超大采高工作面超前支架组支护参数研究

以上湾矿12401超大采高工作面大断面回风顺槽为研究对象，采用数值模拟、理论分析、现场实践等方法对超前支护参数进行了研究。通过数值模拟分析确定工作面前方19 m范围内巷道受超前采动影响剧烈，超前支护长度不低于19 m，理论分析结合实际生产情况确定超前支护强度不低于447.5 kPa。在此基础上确定使用ZFDC81100/30.5/55D型强力超前支架组，给出了支架组的主要技术参数并分析了窄形顶梁、低位互帮机构、非对称承载结构等设计方案。实践表明，超前支架组支护参数设计合理，巷道围岩得到了有效维护，可以满足超大采高工作面超前支护要求。     

回采巷道交替循环超前支护技术研究与应用

为解决回采巷道超前支护效率低、支护强度不均、支护装置-围岩适应性差等问题,以塔山矿5222回风巷为研究背景,通过理论分析、数值模拟、工程类比和现场实测等方法对超前支护问题进行系统的研究,提出一种新型超前无反复协同支护技术。在分析支护装置与巷道围岩相互作用的基础上,提出采动影响区全覆盖主动支护、无反复快速支护和协同支护的超前支护理念,研制由单跨门式支护装置与多功能运载装备组成的超前支护运载成套装备,研究长距离间隔布置、由后向前交替循环移架的超前支护方式,提出由锚网索支护系统主动支护+顶板全覆盖、高工阻、可让压加强支护的协同支护原理,实现不同支护的协同互补,在超前支护区域内形成一种由锚网索主动支护系统为主、以长距离超前加强支护系统为辅的协同支护系统。建立基于支护装置-锚杆(索)协同作用的超前支护力学模型,理论分析确定初始协同支护强度为225.00 kPa,采用数值模拟和工程类比综合分析确定超前超前支护距离不低于45 m,通过理论计算和对比分析确定超前支护排距为1 800 mm,设计ZLQ2826/24.5/41.5型临时支护装置,确定交替循环协同支护方案。实践表明,在超前协同支护作用下巷道...     

回采巷道超前锚固耦合支护技术研究

针对回采巷道超前支护范围内单体支护劳动强度大、超前液压支架反复支撑顶板导致锚杆索支护失效、顶板破碎严重和在小断面巷道适应性差等问题，开展回采巷道超前锚固耦合支护技术研究。以朱庄煤矿为工程地质背景，提出了高强预应力锚索主动支护代替单体和超前液压支架被动支护思路，建立两侧实煤体超前支护力学模型，通过理论计算校核支护强度，结合FLAC^3D数值分析结果，确定了超前主动支护方案。现场应用结果表明，巷道围岩整体性增强，变形量明显减小，优化超前段作业环境，为其他类似矿井提供了参考。     

申南凹矿8#煤回采巷道超前支护技术应用分析

申南凹矿8^#煤层回采巷道以往采用单体柱进行超前支护，一定程度上制约了工作面的回采效率。以20108回风顺槽为工程实例，分析探讨锚索超前支护技术；综合运用理论计算、数值模拟等手段，确定超前支承压力峰值和影响范围；分析结果为超前支护范围不小于20 m、锚索最佳长度5.3 m、锚索“212”布置。20108回风顺槽应用新的超前支护技术后表明，超前应力影响区巷道表面变形量在合理范围内，锚索承载性能良好，支护效果显著。     

巷道长距离交替循环临时支护成套装备关键技术研究

针对沿空切顶成巷无煤柱开采临时支护存在支护工序复杂,对巷道顶板反复支撑破坏,移动操作繁琐,劳动强度高,安全系数低等问题,研制了新型巷道长距离交替循环支护成套装备。分析了辅助运输巷道临时支护范围,确定了超前与架后成巷区域临时支护强度。采用数值模拟分析了临时支护支架使用效果,并通过实地监测,分析了超前压力的显现规律,结果表明,临时支护支架充分发挥了承载作用,实现了沿空切顶成巷巷道无反复支撑,有效保护了顶板的完整性。     

双列多节自移式超前支护参数设计与应用

以寸草沟矿6204综放工作面大断面回风顺槽为工程背景,通过现场监测、理论分析、数值模拟的方法对顺槽超前支护参数进行研究。首先通过现场实际监测得出巷道超前应力峰值位于工作面前方6.5 m,应力集中系数为1.76,超前应力影响范围为25 m;其次,通过理论分析得出巷道超前支护强度为216.66 kPa,并通过数值模拟进行校核,在此基础上确定使用3×ZQL2×5600/25/48D型双列多节自移式超前支架组进行支护。最终现场实践表明所确定的支护参数合理可靠,在满足超前支护的基础上避免了支架对顶板围岩的破坏。     

