伏岩煤业回采巷道底板破坏机理及支护技术研究

伏岩煤业3108工作面回采期间其运输巷出现严重底鼓变形,消耗大量的时间和人力物力进行巷道的维修,为了避免在3109工作面回采期间出现类似问题,通过理论分析、工程类比及数值模拟等方法研究得知,巷道底鼓的原因为支护强度不足和未采取底板控制措施,据此设计采用"锚网索+底板锚杆"对3109运输巷进行支护,现场应用及矿压观测表明,3109工作面回采时其运输巷顶板及两帮位移量很小,底板最大底鼓量为200 mm,最大变形速率为24.5 mm/d,有效避免了底板的过分底鼓,取得了很好的支护效果。     

采空区下巷道围岩应力场特征及其控制研究

针对采空区下巷道变形大，难以控制问题，采用FLAC数值模拟方法分析了采空区下部巷道围岩应力场分布规律和变形破坏特征，发现巷道两帮变形量较小，顶板下沉量较大，顶板接近上覆煤层处破坏明显，提出了强化顶板锚杆控制的方案。矿压监测分析结果表明：盘区巷道在回采期间顶板下沉量最大为53 mm，底鼓量最大为202 mm，两帮移近量最大为255 mm，锚杆受力整体变化比较小，巷道整体保持了良好的稳定性。     

大采高双次动压影响软煤巷道耦合让均压支护技术

为了解决松软煤层动压巷道围岩控制的难题,基于长平煤矿4314工作面工程地质条件,采用耦合让均压支护理念,对锚杆支护中支护体与围岩之间的相互作用关系进行研究,提出了松软煤层动压巷道支护关键点。工业性试验结果表明:采用蛇形结构锚杆、鸟窝结构锚索和让均压环后,煤帮锚固效果得到有效改善,锚杆、锚索在服务期间受力均匀;巷道两帮采用非对称设计,优化巷帮锚索布置方式和支护强度,改善煤体侧巷帮锚索对回采影响;巷道受大采高工作面两次动压影响后,巷两帮最大移近量为575mm,顶板最大下沉量为155mm,巷道服务期间围岩变形得到有效控制。     

工作面回采巷道底鼓围岩控制技术研究与应用

针对5-2011回风巷在回采过程中巷道两帮变形、底鼓严重等问题,提出了采用加强顶板和两帮支护强度及对底部采用底板锚杆和注浆锚杆支护方案。经过现场监测和实践表明:底鼓量最大可达80 mm,两帮收敛量最大可到170 mm,分别为原支护下围岩底鼓和两帮变形量的5.7%和22.8%,支护效果显著,能够满足矿井正常安全生产要求。     

厚煤层回采巷道掘进层位与支护方案优化分析

针对厚煤层回采巷道,采用数值模拟分析了沿顶、沿底2种掘进方案下锚杆、锚杆索及锚杆索+梯子梁支护巷道围岩垂直变形规律。沿顶掘进时,锚索+梯子梁的悬吊控顶作用通过控制顶板下沉显著减少了巷道底鼓,使得最大底鼓量从729 mm降低至175 mm,沿底掘进时,支护方案变化对巷道垂直位移的影响不大。工业性试验后,矿压实测结果与数值模拟结果较吻合。     

西曲矿12315运输巷矿压显现特征及支护技术

西曲矿12315运输巷成巷后围岩变形破坏严重,通过现场勘查和矿压监测研究表明,临近工作面采动影响下,顶板严重下沉,底板遇水膨胀底鼓严重,采用“强顶强底”的支护理念,增加顶板锚索数量提高顶板的支护强度,采取底板隔水措施抑制底鼓。现场应用后矿压监测结果表明,采动影响下巷道顶板离层量很小,底板底鼓量最大为208 mm,顶板下沉量小于60 mm,两帮总相对移近量小于73 mm,巷道变形量能够满足工作面回采期间的正常使用。     

煤矿坚硬顶板回采巷道底鼓控制技术研究

针对国投塔山煤矿10209回采巷道生产地质条件,分析了回采巷道在采动影响下巷道底鼓机理及控制技术。通过分析,回采巷道底鼓主要影响因素为采动过程中的超前支承压力,建立底板岩层滑动力学模型,提出加强两帮支护强度及安装底角锚杆对底板岩层进行控制的思路。以国投塔山煤矿10217回采巷道为背景进行现场工业性试验,表明底鼓控制方案安全可靠,为坚硬顶板软岩底板回采巷道底鼓控制提供依据。     

