沿空巷道锚网支护技术数值模拟研究

本文通过对里彦煤矿煤层及其顶板岩石进行单轴抗压强度及三轴抗压强度试验，得出各层岩石力学参数以及相应的全应力应变曲线。以此为依据，对沿空巷锚网支护技术进行数值模拟研究，确定了该矿沿空巷锚网支护的参数，同时为其它类似地质条件的沿空巷进行锚网支护提供理论依据。     

高应力三软煤层大断面沿空巷道锚网支护技术

根据采场矿压理论及大型岩土工程分析软件FLAC3D模拟结果,得出了中马村矿2903工作面上风巷（沿空巷道）锚网支护合理煤柱宽度,并优化了支护参数。矿压观测表明,巷道支护设计合理,巷道围岩变形在工程允许范围内,满足了安全生产需要,取得了良好的技术经济效益。     

沿空巷道锚网支护技术数值模拟研究

本文通过对里彦煤矿煤层及其顶板岩石进行单轴抗压强度及三轴抗压强度试验,得出各层岩石力学参数以及相应的全应力应变曲线。以此为依据,对沿空巷锚网支护技术进行数值模拟研究,确定了该矿沿空巷锚网支护的参数,同时为其它类似地质条件的沿空巷进行锚网支护提供理论依据。     

沿空巷道锚杆支护结构数值模拟研究

对高水平应力场条件下沿空巷道锚杆支护进行了数值模拟分析,主要研究了不同锚杆长度条件下的锚杆支护对巷道顶底板的稳定性的影响,分析了沿空巷道围岩变形及围岩应力的变化规律,提出了高水平应力条件下锚杆支护对巷道围岩稳定性的一些有意义的结论。     

深部高应力沿空掘巷非对称支护技术

为了解决深部高应力影响区沿空掘巷支护难题,以郭屯煤矿-808 m四采区辅助轨道巷为例,分析了巷道变形破坏特征及其影响因素,提出采用"高强高预应力让压锚杆+锚索+金属网+带梯"的非对称锚网索支护方案,并对支护方式和支护参数进行优化。采用有限差分软件FLAC3D,对深部高应力扰动围岩沿空掘巷所采用的非对称支护方案进行了数值模拟,与原方案相比,巷道围岩应力显著降低,顶底板和两帮收敛变形得到有效控制。现场应用及观测结果表明,在深部高应力影响区沿空掘巷采用非对称锚网索支护技术,对围岩应力重新分布起到了较好的作用,达到了理想的巷道围岩控制效果。     

高地压松软煤层沿空巷道桁架支护技术的应用

锚网索桁架支护在海孜矿844工作面风巷的试验应用,有效地控制了巷道变形,避免了原工字钢棚支护反复修护的问题,是高地压松软煤层沿空掘巷有效的支护手段,并且有利于安全管理和工作面回采快速推进,经济效益显著。     

高地应力综放沿空巷道锚杆支护参数优化研究

深部高应力综放工作面沿空巷道往往围岩变形较大、巷内支护困难。对姚桥煤矿回风巷煤样进行力学分析,掌握巷道地应力分布情况,该巷道地应力主要为水平地应力,且方向接近水平方向。通过开展锚杆支护机理研究证明,锚杆支护对本条件巷道可行有效,采用FLAC3D数值模拟锚杆支护下围岩受力状态,分析了对不同锚杆间距下的不同锚杆长度在深部沿空留巷内支护的情况,确定了合理的支护参数,并在该矿进行了应用试验,巷道变形量得到了有效控制,巷道围岩得到了安全支护。     

