大采高复用巷道注浆加固研究

以晋煤集团成庄矿大采高复用巷道注浆加固为工程背景,分析了复用巷道在一次采动及二次采动影响条件下的巷道变形分区特征,结合浆液渗透特性,确定了合理的巷道一次注浆及二次注浆时机,并进行了注浆加固工业性试验。结果表明,注浆加固效果显著。     

大采高工作面复用巷道二次注浆支护技术

针对大采高工作面复用巷道变形大、维护困难的问题,通过现场实测分析复用巷道变形破坏规律,提出围岩协调支护理论,阐述围岩变形与注浆支护时机的作用机理,应用新型注浆材料进行了二次注浆支护试验。结果表明:复用巷道可划分为超前影响区、初始变形区、剧烈变形区、趋于稳定区、稳定区;协调支护理论认为注浆支护应在围岩变形起始阶段进行,在工作面前、后方进行二次注浆支护;复用巷道采用二次注浆支护变形量减小50%以上。     

赵庄煤业大变形复用巷道注浆加固技术研究

针对赵庄煤业强动压影响复用巷道大变形、多次返修的问题,研究了复用巷道变形规律,将巷道变形区域分为初始影响区、剧烈影响区和稳定区;分析了各分区的裂隙发育程度和可注性,确定了最佳注浆时机;最后制定了二次注浆综合加固方案。结果表明:通过两次注浆加固,巷道两帮最终变形量600mm、顶底板移近量500mm,与未注浆区域相比,两帮变形量减少40%左右,顶底板移近量减少37%左右;围岩变形得到有效控制。     

动压影响下大断面复用巷道耦合支护技术研究

针对大采高工作面复用巷道在多次动压影响下变形严重,返修难度大的问题,通过数值模拟与现场观测相结合的方法对复用巷道矿压显现规律进行分析,结合巷道矿压显现规律及煤岩体渗透规律,最终确定复用巷道的合理超前注浆时机应该在巷道缓慢变形阶段的后段和剧烈变形阶段的前段,即超前工作面30~50m,在该阶段进行注浆能够较好地保证注浆施工的可行性以及良好的注浆效果;为确保复用巷道的稳定,同时对巷道进行了补强支护优化设计。53082巷注浆加固工业性试验表明,加固效果显著,超前变形范围由130m减小至90m,巷道顶底板移近量最大值减小约400mm,巷道两帮移近量最大值减小至约100mm。     

大采高工作面复用巷道注浆加固工艺研究

针对大采高工作面复用巷道变形量大、,维护困难的问题,以成庄煤矿5310工作面复用巷道为研究对象,通过现场实测,对巷道的变形分布特征进行了分析,得到了复用巷道的加固范围,并提出二次注浆加固方案。在选取新型注浆材料的基础上,对加固方案进行了实施,结果表明:二次注浆后,巷道变形量减小了50%以上,有效提高了复用巷道的支护强度,保障了巷道的稳定性。     

大采高工作面复用巷道二次注浆加固技术

为了解决大采高工作面复用巷道留设困难的问题,实施二次注浆加固技术。通过对矿压显现规律和巷道变形破坏规律的分析,确定了二次注浆加固的方案,使用新型注浆材料,对二次注浆加固的工艺参数进行了优化设计,并使用现场监测和FLAC3D数值模拟软件对二次注浆加固效果进行验证分析。试验结果表明:二次注浆加固后,锚固结构的支护效率和破碎煤体的整体性得到了提升,复用巷道两帮移近量减少73%,顶底板移近量减少51%,有效地解决了复用巷道的留设困难问题。     

大采高综采工作面20m煤柱二次复用巷道矿压规律实测研究

针对回采工作面二次复用巷道围岩变形量大、支护困难的问题,在枣泉煤矿大采高综采11203工作面进行了20m煤柱二次复用巷道矿压规律实测研究。研究结果表明,二次复用巷道矿压显现主要分为工作面超前影响阶段、剧烈变形阶段、蠕变阶段,巷道在回采工作面后方的变形量可达回采工作面超前影响阶段变形量的4~6倍,巷道顶板浅部离层略大于深部离层;锚杆锚索受力变化比巷道围岩变形对扰动更敏感,受力变化远超前于围岩变形,锚杆锚索受力呈现先增大后减小的趋势,受力急剧增加阶段出现在回采工作面前后50m范围内;巷道顶板和两帮煤岩体在受采动影响后围岩浅部破坏范围有所增加,煤层破碎程度加剧,深部煤岩体出现不同程度破坏现象。     