破碎顶板回采巷道围岩控制技术研究

为确定工作面合理的支护体系,在围岩力学参数测试及数值模拟的基础上,确定巷道锚杆支护的间排距为1.2m,通过进行矿压观测:回采期间巷道两帮最大移近量为38mm,顶底板最大移近量为19mm,巷道锚杆预紧力都在40kN左右,受巷道掘进动压影响后锚杆受力逐渐增大,表明:支护体系有效控制了围岩的稳定,起到了预期的支护效果。     

大断面不稳定岩层巷道支护技术研究

紫晟煤业2-1012巷采用数值模拟方法分别对三种支护方案下巷道围岩塑性区及变形量进行分析,得到最优支护设计参数.模拟结果表明,巷道围岩稳定性受锚杆锚固力影响较大,增大锚固力可以控制塑性区的发育,达到控制巷道围岩稳定性的目的.工作面回采期间,对巷道顶板及两帮位移量监测结果表明,巷道顶板最大移近量为92.4 mm,两帮最大...     

高应力条件下深埋巷道让压支护的应用

针对塔山煤矿实际地质工程条件,通过数值模拟及现场实测对让压支护设计进行优化,有效地控制了采矿工程中的围岩变形。分析结果显示:掘进期间深部巷道顶板的变形最大下沉量约为38 mm,两帮总的收敛量最大值约为60 mm,右帮的变形量约占两帮收敛量的42%。邻近工作面回采期间巷道顶板下沉量随工作面的推进逐渐变大,顶板下沉量和两帮收敛量分别是掘进期间的3.5倍和3.2倍,推过测点120 m后巷道变形速率变缓趋于稳定。     

义棠煤业巷道底鼓切槽控制技术研究

针对100505工作面回采巷道底鼓的问题,通过建立力学模型,分析了底鼓的成因并提出了切槽卸压防治底鼓的措施,计算出了卸压槽的具体尺寸.利用FLAC3D数值模拟试验,得出了切槽宽度越宽,底鼓控制效果越好的结论,但巷道两帮及顶板变形量增加的特征,结合理论计算及数值模拟结果,确定了巷道切槽最佳尺寸;并在现场进行了工业试验,切槽切槽后150 d巷道最大底鼓量仅为73 mm,底鼓防治效果显著.     

沿空巷道底鼓破坏与支护技术研究

以3005综采工作面沿空掘巷为工作背景,在分析巷道底鼓破坏特征的基础上分析了巷道围岩强度及应力、护巷煤柱、支护方式对底鼓破坏的影响,给出了优化后的锚杆支护方案及底板处理方案.实践表明,巷道底鼓治理方案合理,巷道底鼓得到了有效改善,可以满足工作面安全生产要求.     

软岩回采巷道底臌破坏机制与支护技术

软岩巷道底臌治理一直是软岩支护中重点攻关的难题之一,作为受采动压力影响的软岩回采巷道来说,巷道的底臌问题尤为突出。针对山东能源临矿集团上海庙矿区软岩大变形技术难题,首先从巷道底臌变形的力学机制入手,根据巷道围岩本构关系及应力作用模式,在结合朗肯压力理论的基础上建立了剪切错动型巷道底臌力学模型,导出了巷道底臌力源P_0的计算方程。计算分析知,当底臌压力P_0大于底板岩体的强度极限时,巷道底板岩体将发生剪切和扩容变形挤入巷道空间,随时间效应的加大最终导致巷道底臌;其次,结合建立的底臌力学模型,提出了一种与剪切错动型巷道底臌力学机理相适应的新型反底拱底臌控制技术,对反底拱伸出段、底板预应力锚杆和反底拱主体段3部分在底臌控制过程中的作用进行理论分析,揭示了其"控底-助帮"的底臌控制机理,并综合数值计算和正交实验的方法对新型反底拱结构的3个主要参数进行试验优化,模拟显示影响巷道底臌量指标的主要因素为底板超挖深度和反底拱伸出段长度,影响巷道两帮移近量指标的主要因素为反底拱伸出段长度;最后,通过对榆树井矿13803工作面回风巷原始支护条件下底板压力的验算,确定了底板围岩压力与矿井水的耦合作用是造成该巷道底臌的主要原因,并根据优化后的底板治理方案在榆树井煤矿13803工作面回风巷返修段进行工业性试验。工程实践表明,该项新技术控制软岩回采巷道底臌及两帮变形效果较好,有效保证了工作面回采期间巷道的稳定性。     

回采巷道变形破坏机理分析及支护技术探讨

针对常村煤矿11221工作面进风顺槽巷道围岩出现大范围变形破坏,制约其安全高效生产问题,根据围岩变形破坏特征及现场观测分析结果,结合巷道恒阻让压耦合支护机理,设计"锚索+恒阻大变形锚杆+钢带梁+底部注浆锚杆"的巷道返修支护方案.通过实践效果分析表明,巷道返修后顶板下沉量为110 mm,底臌量280 mm,两帮变形量为2...     