煤层倾角对沿空巷道围岩变形影响的数值模拟和模型试验研究

为了弄清楚不同倾角煤层开采围岩变形规律且进行合理的支护,应用数值模拟计算与模型试验相结合的研究方法,就煤层倾角对深部沿空巷道围岩变形的影响进行了研究,发现沿空巷道两帮及顶底移近量随煤层倾角变化的曲线呈现马鞍形;当煤层倾角在20°时,两帮及顶移近量最小,而倾角小于或大于此角度,两帮及顶底移近量均增大;马鞍形曲线的形状随采深的变化稍有变化,当采深逐渐加大时,大于20°一侧的曲线逐渐抬高,即大于20°与小于20°相同度数时,采深度数大的移近量更大一些。     

高应力软岩巷道锚注支护的数值分析

采用数值模拟方法,分别对锚杆支护和锚注支护两种方式进行了数值模拟,对两种支护条件下的围岩位移、应力变化情况进行了分析,结果表明锚注支护可以显著的提高围岩强度及支护体系的承载能力,减少巷道的位移,有利于维护巷道的稳定性.     

高应力构造复杂区煤巷锚注支护试验研究

针对祁南煤矿高应力构造复杂区煤巷破坏情况 ,提出对其治理的锚注支护方案 ,经在 12 0 6轨道巷实际应用表明 ,锚注支护不仅保持了煤巷的稳定 ,而且还取得了显著的经济社会效益。     

“三软”薄煤层群沿空留巷区段上行式开采研究

为了研究"三软"薄煤层群沿空留巷条件下区段开采顺序对回采巷道的影响,在结合前期现场调查分析、支护研究、室内岩石物理力学参数测定的基础上,利用有限差分法对四川南部地区某煤矿的极近距离"三软"薄煤层群区段下行式或上行式开采顺序进行了数值模拟。研究表明,采用区段下行式开采顺序时,巷道顶板及高帮上侧顶板易发生挤压、剪切破坏,高帮充填带稳定性相对较差,而上行式开采较下行式开采的垂直应力在巷道矮帮0.5 m范围内至少减小1 MPa,剪应力减小1 MPa,产生的水平应力能阻止矮帮充填带向采空区侧滑移,也有利于提高充填带的初期强度。     

大采高工作面沿空掘巷合理位置模拟与应用

根据大采高沿空掘巷的力学环境建立了窄煤柱的弹塑性力学模型,运用求解非线性大变形问题有限差分法（FLAC^2D4．0）程序,初步得到了大采高面窄煤柱内的塑性场、位移场和应力场分布规律．研究结果表明,大采高窄煤柱内塑性区呈上大下小的倒斜梯形,范围达4～6m,巷道两帮水平位移呈不均匀不对称的移动规律,距采空区一侧边缘7m为支承应力远边界,是巷道布置的合理位置,实际应用效果比较明显．     

遗留煤柱影响区沿空掘巷支护技术研究

为有效控制遗留煤柱影响区沿空巷道的围岩稳定,采用数值模拟的方法,对遗留煤柱上覆岩层应力场及位移场分布规律进行了研究,初步探讨了遗留煤柱影响区沿空巷道支护技术。数值计算结果表明,遗留煤柱对4煤层应力集中影响范围大约为煤柱前后50 m区域,最大集中应力程度达到原岩应力的1.65倍。在恒源煤矿454工作面巷道施工中,以数值计算结果为指导,对遗留煤柱影响区采用高强锚梁网索支护技术,取得了良好的技术效果。     

倾斜厚煤层沿空掘巷窄煤柱合理宽度数值模拟研究

为了确定倾斜厚煤层沿空掘巷窄煤柱合理宽度,以兖矿新疆矿业硫磺沟煤矿为研究对象,分析了倾斜煤层条件下沿空掘巷围岩应力分布及变形特征,不同煤柱宽度的垂直应力分布规律。结果表明:煤柱宽度大于4m时,煤柱内稳定区域增势比较明显,随着煤柱宽度的不断增大,煤柱内稳定核心承载区域不断增大;根据巷道掘进期间垂直应力大小,应力分布规律及围岩巷道稳定性分析确定煤柱合理宽度为4m;现场实测数据表明,窄煤柱宽度为4m时可以有效满足巷道围岩稳定性要求。     

