大南湖一矿多煤层巷道围岩控制技术研究

基于多煤层巷道围岩岩性不稳定,采用单一的支护方式往往呈现区域性破坏的问题,运用数值模拟软件,根据大通湖矿辅助运输石门二的地质条件对巷道在不同围岩条件下的变形情况进行了模拟,并通过对模拟结果的分析,提出了穿多煤层巷道的合理支护技术:巷道在顶板为煤层时应采用锚网索支护,在两帮为煤层时宜采用U型钢棚式支护,在底板为煤层时应采用反拱控底并配合在巷道帮脚位置安装带下扎角的锚杆辅助控底。大通湖矿辅助运输石门二采用该支护技术保证了一采区3煤各工作面的安全生产。     

反底拱在软弱破碎围岩巷道底板控制中的应用

针对软弱破碎围岩巷道易发生底鼓的问题,分析认为软弱破碎围岩巷道由于围岩强度低,裂隙发育且可能受水的影响,不易在浅部形成承载结构,在"强顶强帮弱底"支护条件下,易发生底鼓。提出此类巷道支护应该把底板支护上升到和帮顶支护同等重要的位置,且要尽可能地使底板支护和帮顶支护协调统一起来,形成一个完整的承载体,从弥补巷道围岩承载力短板的角度出发,把反底拱应用到软弱破碎围岩巷道底板控制中,并通过工程实例,详细说明了反底拱的构建过程。     

高应力巷道复合支护的数值模拟研究

利用Ansys大型有限元软件,对高应力巷道锚喷与反底拱复合支护方案、锚喷与锚注以及反底拱复合支护方案进行了模拟分析。通过对不同支护条件下得出的应力云图、位移云图的对比分析,结果表明锚喷与锚注以及反底拱复合支护条件下围岩的变形量显著减小,进而使得巷道趋向稳定。     

深部三软煤层巷道围岩变形破坏特征及控制技术研究

针对深部三软煤层巷道围岩强度低、表面及深部变形破坏严重、支护构件失效等工程难题,以新元煤矿9号煤9104高抽巷为工程背景,通过钻孔窥视、位移监测、锚杆轴力监测等手段,总结了深部三软煤层巷道变形破坏机理。基于"先控-后固-再抗"的耦合支护理念,提出了"锚注+反底拱"耦合控制技术,采用数值模拟分析了原支护方案和耦合支护方案围岩位移场的变化,结合工程实践,验证了支护效果。结果表明:耦合支护方案改善了巷道围岩和支护构件的受力状态,提高了围岩自承能力,极大减小了巷道围岩的变形,保证了巷道稳定。     

帮底互控支护技术在煤巷底鼓控制中的应用

为控制金龙煤业21101工作面底鼓强烈,巷道变形量大的问题,根据巷道变形破坏特征对其破坏原因进行分析。利用数值模拟手段提出底反拱+强化锚索控底技术方案,并运用于工程实践。研究结果表明:21101工作面巷道底鼓类型为挤压流动型底鼓,采用帮底互控支护技术提高了支护—围岩承载结构的稳定性和承载能力,保证巷道的正常使用。     

软岩巷道底鼓机理及其控制技术研究

为控制21101工作面底鼓强烈,巷道变形量大的问题,根据巷道变形破坏特征对其破坏原因进行分析,利用数值模拟手段提出底反拱+强化锚索控底技术方案,并运用于工程实践,研究结果表明:21101工作面巷道底鼓类型为挤压流动型底鼓,采用帮底互控支护技术提高了支护—围岩承载结构的稳定性和承载能力,保证巷道的正常使用。     

基于FLAC仿真计算的巷道底鼓预控技术"

采用FLAC模拟分析的方法,对某矿红土层中巷道采用底拱和反底拱2种不同支护方式下围岩力学行为进行了研究,系统分析了不同支护方式下围岩应力、位移及塑性区的变化情况。研究结果表明:采用反底拱进行硐室支护后,硐室底鼓量为50 mm,顶板监测点下沉量为50 mm,均为采用底拱支护技术的1/9左右;底板的垂直流变速度为8.64 mm/d,为采用底拱支护技术的1/3;最大应力明显降低。反底拱支护显著提高了围岩的强度和承载能力,有效地控制了软岩巷道的底板变形膨胀。     

