大埋深厚煤层综放工作面巷道支护技术研究

以山西天地王坡煤业有限公司王坡煤矿3316工作面回风巷支护为研究背景,分析了大埋深厚煤层巷道的支护原则和支护机理,通过现场布置不同支护方案位移监测点的方法,研究不同支护参数对顶板支护的影响,确定了王坡煤矿3316工作面回风巷的合理支护参数,现场应用效果良好,为该矿3号煤层其他工作面巷道支护提供了参考依据。     

裕兴煤矿15109工作面回风巷支护技术研究

针对裕兴煤矿15108工作面回风巷顶板离层、两帮围岩变形破坏严重、巷道支护困难的问题,通过对15108工作面现场监测数据进行分析,研究15108工作面回采巷道围岩应力分布规律及变形破坏特征,在15108工作面回风巷支护方式基础上对相邻工作面15109回风巷锚杆支护参数进行设计、优化;通过FLAC~(3D)数值模拟软件模拟不同支护参数下巷道应力分布特征与巷道变形量,对比分析不同方案模拟结果确定合理的支护参数。结果表明:当锚杆预紧力不变,采用方案一、二、三时回风巷围岩都得到有效控制,支护效果比较明显;当锚杆间排距不变,锚杆预紧力越大巷道顶底板变化越小,支护效果越好。考虑工程需要及支护成本确定方案三中锚杆间距为800 mm、预紧力为80 k N为最优方案。     

3206孤岛工作面巷道支护设计应用

王坡煤矿3206工作面为孤岛工作面,回采巷道支护难度大,提出采用锚杆(索)+钢筋网的支护方案.通过现场试验,支护方案可行,巷道围岩变形量不大,顶板无离层风险,锚杆(索)支护状态良好.     

大断面煤巷破碎围岩支护技术研究

针对王坡煤矿3208工作面运输巷道断面大、围岩破碎、支护困难等问题,通过围岩破坏机理分析、围岩强度观测及支护方案数值模拟,对巷道支护方案进行优化设计。研究结果表明,3208工作面运输巷围岩存在大量裂隙、离层,煤体完整性差、易破碎,根据锚杆支护理论和数值模拟结果,采用"高预紧力锚杆+锚索"支护方案,可以发挥支护构件的主动支护作用,现场应用效果表明:顶板和两帮最大移近量分别为14mm和23mm,为巷道高度和宽度的0. 4%和0. 41%,有效控制了巷道变形。     

综采工作面回风巷支护参数优化试验研究

针对李村煤矿2301工作面回风巷原锚网索联合支护方案无法有效控制巷道围岩变形的问题,通过分析巷道围岩变形影响因素,合理计算锚网索支护参数,优化巷道支护方案,并利用数值模拟分析零原岩应力条件下支护方案优化前后应力变化,确定优化方案在顶板和两帮支护应力分别较原支护方案提高225%和21%。现场工业性试验表明,优化支护方案较原支护方案顶板和两帮围岩变形减少约88.30%和43.78%,控制在合理范围内。     

巷道快速掘进支护方案优化分析

文章针对S1301工作面回风巷原有支护无法有效控制巷道围岩变形的问题,基于原方案进行优化设计,并进行优化支护设计数值模拟和现场试验,模拟确定优化支护方案顶板和两帮平均支护应力较原始支护方案分别提升0.07 MPa和0.22 MPa,监测结果确定优化支护方案能有效控制巷道围岩变形量,顶底板移近量和两帮变形量由原来的358.6 mm和465.7 mm分别减小到33.6 mm和11.6 mm,围岩变形控制效果明显。     

采动条件下巷道支护方案优化与效果

类比2106工作面回风巷在采动条件下巷道变形量大,支护设施失效等状况,本文预先针对2107工作面回风巷支护方案进行优化设计,现场实施结果表明,巷道顶底板移近量和两帮移近量得到较大降低,其中顶板、底板、实体煤帮和煤柱帮稳定值分别为104 mm、325 mm、96 mm和130 mm,同时优化方案加强对顶底角区域的支护,有效改善了巷道围岩整体支护效能.     