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。     

小保当矿大采高工作面动压巷道稳定性研究

针对小保当矿大采高工作面巷道受二次采动影响变形量大现状,探究了大采高工作面回采前后基本顶侧向破断形式,分析了大采高工作面巷道受一次采动及二次采动影响顶板稳定性,结果表明受侧向悬臂梁结构与采动应力叠加影响,动压巷道侧方基本顶进一步破断回转,煤柱所受顶板垂直压力及水平推力增大,煤柱侧帮部变形量明显大于回采侧,顶板下沉量加剧,提出了大采高动压巷道强帮护顶支护原理,制定了动压巷道围岩控制方案,保证了动压巷道稳定。     

二次采动软煤巷道变形规律及锚注加固技术

针对强动压软煤复用巷道后方变形剧烈的问题,研究了复用巷道大变形规律及其原因,采用注浆加长锚固方式解决了锚固力严重不足问题,分析二次锚注加固机理,制定一次超前锚注加固、稳定区二次注浆加固方案,并进行了现场试验。结果表明:复用巷道可以分为初始影响区(50m～-200m)、剧烈影响区(-200m～-600m)、和稳定区(-600m～),剧烈变形区和稳定区占总变形量的89.2%;一次支护强度不足是造成剧烈影响区和稳定区大变形的根本原因;二次锚注机理强调锚注时机、锚注工序、锚注方式与围岩变形规律相协调;采用二次锚注加固方案后,两帮变形量与未锚注区域相比减小50%,其中,剧烈变形区和稳定区减小48%。     

赵庄煤业复用巷道变形规律及注浆加固技术

针对赵庄煤业复用巷道变形剧烈的问题,实测了巷道变形规律,分析二次锚注加固机理,制定一次超前锚注加固、稳定区二次注浆加固方案。采用二次锚注加固方案后,两帮变形量与未锚注区域相比减小50%,其中剧烈变形区和稳定区减小48%。     

采动巷道围岩非均匀变形特征及稳定性控制技术研究

受到原岩应力与采动应力叠加影响的巷道会产生非均匀变形,甚至发现顶板事故,采动巷道围岩稳定性控制是实现矿井安全高效开采的关键。针对长岭一号煤矿152106工作面轨道巷受到采动影响变形严重的问题,采用现场监测、数值模拟等研究方法,分析了采动巷道围岩变形特征及塑性区演化规律。结果表明：在采动影响下,巷道围岩变形呈非均匀特征,工作面前方巷道围岩变形量小于工作面后方,巷道煤柱侧变形量大于煤壁侧,顶板出现离层并且靠近煤柱侧底鼓量更大,局部可达400mm|工作面前方最大主应力、主应力比值、塑性区范围均小于工作面后方,塑性区呈椭圆形分布,巷道围岩位移量与塑性区范围具有一致性。据此提出了补强支护方案,即顶板补打锚索、煤柱对穿锚索及打设单体液压支柱,现场试验结果表明轨道巷煤柱帮变形减少了65%,巷道底鼓量260mm,工程应用效果较好。     

两次采动影响下小煤柱巷道切顶卸压围岩控制技术

为解决多次采动影响下留小煤柱巷道矿压显现剧烈、围岩变形量大的问题,提出了“切顶卸压+顶、帮锚索补强”联合控制技术。以贾家沟煤矿10115运输巷为工程背景,分析了切顶卸压位置、高度与巷道围岩垂直应力分布的关系,给出切顶卸压关键参数,并研究了留小煤柱巷道在切顶卸压后受两次采动影响下的矿压显现规律。结果表明：切顶卸压后,煤柱上的应力峰值随切顶深度的增加呈指数降低;10115运输巷在邻近工作面一次采动过程中巷道围岩变形依次呈现出无变形、缓慢变形、快速变形和围岩稳定的变化规律,本工作面二次采动过程中巷道围岩变形依次呈现出明显变形和剧烈变形的规律;巷道围岩在受二次采动影响时变形更加剧烈,巷道变形量为一次采动时的3.0～7.5倍。     