玉溪煤矿1302南底抽巷松软围岩变形特征及控制技术

为解决1302南底抽巷原有支护方式下围岩变形量大的问题,采用数值模拟软件对巷道在不同支护强度下的围岩变形特征进行了分析,结合巷道的具体地质条件确定巷道的支护强度为0.2～0.3 MPa,底板采用反底拱锚注的支护形式,并对优化方案的各项参数进行具体设计,矿压监测结果表明:支护优化方案实施后,解决了巷道围岩变形量大的问题,保证了巷道围岩的稳定。     

深井全煤巷道反底拱支护优化数值模拟研究

针对陕西彬长集团公司胡家河煤矿井底水仓全煤巷道支护难题,采用数值模拟方法分析了原有初期支护方式存在的问题,提出了增加反底拱控制的综合支护方案并进行优化设计。模拟结果表明:通过增强顶板、两帮支护强度和反拱控底可以有效提高整体支护承载结构强度,巷道围岩塑性区明显减少,剧烈底鼓变形和顶部下沉得到显著改善。     

西部矿区上行开采松软破碎围岩回采巷道支护技术-增刊

秦华煤矿位于库尔勒市焉耆盆地西南缘,其主采煤层群间距近、层间岩层松软破碎,受上行开采影响,上部煤层回采巷道支护难度较大。建立FLAC3D数值模型,分析下伏煤层回采支承压力对上部煤层作用与影响区域,确定上行开采条件下回采巷道合理位置,优化巷道支护方案。研究表明,秦华煤矿上行开采条件下上覆煤层回采巷道应内错式布置,内错4-8m为宜。巷道顶部采用全锚索支护时,巷道围岩应力集中系数、塑性破坏范围均较小,促使巷道拱顶区域巷周应力峰值向围岩深处转移,改善巷道浅部围岩应力环境。巷道拱部采用全锚索支护,与单纯锚杆-锚索支护结构相比,具有锚固岩层范围广、支护强度大、支护效果好的优点,在松散破碎围岩下巷道的支护体系内,巷道顶板岩层应建立全锚索支护体系。     

孤岛工作面沿空巷道底鼓控制技术

某矿21101孤岛工作面沿空软岩巷道围岩应力大、矿压显现强烈、巷道底鼓较严重。对此,结合巷道底鼓特征,分析了巷道围岩岩性、留设煤柱宽度、支承压力、帮顶支护等对巷道底鼓的影响机理,分析了该类巷道发生强烈底鼓的原因,在此基础上,首先加帮固顶,然后采用底反拱控底技术,形成帮底互控结构控制巷道强烈底鼓,实践表明,该底鼓控制技术成效显著,可供类似矿山参考。     

大采高工作面回采巷道布置层位选择及差异性分析

为了确定厚煤层大采高工作面回采巷道在煤层中的合理层位,提高煤层巷道围岩控制的可靠性,通过理论分析和数值模拟,研究了同等支护条件下在不同层位(沿顶掘进和沿底掘进)回采巷道的支护与围岩的相互作用效果。结果表明:在巷道高度小于煤层厚度的大采高一次采全厚综采工作面条件下,工作面回采巷道沿煤层顶板掘进与沿煤层底板掘进相比,巷道围岩控制更可靠,顶板更容易维护,可适当降低巷道顶板的支护强度。研究结果对优化大采高工作面回采巷道位置、有效控制巷道围岩、节约支护成本具有一定现实意义。     

反底拱与砌碹联合支护技术在马城铁矿富水软弱破碎围岩掘进工程中的研究与应用

马城铁矿属于大水矿山,在矿山建设过程中,随着矿井向深部延伸,巷道围岩的特征复杂多变,尤其当巷道布置在构造应力大、围岩软弱、含有泥化膨胀成分、水害严重等复杂工程环境时,巷道掘进与支护困难。本文分析了马城铁矿3~#副井-570 m水平下盘沿脉运输巷(南)376.0～391.0 m掘进段的富水区软弱破碎施工环境,在对工作面冒顶区进行了注浆充填和管棚加固后,为确保施工安全,在地质岩性勘探的基础上,设计采用反底拱与砌碹联合支护技术。通过现场研究与实践表明,反底拱与砌碹联合支护技术针对马城铁矿地质条件是可行的,为马城铁矿富水软岩支护提供了丰富的技术经验。     