深井厚煤层巷道掘进支护工艺优化

针对某矿2750工作面回风大巷掘巷变形大,结合矿井地质条件提出了对支护参数进行优化,通过数值模拟,确定优化支护方案较原始支护方案能更加有效地控制浅部围岩变形,并经现场工业性试验和监测,得出掘巷20 d内巷道围岩变形较快,在20 d后围岩变形趋于稳定,其中巷道两帮最大变形量为60 mm,顶板离层变形量为6.2 mm,巷道变形量均处于矿井生产允许变形范围。     

王坡煤矿临空巷道支护技术优化研究

针对3209工作面回风巷沿空掘巷时两帮变形严重、大面积出现底鼓等问题,通过地质力学评估、数值模拟地应力与巷道布置相互作用关系,对临空巷道支护方案进行优化。研究表明,巷道轴线与最大水平主应力方向的夹角是影响巷道围岩应力分布、破坏范围及围岩变形的关键因素,特别是夹角在20°～70°之间影响明显。依据研究成果提出高压注浆配合强力锚索支护的综合加固优化方案,现场应用结果表明,两帮相对移近量最大值为54mm,最大离层量为19mm,与未注浆围岩变形相比大幅下降,有效控制了围岩变形。     

伯方煤矿3209工作面回风巷松软围岩控制技术研究

为保障3209工作面回风巷松软围岩的稳定,根据巷道变形具体特征,确定采用"强帮护顶"让压高强锚杆支护技术,结合巷道特征进行各项支护参数的设计,掘进期间巷道顶板整体性良好,解决了围岩变形量大的主要问题,保障了松软围岩的稳定。     

贺西矿沿空留巷综合支护方案设计及应用

针对贺西煤矿3302(2)工作面回风巷沿空留巷的顶板支护难题,综合运用现场调研、力学理论分析、矿压观测等研究手段,建立了沿空留巷围岩结构模型并分析围岩变形机理,基于沿空留巷的非对称围岩条件,设计出巷道初始支护方案及后期补强支护方案,成功进行了现场应用,巷道围岩变形量得到有效控制。     

深部大断面软岩巷道变形破坏机理及高预应力支护技术

针对兴跃煤矿2#煤层回风大巷围岩变形量大这一问题,基于弹塑性力学及巷道围岩控制理论,采用理论分析及数值计算的方法,对深部大断面软岩巷道的变形破坏机理及高预应力联合支护技术进行了研究,提出采用"锚杆+钢筋梯子梁+钢筋网+锚索"联合支护方案。现场工程实践表明,采用高预应力联合支护技术后,顶板下沉量为48 mm,两帮移近量为86 mm,底鼓量为120 mm,离层量控制在26 mm以内,效果良好,得出高预应力联合支护技术可以较好控制大断面软岩巷道围岩变形及顶板离层,提高巷道整体稳定性。     

大断面复合松软顶板回采巷道锚网联合支护优化研究

针对井工三矿34204工作面回风巷顶板较差、巷道变形失稳、支护困难的问题,通过理论及现场经验分析提出3种支护优化方案;利用FLAC数值模拟软件对3种支护方案进行计算,分析其巷道围岩变形情况,得到最优支护方案。应用效果表明,最优支护方案可以有效提升巷道的强度及稳定性,节约成本,保障矿井安全生产。     

深部综放开采软岩巷道切顶卸压自成巷技术研究

针对鸟山井田深部综放开采软岩巷道支护难度大的难题,阐释了深部岩层非线性的应力应变特征,在综放面采用切顶卸压自成巷技术,同时采用理论分析、数值模拟和工程试验,研究了深部留巷的可行性,将留巷过程分为三个区并提出了针对性控制对策。将该技术在鸟山煤矿11031综放工作面回风巷道进行现场试验,现场监测结果表明：该巷道从掘进开始到回采结束,顶板下沉量表现出切缝侧大于巷中大于实体煤帮的规律,最大下沉量分别为155,128,81 mm,顶板离层量稳定时约119 mm,数值模拟结果表明切缝后顶板最大下沉量为175mm,有效控制了深部软岩巷道围岩变形,各项监测指标良好,验证了针对该综放面深部留巷设计的正确性。     