掘采全过程沿空掘巷小煤柱应力分布研究

基于理论分析、FLAC3D数值模拟及现场工程实践的方法,研究了不同宽护巷煤柱沿空掘巷掘采全过程的应力场分布规律,分析了煤柱宽度对沿空掘巷煤柱和实体帮应力演化的影响。提出确定沿空掘巷合理煤柱宽度时,不仅需考虑掘巷扰动影响,还应将本工作面的超前采动影响作为一个重要影响因素。研究结果表明:仅考虑掘巷扰动影响时,沿空掘巷煤柱宽度应大于6 m,此时掘巷稳定后围岩变形量较小;当考虑超前采动影响时,煤柱增加到8 m后不仅对控制回采期间沿空掘巷两帮变形量的作用不再显著增加,反而会使顶底板变形量增大,因此合理的护巷煤柱宽度为8 m。     

急倾斜软煤巷道破坏机理及锚网支护设计

太平煤矿主采11#煤层,煤厚1.5 m.由于煤层倾角为55°~63°的大倾角,且顶底板较松软,造成该煤层回采巷道变形和破坏严重,支护困难.通过现场实测,得出了巷道的基本破坏特征是非对称的变形,主要表现为巷顶下沉和顶帮下沉,底帮帮鼓.通过对25113工作面的相似模拟和数值模拟,获得了急倾斜煤层大范围开采过程的围岩运动规律,揭示了顶帮下挫和底帮下滑式的非对称变形机理,指出了巷道主要为拉破坏和剪破坏,支护的重点区域是巷道顶板和底帮上部.根据巷道的变形特征,确定采用内强式锚杆支护方法.根据顶帮下挫的变形特征,提出了优化巷道断面和锚网支护相结合的支护设计的方法.通过实践,表明该方法是成功的.     

沿空掘巷窄煤柱合理宽度确定的数值模拟

针对五阳煤矿7603孤岛工作面沿空掘巷所留窄煤柱合理宽度确定的问题,采用理论计算、数值试验分析方法,研究了采空区侧向应力的传递与分布规律、不同宽度煤柱的受力分布、回采巷道围岩的受力情况、巷道围岩变形与煤柱宽度的关系。     

高瓦斯矿井沿空留巷Y型通风瓦斯抽采技术实践

运用沿空留巷Y型通风瓦斯抽采技术实现高瓦斯工作面无煤柱开采,改善通风方式,治理工作面上隅角与回风流中的瓦斯积聚。布置本煤层、邻近层抽采钻孔,采空区埋管抽采孔对工作面瓦斯进行抽采利用。瓦斯浓度与涌出量监测结果表明,瓦斯抽采效果良好,回风流中瓦斯浓度明显降低。     

近水平煤层下保护层保护范围的数值模拟

以淮南潘三矿近水平煤层下保护层开采工程为研究对象,基于瓦斯渗流、煤岩体变形的基本理论和有限元计算方法,通过模拟下保护层开采后被保护层的应力场和变形场的发展过程,确定了随着保护层工作面的推进,被保护层的应力变形和膨胀变形规律;根据应力卸压保护准则和煤体变形准则,提出了合理保护边界划定依据。研究表明,在结合地面钻井抽采的情况下,近水平煤层下保护层开采后,被保护层的理论保护范围存在扩界空间,可扩大到与下保护层等长等宽。现场试验与数值模拟结果基本吻合。     

沿空留巷过薄煤带技术实践

华兴公司14130炮采工作面向前推进时,上段局部遭遇构造带,煤层分离、尖灭,形成薄煤带(厚0.1~0.4 m),给正常回采带来较大困难。经过分析研究,结合自身实际,提出了采后沿空留巷的方案。实践证明:实施该方案后成功避开了薄煤带,提高了生产效率,经济效益明显,实现了矿井的安全高效、绿色快速回采。