大倾角煤层多重扰动煤巷围岩应力分布规律

基于山西大远煤业有限公司1202工作面运输平巷大倾角煤层赋存条件,采用理论分析和数值仿真的综合研究方法,研究巷道在采空区侧向支承压力与超前支承压力叠加作用下的应力分布规律,并基于应力分析结果,提出合理的区段煤柱宽度。研究显示：在叠加压力作用强烈影响下,巷道围岩应力呈非对称分布特征,帮部集中应力与煤层底板侧向支承压力峰值影响范围贯通;侧向支承压力成为导致工作面超前支承压力非对称分布的主要因素,两者产生强烈应力叠加效应,形成典型多重扰动叠加应力环境;从减小巷道围岩应力非对称程度出发,并考虑煤柱与顶板和底板岩层的滑移破坏,建议山西大远煤业有限公司大倾角煤层区段煤柱宽度取值范围为6-12 m。     

叠加支承压力影响沿空巷道围岩稳定性特征及支护对策

针对急倾斜煤层叠加支承压力作用下沿空巷道围岩变形失稳问题,采用室内试验、数值模拟、理论分析和现场实验相结合的方法,对比研究了回采前后沿空巷道围岩位移、应力分布和塑性区范围等稳定性特征,开展了锚网索联合支护参数敏感性分析。结果表明：固定支承压力下,沿空巷道围岩应力非均匀分布,围岩变形以顶板下沉和两帮非对称变形为主;叠加支承压力作用下,沿空巷道围岩变形加剧,靠近采空区侧煤体弱化程度加深,煤帮及顶、底板岩层深部岩体向塑性状态转变;锚网索主要参数敏感性从强到弱依次为锚杆间排距、锚杆长度和锚杆预紧力。据此提出了非对称锚网索支护方案,有效控制了支承压力叠加影响沿空巷道围岩变形。     

煤层群错位工作面煤柱应力集中区巷道围岩控制技术研究

为获取煤层群错位布置工作面煤柱应力集中区巷道发生大变形的机制，采用数值计算及现场实测的方法对巷道围岩受力特征及破坏规律进行了研究。研究结果表明，煤层群上组煤层煤柱集中应力与下组煤层31112工作面回采后的侧向支承压力叠加导致巷道受力大幅增加，原有支护强度不足导致巷道发生大变形；分析了叠加应力大幅增加的主要原因是错位工作面上组煤层传递的集中应力来源于采区边界煤柱，而边界煤柱向下传导应力影响范围较区段间煤柱大，且衰减慢，同时侧向支承压力叠加下加剧了巷道围岩受力的不平衡性，巷道围岩在邻近采空区的副帮侧及副帮顶板破坏范围较大，造成了巷道的局部失稳进而形成大变形。依据实测的破坏范围对原有支护方案进行修正，设计了补强支护方案，现场实测表明补强支护后巷道变形显著减小。     

回采巷道超前支护段应力分布及变形特征研究

根据寸草塔31204综放工作面回采巷道的地质及生产技术条件建立了FLAC3D数值计算模型,得到两顺槽在采掘影响下的围岩应力分布、顶板垂直位移和塑性区发育特征,得出超前支承压力与侧向支承压力的叠加效果决定了回采巷道超前支护强度与支护范围.其中,运输顺槽(实体煤巷道)的超前支护强度、支护距离均小于辅运顺槽(沿空侧巷道).     

坚硬顶板工作面临近采空区强矿压显现机理研究

为了研究坚硬顶板工作面临近采空区影响下的强矿压显现机理,以同家梁矿为例,采用理论分析和UDEC数值模拟方法,研究采空区侧向悬顶下的围岩应力分布特征。结果表明:在区段煤柱采空侧形成约30m长的侧向悬臂,形成5.01MPa的叠加应力;采空区侧向支承压力的影响范围达到80m,临空巷道处于侧向支承压力升高区内。强矿压显现是坚硬顶板悬顶和临近采空区覆岩运动共同作用的结果。     

高应力巷道卸压与支护综合控制技术研究

以某矿采空区受侧向支承压力强烈影响的变形巷道为研究对象,采用理论分析和数值模拟的方法,对比分析了高强度顶板支护条件、高强度顶帮支护条件和底板切槽卸压条件下的巷道围岩稳定性,阐述了高应力巷道底板切槽卸压与高强度顶帮支护综合控制技术作用。     

采空区侧向支承压力影响巷道围岩稳定性分析

以某矿采空区侧向支承压力影响强烈变形巷道为研究对象,采用理论分析和数值模拟的方法,分析不同煤柱宽度对巷道围岩应力、塑性区和变形特征的影响规律。研究表明:回采巷道与邻近采空区保护煤柱宽度成为采空区侧向支承压力影响巷道变形破坏的主要因素。     

大采高工作面巷道叠加应力分析

为给大采高工作面及盘区大巷巷道布置、围岩控制、支护参数设计提供基础依据,采用现场调研、现场试验和矿压监测方法,对大采高工作面巷道叠加应力进行分析。分析表明,工作面留巷巷道在受一次采动影响条件下,主要受工作面侧向支承压力的叠加影响,而在二次采动影响条件下,主要受到工作面超前支承压力的叠加影响;盘区大巷与工作面垂直时,盘区大巷主要在采煤工作面末采阶段受到工作面超前支承压力的叠加作用影响;而在盘区大巷与工作面相平行时,盘区大巷则在工作面整个回采阶段受到工作面侧向支承压力的作用影响。     

高应力三软煤层综放大断面沿空掘巷支护技术

通过分析综放沿空巷道的上覆岩层结构特征,指出其支护难的原因在于超前支承压力与侧向支承压力的叠加,论述了综放沿空巷道锚杆支护作用机理,并运用系统观点提出了一“支”一“卸”的围岩控制技术。现场应用实践表明:加固与卸压是高应力三软煤层综放沿空巷道围岩控制的科学有效方法,具有显著的技术经济效益     

动压影响下纵跨巷道力学分析与围岩裂隙控制技术

采用力学分析、数值模拟、现场监测等手段研究了动压条件下煤矿工作面纵跨巷道围岩的稳定性。基于岩石材料的流变特性,采用弹塑性理论分析纵跨巷道的围岩受力特征,求出了巷道围岩的应力各分量的解析解;数值计算表明,巷道受工作面前方支承压力和侧向应力的叠加应力影响,随着工作面的推进,超前支承压力对其影响逐渐减弱,侧向应力将长期影响巷道围岩的稳定性。确定了煤层工作面端头侧向应力作用下的流变效应是影响跨采巷道稳定性的重要因素之一。采用注浆封堵技术,确保了巷道围岩不被软化,保持了巷道围岩的强度和承载能力,达到了控制巷道围岩稳定性的效果。