高性能无机注浆材料在复用巷道加固中的应用

针对大采高工作面复用巷道变形量大、维护困难的问题,提出高性能无机注浆材料加固技术,结合53082复用巷道现场地质条件,合理布置注浆钻孔参数。现场工业性试验表明:采用无机注浆材料加固后,复用巷道变形量降低显著,顶底板移近量最大值约506mm,巷道两帮移近量最大值约为398mm,保证了工作面的回采安全。     

中兴矿沿空留巷无煤柱开采条件下底鼓规律研究

针对中兴矿多条沿空留巷开展了变形监测工作,结合一次回采、二次回采过程中巷道与工作面距离的空间关系,通过分析两次回采过程中巷道底鼓变形量的变化,研究了中兴矿沿空留巷无煤柱开采条件下的底鼓规律。研究表明:沿空留巷的底鼓变形主要由以下阶段产生:开挖及开挖稳定阶段、一次采动超前阶段、一次采动后阶段、二次采动超前阶段,其中一次采动后阶段与二次采动超前阶段是巷道底鼓产生的主要时期,产生的底鼓量占巷道使用过程中底鼓量的90%以上;沿空留巷在二次采动期间产生的底鼓变形远大于一次采动时期。建议在设计沿空留巷支护结构时,不仅要考虑一次采动的影响,更应充分考虑二次采动对沿空留巷围岩的影响。     

中兴矿沿空留巷工作面矿压显现规律研究

针对中兴矿沿空留巷工作面开展了矿压监测工作,通过分析液压支架工作阻力的变化和回采巷道的变形量,研究了工作面的矿压显现规律和二次采动巷道的变形规律。结果表明:工作面受二次采动影响巷道一侧的动载系数最大,达到了1.757,矿压显现最为明显;工作面两端周期来压持续时间较长,为中间位置持续时间的2.4~2.6倍,是周期来压影响的主要部位;工作面由于布置抽采巷而局部高度增加时,抽采巷附近区域周期来压现象不明显,会一直处于较高的顶板压力作用下,是工作面顶板管理的重点区域;回采巷道的两帮收敛量是顶板下沉量的2.28~3.38倍,帮部支护需要重点关注;沿空留巷采动影响剧烈区为工作面前方10m以内,采动影响区为工作面前方10~50m,该区域内工作面的矿压显现对巷道围岩变形起到一定的预示作用。     

采动影响巷道破碎围岩支护技术研究

某矿-150泵房受附近26采区和28采区工作面回采过程中的多次动压影响,巷道变形严重,运用FLAC3D数值模拟软件分析了采动影响巷道围岩应力分布规律。结果表明:巷道应力分布与工作面的相对空间位置有很大的关联性,靠近工作面侧应力降低区范围较大,破坏更严重。提出了二次锚网索(注浆)支护,现场工业性试验结果表明:巷道围岩变形小,围岩控制效果良好。     

特厚煤层综放开采多次采动影响巷道围岩稳定性研究

针对不连沟煤矿特厚煤层综放开采巷道围岩受采动影响明显的技术难题,运用结构力学理论建立巷道覆岩层结构力学模型,分析巷道在采动影响下围岩的稳定性,得出了上覆岩体在破断后关键块体的下沉解析式。建立了受采动影响巷道三维数值模型,研究巷道围岩的位移变化及塑性区分布,得到了采动影响下巷道围岩的变形和破坏规律。现场实测表明:F6103工作面后方15~25m巷道受到第一次受到采动影响,开采扰动影响变形不大,对巷道围岩稳定性影响较小;F6104工作面后方12.5~30m巷道受到二次采动影响,巷道围岩矿压显现较为剧烈,变形量明显增大。     

深部采动巷道应力演化及控制技术

为有效控制深部采动巷道围岩变形,针对某煤矿典型巷道工程地质条件,模拟研究了采动影响下巷道围岩应力及变形的演化规律,提出了深部采动巷道围岩强化控制技术,并开展工业性试验。研究结果表明,随工作面推进,巷道表面位移与其对应的应力变化趋势一致,大巷保护煤柱尺寸以105 m为合理;采用重型U型钢壁后充填+锚杆锚索协同承载+巷道滞后注浆技术,巷道围岩变形得到有效控制。     

沿空送巷注浆加固支护技术应用

沿空巷道由于受采动影响,顶帮变形量大,影响工作面正常生产,新安煤业公司通过采取巷道注浆加固支护技术,有效控制了巷道变形,确保了工作面快速推进及施工安全。