大断面软岩巷道底鼓控制技术研究

某矿51采区运输下山掘进过程中受软弱易风化泥岩影响,由于底板未采取控底措施,底鼓量90 d后达900 mm,亟需对其展开控底技术研究。针对实际工况从巷道围岩性质、原岩应力、地质构造和支护形式四个方面对底鼓的影响作了分析。数值模拟结果表明:底板治理不仅能进一步缩小塑性区发育范围,还能有效促使残余变形能在支护承载结构周围及深部围岩中较为均匀分布,有利于支护承载结构的稳定。提出了采用全断面锚注和混凝土反拱联合支护方法控制软岩巷道底板变形破坏的思路,并提出了支护方案,现场工业性试验结果表明:巷道支护效果良好,巷道围岩变形得到有效控制。     

软岩巷道联合支护技术研究

针对西部地区煤矿围岩承载力低,锚喷支护难以有效控制围岩变形,巷道返修率居高不下等问题,在新上海一号煤矿113082轨道巷施工中,拟采用“钢带、锚杆索支护+反底拱”支护方案。基于围岩松动圈理论,确定了巷道松动圈的厚度及锚杆长度|基于关键部位支护原理,确定了锚索的长度、位置及排距|基于滑移线理论和塑性极限分析法,确定了反底拱锚杆的长度及间距。数值模拟结果表明,该方案能够改善围岩应力状态|现场实施后,该方案可以有效控制巷道围岩变形,保证了煤矿安全生产。     

深井巷道岩石注浆加固试验与巷道稳定性控制

在分析古城煤矿围岩地层结构的基础上，进行了岩石力学参数测试和围岩稳定性分类，得出该矿-850 m水平北大巷属于典型的“不稳定围岩巷道（Ⅳ类）”。针对此巷道类型提出了复合支护方式，并对反底拱支护能力进行了分析，复合支护方式可以使围岩支护体形成封闭式结构，从而有利于提高巷道支护效果。     

荣华矿上山巷道底鼓治理技术研究

以荣华矿3采区轨道上山为例,分析了该巷产生底鼓的影响因素,依据围岩状态的不同,对上山完整围岩段和断层破碎围岩段进行分段,分别采取"反底拱+底板锚注"、"反底拱+全断面锚注+帮锚索"支护技术控制底板及两帮。铺设底拱时,针对上山巷道倾斜及运输量大的特点,提出了"分段短距超挖"技术。结果表明,该支护方式能够有效地治理巷道底鼓,为上山底鼓治理积累了宝贵经验。     

马头门底鼓机理及防治技术研究

根据麦垛山煤矿副立井马头门围岩地质条件及巷道开挖支护后的围岩变形破坏情况,对其围岩力学性质特征进行了分析研究,揭露了巷道支护中存在的问题。根据马头门巷道底板的变形特征,分析认为造成底鼓的主要原因为底板岩层遇水强度弱化,并在受两帮挤压作用下,底板岩层弯曲变形,进而导致底鼓。基于巷道底鼓机理及原因,综合采取施工反底拱,打底板锚杆和底角锚索以及底板围岩注浆加固的防治技术措施对底板变形破坏进行控制;现场试验表明,该措施条件下底板变形得到了有效控制。     

深井动压巷道岩石注浆加固实验与稳定性控制研究

分析白庄煤矿围岩地层结构的基础上,进行了岩石力学参数测试和围岩稳定性分类,得出该矿7100轨道巷属于典型的"不稳定围岩巷道(Ⅳ类)"。针对此巷道类型提出了复合支护方式,并对反底拱支护能力进行了分析,复合支护方式可以使围岩支护体形成封闭式结构,从而有利于提高巷道支护效果。     

不同支护结构对深部巷道围岩变形的时效分析

为合理选择深部软岩巷道的支护形式和支护时机,采用有限差分软件FLAC3D,考虑围岩强度的时效性,分别研究了锚杆锚索主动支护结构、U型钢和壳体被动支护结构及反拱加底板锚杆支护结构对深部软岩巷道围岩变形的控制作用。结果表明:因围岩强度的时效性,岩体之间作用减弱,锚杆、锚索等柔性支护结构调动岩体发挥承载作用的能力降低,围岩变形明显;巷道前期剧烈变形后,因锚杆锚索具有一定围岩自身承载能力,施加刚性支护可有效控制巷道变形;底拱和底板锚杆有利于改善底板围岩受力环境以及控制巷道围岩变形整体协调性;注浆是改善围岩变形时效性的有效手段。提出初期以高预应力、高强度锚杆等进行支抗与卸压,后期以刚性支护及注浆进行加固的巷道支护对策。