煤巷围岩失稳机理研究

科学合理地分析不同工程环境下的煤巷围岩稳定性,研究煤巷围岩失稳机理,提出科学的支护技术,实现安全高效生产,是煤炭企业一直关心的重要问题。以韩城矿区象山煤矿为研究对象,在原有支护的基础上,采用数值模拟研究复杂条件下的煤巷围岩失稳机理,为类似条件煤巷支护提供理论和技术参考。     

大断面煤巷锚杆支护设计及应用

采用以地质力学条件为基础的数值计算设计方法,对酸刺沟煤矿6上煤回风大巷进行初步支护设计.并把本设计实施于井下,同时进行专项及常规监测,显示巷道变形得到有效控制,整条巷道围岩受力状态良好,证明本支护设计是很成功的.     

深埋软弱破碎煤巷围岩变形破坏机理及支护对策

针对深埋全煤巷道开挖后围岩松散破碎、变形大且难以稳定、流变效应明显的特点,以建北煤矿104工作面回风巷为工程背景,分析了该巷道围岩变形破坏特征和机理,提出了以强帮固顶、一次柔性支护、二次刚性支护为原则的支护方案。运用FLAC3D数值计算软件预测分析了支护前后围岩的变形和塑性区发育情况,确定了方案的可行性。     

预拉力三维锚索支护机理与实践

预拉力三维锚索支护是一种新的巷道(或硐室)支护方法，是对锚杆、锚索支护方法的新的发展，具有更强的支护能力。本文通过数值模拟和理论分析，对这一新的支护方法的机理进行了初步的研究和探讨，并将其应用于工程实践，取得了较好的支护效果。     

动压巷道围岩破坏机理及支护的数值模拟

针对鲁西煤矿3上107沿空轨巷受采动影响后破坏严重的问题，采用岩石破裂过程数值分析软件（RFPA^2D）模拟及现场实测相结合的方法，对巷道围岩变形破坏机理及主要影响因素进行分析；针对巷道围岩变形破坏特点，提出“卸压与整体支护”的新思路及相应支护方案和措施，并成功进行了现场工业性试验．研究结果表明：导致巷道严重破坏的主要因素为12m保护煤柱使巷道位于高应力条件下；距采空区一侧边缘5～8m为该条件下巷道布置的合理位置．在巷道受采动压力作用时，采用“卸压与整体支护”的思路所设计的锚固方案是较成功的支护形式．     

复杂围岩条件的煤巷锚杆、锚索联合支护技术

论述了锚杆与锚索联合支护机理，介绍了复杂围岩条件的煤巷支护方式、支护参数选择及其技术经济效益。     

锚杆预紧力对深井煤巷围岩稳定性的影响

针对深井巷道出现的高应力、巷道围岩变形严重等问题,以孔庄煤矿7434工作面材料巷道为模型,采用理论计算确定了巷道围岩破坏范围,以及对围岩压力进行分析。从莫尔-库伦强度理论角度分析了预紧力对围岩的控制机理,采用FLAC~(3D)数值模拟方法对巷道预紧力支护方案进行模拟。结果显示,锚杆预紧力值为98 k N时,顶板下沉量减少了32.1%,两帮移近量减少了43.8%,巷道围岩受力状况得到改善,围岩变形得到有效控制。     

破碎围岩巷道支护研究

针对布置在构造带中的巷道其围岩通常比较破碎,采用锚喷索支护操作难度大、支护效果不理想等问题,分析研究了破碎围岩巷道支护的技术并对巷道注浆材料、设备进行选型,采用数值模拟的方法对注浆加固并支护后巷道变形进行模拟,确定了巷道支护参数。     

近距离煤层群软煤岩动压巷道支护技术

基于某矿近距离煤层群软煤岩动压巷道整体失稳问题,运用现场实测、数值模拟和理论分析相结合的方法,研究了近距离煤层群条件下软煤岩动压巷道变形破坏机理,提出了近距离煤层群软煤岩动压巷道的支护对策,确定了"高预紧力锚网索联合支护+单体支柱"临时加强支护技术,并确定了联合支护的参数和工艺。     

受采动影响的破碎岩层巷道围岩支护参数优化

针对凹子冲煤矿回风斜井受采动影响下破碎岩层巷道的特点进行了支护参数优化研究.通过现场松动圈测试、实验室矿物成分分析得出了受采动影响极软岩层巷道的变形破坏机理,并在此基础上提出了先刚后柔再刚、先抗后让再抗的支护理念,采用锚、网、喷的支护形式,通过数值分析等手段对该巷道的支护参数进行优化后得到了最优的支护参数.现场应用表明该回风斜井采用最优支护参数支护后,巷道围岩经5～6个月后,都能达到稳定状态,支护效果非常显著,可为类似矿山提供很好的借鉴.     