大松动圈围岩巷道变形及支护受力分析

为控制大松动圈条件下的巷道变形,根据现场实际地质条件及设计经验,采取锚杆+锚索复合支护形式及合理的支护参数。通过后期对回风巷围岩变形数据进行统计分析可知:13230工作面回风巷巷道顶底板的位移量最大为100mm,巷道两帮围岩位移量最大为127mm,围岩变形量较小,且影响较大的范围在距离工作面40m以内,巷道变形量小。     

深埋复合顶板煤巷破坏特征及跨界锚注分级连续化支护技术

为解决深埋复合顶板巷道围岩大变形的问题,以新安煤矿3205工作面材料巷为工程背景,采用现场分析与UDEC数值模拟相结合的手段,分析了复合顶板巷道变形破坏特征及其影响因素,基于巷道顶板厚层锚固原理,提出了跨界锚注分级连续化支护技术方案,通过现场监测和模拟结果验证了新方案的可行性。研究表明：初期支护强度对巷道的维控至关重要,优化后的支护方案有效控制了巷道围岩变形,顶板及两帮变形量分别降低了64%和63%;并且大幅抑制了围岩裂隙发育,最大裂隙深度由9.56 m降低至3.26 m;新支护方案构建了顶板厚层稳固的锚固岩梁结构,可以维持巷道长期稳定承载。     

大断面复合顶板硐室围岩稳定性规律及支护对策

基于潞安集团李村煤矿2302工作面回风平巷地质条件,采用理论分析和数值模拟的方法,研究大断面复合顶板巷道掘进过程中的围岩应力和变形规律,分析巷道帮部开挖钻场后形成的大断面复合顶板空间围岩的稳定性演化特征,揭示了二次扰动后大断面复合顶板硐室围岩稳定性劣化规律,提出了"高强锚杆+双层钢筋梯子梁+锚索+钢筋网"的联合支护方案。研究表明:2302工作面回风平巷掘进形成后,两帮围岩变形量为270 mm,顶板变形量达到150 mm以上;顶板应力扰动范围达到13 m以上;钻场开挖造成巷道围岩二次扰动,与2302工作面回风平巷稳定性相互加速劣化,其顶板下沉量增加至200 mm,顶板应力扰动范围增加至16 m以上。经现场围岩变形量观测可知,巷道及钻场采用联合支护方案后,其围岩变形量均在120 mm以下。     

深部软岩巷道围岩变形特征及全锚索支护机理

针对新元煤矿9102原回风巷的围岩大变形及支护构件变形失效等问题,分析了复杂高水平应力和垂直应力场作用下原回风巷顶板围岩的裂隙发育状况及围岩变形破坏特征,结合现场实际决定在原回风巷20 m处重新开掘一条回风巷。采用数值模拟分析了新掘回风巷的围岩应力环境,结合原有支护及现场实践提出了全锚索支护技术,并阐明其支护机理。现场监测表明,新掘回风巷采用全锚索支护技术后,巷道围岩变形明显减少,且支护构件无变形失效,实现了对深部软岩巷道的围岩控制。     

大采高工作面区段煤柱合理尺寸的数值模拟

为了解决回采工作面多巷布置复用巷道服务期内因受采动压力影响围岩变形严重的问题,以王坡煤业复用巷道为工程背景,采用现场实测和数值模拟的方法,研究了复用巷道围岩变形与破坏的特征及影响因素,分析了复用巷道围岩变形控制原理。在此基础上,提出了长、短锚索分层联合支护技术,并在3306工作面运输巷进行工业性试验。结果表明：采用长、短锚索分层联合支护技术可有效控制复用巷道围岩变形,采动影响期间巷道两帮最大移近量为140 mm,顶板最大下沉量为130 mm,与锚杆、锚索支护方式相比围岩变形量整体降低60%以上;锚索受力位于合理范围,且能趋于稳定,支护效果较好。

     

孤岛工作面回风巷顶板支护研究

针对王坡煤矿3210工作面回风巷受一次和二次采动影响围岩变形严重、支护体疲劳失效等问题,通过理论分析和建立数值模型进行模拟分析相结合的方法,研究了3210孤岛工作面回风巷顶板受到一侧采空区残余应力影响下的变形和破坏规律,提出了3210工作面回风巷的顶板支护中锚杆长度、密度、角度等支护设计参数。最终有效控制了回风巷顶板的变形,保证了工作面的辅助运输,消除了安全隐患。