 mm,两帮移近量为141.5 mm,有效地控制了巷道底鼓。     

动压巷道底鼓机理及控制技术

针对2042巷掘进过F2断层期间受动压影响巷道底板出现底鼓、巷帮片帮现象,通过研究分析2042巷底鼓机理,对底鼓段采取"注浆+施工水力膨胀锚杆+注浆锚索"等联合控制技术,巷道两帮移近量降低为0.24m,底鼓量降低为0.27m,取得显著应用成效.     

深部软岩巷道应力分布特征及合理支护设计

为有效地解决深部软岩巷道受高应力、高温等特殊地质环境发生蠕变现象导致巷道失稳的问题,以山西某矿山西组2~#煤3201材料巷为研究背景,采用巷道原岩应力测试得出软岩的应力分布特性,提出高预紧力锚杆、锚索安装,以及帮部补支锚索改进支护方案。采用UDEC方法模拟了深部软岩巷道注浆锚索下巷道应力场和位移变化。结果表明:采用改良支护巷道两帮与顶板得到了稳定控制,顶板位移量由133 mm降低至50 mm,两帮移近量由大于150 mm降低至50 mm以下,巷道围岩变形量降低了60%～70%,效果显著,较好地保证了巷道的稳定。     

大断面泥岩巷道多级控顶让压支护技术

针对大断面厚泥岩巷道出现底鼓、折帮和顶板下沉问题,以文家坡矿4105工作面运输巷为工程背景,采用现场实测、理论分析、数值模拟等方法,分析了该巷道破坏特征,考虑到“一次分区加强管控,二次补强”的支护方法,提出了“多级控顶让压支护技术”,详述了其支护原理,确定了支护参数,并进行了工业性试验。结果表明:最大顶板下沉量为119 mm,底鼓量为148 mm,最大两帮移近量为109 mm,说明该方案对4105运输巷道围岩变形控制效果较好。     

软弱围岩巷道松动圈演化规律及支护技术研究

为解决小庄矿首采工作面运输巷两帮移近和底鼓量大、片帮严重的问题,布设松动圈监测断面并跟踪采集数据,分析松动圈演化规律和围岩失稳机理可知巷道围岩处于"强顶-弱帮-弱底"状态,提出两帮和底脚全锚索支护的新方案,通过数值模拟验证了支护的合理性。进行了现场工业试验,结果表明两帮移近和底鼓量在合理范围内,说明支护方案合理可行。     

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。     

高应力软弱围岩回采巷道破坏机理及控制

针对赵固一矿11271运输巷大变形的难题,综合现场调研、地应力测试、钻孔窥视及理论分析等方法,对其变形特征及破坏机理进行了详细剖析,认为高应力、围岩软弱、强采动影响和现有支护参数不合理是11271运输巷围岩产生大变形破坏的主要原因,以高预应力与预应力扩散为原则、锚杆锚索协调支护和强帮支护作用机理为指导,对原支护方案进行了优化。现场实测表明,新支护方案下11271运输巷的两帮移近量和底鼓量分别为222 mm和110 mm,较原支护方案分别减少了72.3%和78.0%,可有效控制围岩变形,满足安全生产要求。     

镇城底矿软弱顶板煤巷支护技术研究

为了解决深部软岩巷道围岩变形大的问题,先对原支护方案下巷道围岩变形进行分析,发现原支护下顶底板相对位移量868.5mm,两帮移近量达到725.2mm,根据变形情况给出锚杆+锚索优化支护方案。对优化支护方案进行分析,发现优化后顶底板移近量达到131.36mm,较原支护方案下降83.49%,两帮移近量为85.25mm,两帮移近量下降了86.79%。对优化方案进行应用分析,得出随着监测天数的增大,此时的巷道围岩变形量呈现先增大后平稳的趋势,巷道底鼓量最大值为226.3,巷道的两帮移近量为364.1mm,顶底板移近量为443.3mm,较原支护方案变形量得到一定控制,为巷道稳定性做出贡献。     

松软破碎巷道围岩注浆加固技术研究

古书院煤矿15号煤1523101巷道围岩松软破碎,巷道围岩变形量大,巷道必须进行维修才能使用。基于巷道地质与生产条件,分析了破碎围岩注浆加固的机理和作用,并进行多方案注浆加固方案模拟。研究了适合破碎围岩巷道注浆加固的合理加固支护方式及参数,在1523101巷进行了工业试验。在试验巷道进行了矿压监测,监测结果表明:巷道顶底板最大移近量为33 mm,两帮最大移近量为22 mm,最大底鼓量为30 mm,巷道变形量总体很小,能够满足巷道的安全使用。试验注浆加固效果显著,高强锚杆支护配合注浆加固联合支护系统是适合受采动影响巷道的安全、有效和经济的支护方式。     

腾晖煤业松软底板巷道底鼓控制技术研究

针对腾晖煤业2-2021巷底鼓变形破坏严重的问题，根据巷道的实际工程地质条件，明确了引起巷道底鼓的影响因素，并提出帮部打斜拉锚索及底板打工字钢桩的3种优化支护方案；通过数值模拟分析了不同支护方案下的巷道围岩应力及变形破坏情况，确定出“帮部打斜拉锚索+底板打工字钢桩”的联合优化支护方案效果最佳。现场应用结果表明，经过优化支护后的巷道围岩变形量大幅度降低，应用效果显著。     

榆树泉煤矿厚硬顶板无煤柱自成巷卸压方案设计研究

基于榆树泉煤矿1014综采工作面煤层顶板上方厚硬顶板不易垮落，顶板来压剧烈等问题，设计了厚硬不易垮落顶板预裂卸压方案及巷内加强支护方案，并通过数值模拟软件分析得出采用综合的顶板预裂爆破控制技术，可大幅降低巷道顶底板位移量，有效缓解实体煤柱上方应力的集中程度。最后，针对试验巷道进行工业性试验，得出巷道顶底板移近量为424 mm,顶板下沉量为300 mm,底鼓量93 mm,侧帮移近量286 mm,应用效果良好，满足巷道使用要求。