二次动压巷道变形机理与控制技术研究

为有效解决五阳煤矿瓦斯抽采巷受开挖及采动影响变形较大的难题,现场分析了3#煤层裂隙发育特征及围岩物理性质,同时采用UDEC4.0软件模拟研究了该动压巷道变形机理及破坏特征,并对巷道顶底板变形率、两帮变形率及断面闭合率进行了系统性统计,最终确定底鼓是引起巷道破坏变形的最主要原因。在原有支护的基础上,优化了支护参数,提出了采用两帮加固+底板高预应力管缝式让压锚杆补强的巷道支护形式,并对支护效果进行了数值分析。现场试验结果表明：在采用该优化方案后,巷道顶板及两帮移近量分别降低了58.5%和60.7%,巷道底板最大相对移近量为198 mm,是加固前的34.2%,有效控制了该动压巷道受二次动压影响下围岩的破坏变形,为矿山高瓦斯治理及安全高效回采奠定了基础。     

底板深孔爆破卸压机理及底臌控制技术研究

高河矿E2305工作面胶带巷由于底板岩层强度低,在高应力作用下导致巷道底臌严重。利用FLAC3D分析了底臌发生的主要机理,经过理论计算和数值模拟计算,提出了底板深钻孔松动爆破方案。通过相似模拟,研究工作面回采过程中矿压显现、回采巷道附近围岩的应力分布、位移、巷道的破坏方式及程度的规律。对回采巷道底板岩层进行深孔爆破卸压处理后与原支护不爆破卸压的巷道底臌现象和规律做出对比,结果显示底板深孔爆破卸压能够解决底臌问题。工程实践表明:巷道最大底鼓量为55mm,最大底鼓速率为26mm/d,变形速率及底鼓量在巷道正常使用允许范围之内,底板卸压爆破后巷道变形尤其是底臌得到了有效控制,可以为相似条件下巷道底臌治理提供借鉴。     

复杂围岩大断面回采巷道底鼓控制研究

 底鼓是复杂围岩环境下巷道破坏的主要特征之一。采用有限差分软件FLAC3D对清水营煤矿110202工作面辅助运输巷道底鼓进行模拟,分析其位移、应力分布特征,得出其底鼓力学机理：巷道开挖后,在巷道顶板中形成拱形承载结构,上覆岩层重量通过拱形承载结构传递到巷道两帮,在两帮产生应力集中,在两帮垂直集中应力的约束下,底板受水平挤压作用形成主被动塑性区,当底板塑性区围岩压力大于围岩强度时,巷道底板发生应力失稳,产生底鼓。提出复杂围岩环境下巷道底鼓控制的“顶板—两帮—底板”系统结构支护方式,试验结果表明该支护方式取得了良好的底鼓控制效果,取得了显著的经济和社会效益。     

高应力回采巷道底鼓机理及治理技术

赵固矿区回采巷道在高地应力和采动叠加支承压力的共同作用下,超前支承压力影响范围达到160 m,造成泥质底板和碎裂煤帮变形严重,围岩变形量大,底鼓量达到400 mm以上,导致大量巷道返修。大采高沿底掘进巷道为挠曲褶皱性底鼓;上分层沿顶板掘进巷道为挤压流动性底鼓。提出了赵固矿区回采巷道底鼓的治理策略,即“强帮、控制顶角和底脚、强化底板、适度卸压,底板采用自钻式注浆锚杆”,并给出了支护方案。自钻式注浆锚杆具有可接长、自锚固、自钻进、主动支护、可注浆和柔性支护的特点,是控制巷道底鼓的有力支护手段。矿压观测表明,采用自钻式注浆锚杆加固巷道底板,能够有效控制巷道底鼓。提出的底鼓控制方法可以为类似条件巷道围岩控制提供参考。     

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。     

寺河矿大采高工作面动压影响下巷道底鼓防治技术研究

采用理论分析的方法研究分析了大采高工作面动压影响下巷道底板变形破坏特征,揭示了寺河矿动压影响巷道的底鼓机理.在数值模拟计算的基础上,提出采用高预应力加长锚固螺纹钢锚杆加固动压巷道底板的防治底鼓技术,并在典型巷道中进行工程应用.现场试验表明该技术在控制底鼓方面效果显著,具有普遍的推广意义.