极近距离煤层回采巷道围岩分类与支护研究

为探究极近距离煤层回采巷道围岩稳定性类别与支护方式,用数学方法综合评价围岩稳 定性类别。 采用模糊综合评判法建立数学模型,选择围岩自身性质和应力环境等影响因素作为 围岩分类指标,求解模糊综合判别矩阵、指标权重和围岩隶属程度;运用灰色关联度分析法对围 岩稳定性类别进行验证,并提出相应的巷道支护方式。 结果表明,极近距离煤层回采巷道对Ⅰ— Ⅴ类围岩的隶属度分别为0.1846、0.2117、0.1866、0.1776、0.2394,其中Ⅴ类围岩隶属程度最 大,与验证结果相一致。 围岩属于Ⅴ类极不稳定围岩,极近距离开采导致顶板破碎,巷道承受荷 载较小,采用U形钢梁棚支护,矿压观测显示巷道支护效果显著。     

链臂锯切顶卸压小煤柱留巷开采围岩稳定性分析

在大同矿区三硬煤层条件下,随着浅部煤炭资源的日益枯竭,采矿活动不断走向深地,地应力逐渐增大,塔山煤矿8311工作面和8312工作面间仅留设6 m小煤柱,2312巷会遭受两工作面的重复采动,为保证两工作面重复采动影响下巷道的围岩稳定性,同时保证煤炭采出率,采用同煤集团自行研发的链臂锯进行机械切顶,以达到顶板弱化效果....     

受动压影响巷道围岩稳定性浅析

分析了静压及动压作用下巷道围岩的稳定性特点 ,并论述了动压作用下巷道围岩控制原理与技术。     

湿度应力场理论在软岩巷道围岩稳定性控制中的应用

通过对徐州东部软岩矿区煤层底板矿物成分分析和岩样的膨胀性试验 ,以及对软岩巷道底板含水状态和围岩变形实测 ,得到了有关软岩巷道的围岩岩性参数和实际变形规律。运用湿度应力场理论的数值模拟方法对软岩巷道的遇水软化和膨胀特性进行了分项分析 ,研究结果在实际软岩巷道围岩稳定性控制中得到了应用。     

软岩巷道围岩稳定机理与支护技术研究

通过对软岩的力学属性、软岩巷道的变形特点和支护原理等理论的研究,阐述了煤矿软岩巷道在大变形下的支护方案。在分析和总结煤矿软岩巷道支护常用支护技术的基础上,提出高强度锚杆、锚注支护及联合支护将成为软岩巷道支护新的发展形式。     

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。     

长壁机械化掘巷充填采煤围岩结构稳定性及运移规律

为解决西部生态脆弱矿区煤炭开采率低、采后环境易破坏等难题,提出了一种长壁机械化掘巷充填采煤方法。在系统阐述该技术方法的巷道布置与充填采煤工艺的基础上,分析了该技术的难点与关键。基于长壁掘巷充填采煤岩层移动特征,建立了长壁掘巷充填开采采场力学模型,推导出了采场顶板下沉方程与煤柱承受载荷计算公式,并结合极限强度理论,提出了煤柱失稳判据。以陕西榆林常兴煤矿3101工作面掘巷充填采煤为工程案例,通过充填体材料力学特性测试,优化设计了掘巷充填采煤开采方案。采用3DEC数值模拟软件对掘巷充填采煤上覆延安组层间裂隙承压水隔水层与第四系松散层孔隙潜水隔水层移动特征及稳定性进行了分析,现场应用案例表明,该技术可有效控制工作面围岩结构稳定性与上覆隔水层岩层移动,提高煤炭资源回收率,可为西部生态脆弱矿区煤炭资源开采与环境保护协调发展提供借鉴。     

沿空跟掘回采巷道合理煤柱留设及围岩稳定性控制

沿空跟掘回采巷道掘、采全服务周期经受相邻工作面采空区未稳定压力、相邻工作面回采侧向支承压力及本工作面回采超前支承压力多重动压影响,煤柱稳定性差、围岩支护困难、异常矿压显现。以潞宁孟家窑煤业有限公司22115回风巷为工程背景,综合运用理论分析、数值试验研究并参照已有工程实践经验确定最佳护巷煤柱宽度,提出合理可行的围岩稳定性控制技术。研究结果表明:22115回风巷净煤柱宽度应不低于15 m。提出的分阶段、重点部位针对性加强高预应力强力支护方案井下工业性应用效果良好,掘、采全服务周期锚杆（索）受力稳定,强度利用率高;顶板离层量小且在较短时间内趋于稳定;围岩整体未出现大变形,完全满足安全生产需求。