大断面回采巷道超前支护技术研究与应用

为探究大断面回采巷道超前支护技术,以寸草塔二矿31205工作面主运输巷道为工程背景,采用现场调研、理论力学分析、FLAC^3D数值模拟相结合的手段,分析了主动超前支护替换单体液压支柱的可行性,基于主动超前控制机理,提出了在顶板中央进行补强支护的超前支护技术方案。通过现场监测表明,主动超前支护下顶底板及两帮最大位移量分别为21 mm和23 mm;根据锚索轴力监测,主动超前支护锚索可以实现及时承载;且窥视结果表明巷道围岩完整性较好,验证了该方案的可行性,可以满足工作面安全高效的生产要求,推动工作面的智能化发展。     

深部综放工作面巷道强力超前支护系统设计

针对煤矿深部综放工作面巷道顶板压力大、变形严重,巷道超前压力与变形影响范围大的特点,分析深部开采巷道压力分布特点与变形规律,提出有效控制深部巷道严重变形的方法,研制出能够适应长距离、大变形深部巷道的两列两节式强力超前支架支护系统;介绍了超前支护系统主要技术参数的确定和主要特点,并对超前支护系统推移机构和稳定机构的适应性进行了分析;此支护系统在兖矿集团东滩矿14310工作面试验,超前支护60 m。经实际测定,巷道顶底板的平均变形量为202 mm,两帮平均变形量为848 mm,与用单体支护相比,巷道的变形量大幅降低;通过试验观测结果分析可知,该支护系统支护效果好,巷道围岩变形较小,满足综放工作面深部巷道支护的要求。     

回采巷道主动超前支护技术研究与应用

针对回采巷道超前支护装备存在所需人员劳动强度大或反复承载破坏顶板等问题,以王家沟矿2208综放工作面运输顺槽为背景,对巷道主动超前注浆加固技术进行系统的研究。首先分析了巷道超前注浆锚固双重加固机理,即锚索对巷道围岩的主动锚固和注浆对围岩整体加固;其次,提出了高掺粉煤灰-水泥浆体超前注浆加固技术,通过现场实验得出新型浆体固相比为5.5∶4.5,水灰比为1∶2,并分析了注浆锚固方案。最后通过现场实践进行了验证性研究。实践表明,注浆锚固支护效果良好,巷道围岩得到了有效维护,代替了超前支护装备,可以满足巷道超前支护要求。     

茨沟营煤矿近距离下部煤层回采巷道布置及支护研究

基于茨沟营煤矿近距离下位煤层顶板受到上部煤层开采破坏、回采巷道压力大、巷道支护困难的实际问题,通过理论计算和工程类比调研,提出了下部5号煤层回采巷道内错5m布置方案,巷道位于压力降低区,确定了5号煤层回采巷道根据不同的层间距分段支护、联合支护形式,确定了巷道支护参数.结果表明:3501工作面通过理论计算、工程类比确定的...     

大断面复合顶板回采巷道锚网支护技术

针对某煤矿大断面复合顶板回采巷道具体地质条件,采用理论分析和现场实践相结合的方法,对大断面复合顶板巷道支护方式进行了研究分析。理论分析得出,增大支护阻力Pb,可以控制巷道围岩塑性区的发展,而肩部和底角是巷道受力大、最容易破坏的位置。计算得出,巷道围岩最大破坏范围最大为1.39 m,结合现场实际确定顶板锚杆采用Ф20 mm的螺纹钢锚杆,长度为2.5 m,间排距为1 000 mm×900 mm。现场实测得出,工作面巷道顶底板移近量累积最大为108 mm,两帮移近量累积最大为98 mm,巷道顶板最大离层量为55 mm,支护效果良好,研究成果可为其他矿区大断面复合顶板煤层开采提供依据。     

红庆河煤矿深部大采高动压巷道超前支护

为解决红庆河煤矿存在相邻工作面在二次采动的影响下,现有超前支护易发生底鼓、漏顶和片帮现象,致使巷道维护困难的问题,通过现场调研和工程类比的方法,分析现有超前支护中存在的问题并确定出合理的超前支护参数。采用现场监测的方法确定出本煤矿合理的超前支护范围不小于70 m,最终确定为100 m;采用菱形金属网加锚杆和纵向钢带组合方法对超前支护进行补强,解决了超前支护区域漏顶的问题,同时采用单排垛架加双排单体液压支柱的方式进行超前支护,减少了双排垛架在动压影响下前移困难的问题,并为行人安全通过机尾创造了良好条件。     

厚硬顶板回采巷道超前补强锚索协同支护技术研究

针对安阳红岭煤业1505工作面厚硬顶板回采巷道超前支护段超前支架反复支撑造成顶板破碎和顶板下沉量增大等问题,提出采用补打锚索+锚索梁取代超前支架支护的优化技术方案。在现场调研和理论分析的基础上,采用FLAC3D对上巷巷道进行模拟,对优化支护方案后的支承应力和围岩位移进行分析,并进行现场效果考察。结果表明通过补打锚索,锚杆、锚索共同形成深部和浅部应力场的大范围叠加协同控制作用,1505上巷超前支承压力最大值为16 MPa,应力集中系数为1.38,1505上巷巷道两帮移近量为56.5 mm,顶底板移近量为310 mm,巷道未出现大的收缩变形,支护效果较好。现场观测结果证明优化方案支护效果较好。研究结果能为类似条件的巷道超前支护优化提供参考依据。     

软岩巷道围岩变形原因分析及支护对策

针对长平矿井Ⅲ2309工作面回风巷道在工作面回采期间顶底板及两帮变形严重的问题,通过井下现场调研和观测巷道的支护形式、围岩变形以及锚杆锚索破断情况,对巷道变形原因进行分析,结合巷道围岩特点,提出合理的支护建议及支护方案,并观测补强支护后围岩变形量,得出应超前工作面100m以上及时进行补强支护,且支护构件的强度要与锚索相匹配。     

放顶煤工作面巷道长距离超前支护系统研究

放顶煤工作面巷道需要进行长距离超前支护。单体支柱支护工作效率低、劳动强度大,成组式超前支架对巷道顶板反复支撑造成顶板破碎,无法协调支撑可靠性与对顶板破坏之间的矛盾。通过数值模拟,分析了地质条件及开采工艺下巷道超前支承压力分布特点,结合成组式支架与单元式支架的优势,提出长距离超前支护系统。在高压区采用成组式超前支架,利用较大工作阻力维护巷道顶板稳定;在稳压区采用单元式支架,凭借其循环移架方式提升巷道支护效率,通过单轨吊式空中移架避免底鼓、巷道变形等因素对移架过程的影响。综合两者优势,保证巷道顶板支护效果的同时,减少对顶板的反复支撑破坏,完成复杂地质条件下工作面巷道的长距离超前支护。     

祥升煤矿3301工作面切顶卸压无煤柱开采技术

为了减轻工作面回采过程中巷道支护的压力,祥升煤矿3301工作面采用了顺槽切顶卸压无煤柱沿空留巷技术。通过经验法确定巷道切顶参数,采用钻孔爆破法施工。考虑到爆破会对巷道的稳定性有影响,对巷道分段进行了加强支护。现场实践结果表明,在切顶卸压后巷道的支护更加容易,可节约支护成本约为542元/m。     

超前管棚注浆支护技术在极复杂断层带中的应用

基于煤矿巷道采用超前管棚注浆支护技术顺利通过复杂断层带的实际案例,研究了巷道通过极复杂断层带面临的破碎围岩变形控制问题.通过计算确定了超前管棚注浆支护的设计参数,采用数值计算手段分析了过断层区域不同支护条件下的围岩应力和巷道变形情况,并针对施工后的管棚支护巷道变形量进行了现场实测,总结了超前管棚注浆支护技术在巷道通过复杂断层带的成功经验.实践证明:超前管棚注浆支护技术提高了围岩的完整性及整体承载能力,能够形成较强的预支护体系,可应用于复杂断层带的破碎围岩变形控制,但需辅以物探手段提高注浆质量、加强监测才能保障巷道顺利通过复杂断层带,本文经验可对类似工程的设计和施工提供借鉴.     

“三软”地层掘进联合支护方式实践与研究

以内蒙古鲁新矿井+570m轨道石门弱胶结软岩巷道支护为工程背景,分析了巷道变性破坏的主要原因,提出锚网喷、锚索、U型棚联合支护方案,划分出不同地段及不同地质条件,岩性发生变化,进行改变不同的支护形式,尤其掘进迎头采用管棚超前支护及小导管超前注浆支护。经现场实践,该支护方案成功控制了巷道围岩的破坏变形,取得了良好的支护效果。     

袁大滩煤矿超长巷道补强支护技术实践

为优化超长距离薄煤层工作面巷道支护的实际应用方法,以袁大滩煤矿11203工作面为研究对象,通过地质调查、理论分析、现场实践等手段,分析巷道围岩自稳特征,得出极限自稳隐形拱和自稳隐形拱的高度,设计出相关补强支护参数,并进行现场验证。研究结果表明,根据极限自稳隐形拱和自稳隐形拱的最大高度,可确定出用锚杆锚索最低长度分别为2.5 m、8.3 m,并根据采动影响提出了补强支护的3种要素。通过现场实施情况可知,超长距离薄煤层工作面巷道补强支护加固了围岩的自稳性,巷道的围岩变形被控制在45 mm,取得了良好的支护效果。     

巷道掘进过导水断层深孔帷幕注浆技术应用

为确保3502运输巷安全掘进过DF113断层，结合现场情况提出以深孔帷幕注浆为主、超前小导管为辅的防治水以及围岩加固技术方案，并通过锚网索梁联合支护体系降低巷道过断层期间围岩变形量。采用理论计算法确定帷幕注浆加固范围并给出帷幕注浆钻孔布置、注浆技术参数，帷幕注浆加固范围远超过巷道掘进扰动范围，可实现导水通道有效封堵；为新一步封堵围岩裂隙并提高围岩强度，在巷道断面布置超前小导管；采用锚网索梁联合支护体系，充分发挥高预紧力锚杆及锚索支护效果，降低变形量。现场应用后，3502运输巷过DF113断层期间围岩基本不出现淋水情况，同时巷道围岩变形量较小，确保了巷道安全掘进。