河畔煤矿工作面矿压规律与巷道稳定性研究

针对河畔煤矿2001工作面高瓦斯突出,以2001回采巷道作为研究对象,建立FLAC3D围岩移动—变形数值模型,通过模拟回采面上覆岩层移动—变形过程,阐述回采工作面围岩随采动影响下的变形、移动、破坏特征。模型数值计算研究分析得出,控制回采工作面煤壁和上覆岩层的移动—变形的有效措施是提高工作面被动支护支架的刚度与强度,合理减小煤壁及覆岩自身承压应力,数值分析确定工作面被动支护强度1.2 MPa为最佳支护强度参数。     

综采工作面采动压力影响下巷道支护技术研究

基于黄陵一号井805工作面地质条件,通过制定锚杆(索)联合支护方案和工业性试验监测,分析在综采工作面超前支承压力作用下,回采巷道围岩应力及顶板离层变化,说明805工作面两条回采巷道在回采期间受采动压力影响下围岩得到有效控制,表明锚杆(索)联合支护方案合理,能够有效地降低采动压力影响下回采巷道围岩收敛变形,满足安全回采需要。     

回采巷道在强采动影响下非对称支护技术的应用

任家庄煤矿110906回风巷受110904工作面回采动压和非对称载荷的影响,顶底板以及两帮变形差异性显著,呈现出明显的非对称分布特征。为解决110906回风巷围岩变形,避免巷道二次返修,本文采用理论分析、数值模拟分析110906回风巷在受110904工作面采动影响下巷道围岩应力分布特征,提出了110906回风巷更具抗压能力的半圆拱形断面和上帮安装两排锚索并喷浆、下帮安装一排锚索的非对称加强支护方法控制巷道围岩变形。通过顶板离层监测仪、十字布点综合围岩变形监测,结果表明：巷道围岩变形得到良好的控制,支护方案合理,完全能够满足工作面安全生产需要。     

单侧受采动影响的软岩巷道破坏规律及支护对策

针对单侧采动造成软岩巷道变形控制的难题,以象山南一石门为工程背景,采用XRD-衍射分析、物理力学参数测定和FLAC~(3D)数值模拟,测定了巷道围岩矿物成分,分析了膨胀性矿物和两煤层回采对巷道围岩稳定性的影响,研究了非均称变形巷道围岩应力场、塑性区和位移场演化特征。研究表明,3号煤层21306工作面开采结束后,巷道周围应力分布不均匀,但未导致巷道围岩产生明显的非对称变形;随着5号煤层21507工作面开采,两层煤采动应力在巷道周边应力形成叠加应力场,使靠采空区巷帮强度弱化,围岩变形以两帮不对称变形、底鼓和顶板非匀称下沉为主。据此,提出了单侧受采动影响下非均称变形软岩巷道"U型钢+反底拱+全断面注浆+锚网索喷"联合支护技术,根据物理相似模拟结果,有效控制了巷道围岩非匀称变形。     

急倾斜煤层重复采动回采巷道变形破坏机理与支护技术研究

针对急倾斜煤层重复采动条件下回采巷道稳定性控制难题，以典型的急倾斜煤层回采巷道为背景，采用现场实测、数值模拟和物理相似模拟实验方法，对重复采动条件下急倾斜煤层回采巷道变形破坏特征进行了分析研究。结果表明：重复采动影响下急倾斜煤层巷道围岩变形破坏具有非对称特点，其变形破坏失稳是一个复杂的时间空间问题。据此提出了“主动支护、关键部位加强控制”的支护原则，采用“强力锚杆+长锚索+W钢带+钢筋网”非对称耦合支护方式，有效地控制了巷道变形破坏，该研究成果可为解决急倾斜煤层巷道支护难题提供借鉴。     

长锚固与卸压协同控制在深部强采动巷道的控制效果研究北大核心

针对深部强采动巷道围岩变形严重问题,以建新矿4203回风巷为工程背景,采用FLAC;数值模拟软件模拟了巷道在受掘进扰动及二次回采扰动时分别采用"短锚杆+长锚索"、"长锚杆+短锚索"、"长锚杆+短锚索+卸压"3种方案后巷道的应力分布规律和巷道围岩的变形规律。结果表明:加长锚杆长度可有效降低顶板变形量,卸压可有效改善巷道围岩应力坏境。并在4203回风巷设置了试验段,证明了长锚固和卸压协同控制对巷道变形量的控制和应力环境的改善具有明显效果。     

厚煤层综放开采窄煤柱沿空巷道支护技术

运用Mohr-Coulomb准则分析巷道围岩应力,并采用数值模拟软件FLAC3D模拟井下实际工作条件,总结巷道围岩变形规律并验证支护技术的有效性。通过井下监测,得出掘进影响下巷道最大变形量为38 mm,下区段回采工作面采动作用下巷道最大变形量为500 mm。数值模拟及工程实践表明窄煤柱沿空巷道围岩非对称性变形破坏得到了有效控制。     

“三软”动压巷道复合变形支护理论与技术研究

针对丰汇煤矿"三软"动压巷道支护困难的问题,通过采场围岩运移的分析,指出了回采巷道高应力场产生的原因,现场巷道观测得到了其超前支承压力的影响范围。通过对巷道变形影响因素的分析,指出了此类巷道变形是多因素耦合作用机制下的变形。对此类巷道的多因素耦合作用机制进行分析,提出了相应的支护的对策:支护系统要有足够的支护强度、刚度以实现对软弱围岩变形的控制;当巷道处于采动引起的高应力作用下时,支护系统能够通过适当的变形释放变形能。基于上述支护对策提出了针对该巷道的支护方案。数值模拟表明,该支护方案能有效控制丰汇煤矿回采巷道的变形。     

底板岩巷断面选择及支护设计研究

以某矿2106工作面和2107工作面联合布置，沿空留巷两进一回“Y”型通风系统通过共用底板岩巷进行回风为工程研究背景。在回采面推移中的采动影响对巷道围岩稳定性有着一定的负面影响，如何实现底板岩巷经受两次回采扰动后能对围岩有效控制，事关留巷通风及生产安全。文章通过对围岩物理化学性质、地质构造和原岩应力分布形式及巷道破坏特征分析，通过巷道轴线方向与围岩水平应力方向比确定底板岩巷断面形状；基于巷道围岩松动圈支护理论和软岩工程支护原则，提出了适合于岩巷的锚网+柔模连续碹联合支护技术，解决了软岩巷道经受两次采动影响后围岩变形大、支护困难等问题，具有良好的经济效益和应用前景。     

补连塔矿回采巷道破坏特征与支护参数优化

补连塔煤矿回采巷道在采动阶段,由于受多次采动影响,巷道存在片帮问题,影响了煤矿的正常生产。为了控制巷道围岩变形,节约支护成本,在补连塔煤矿回采巷道中进行了钻孔窥视、松动圈测试等一系列现场试验及数值模拟分析,对回采巷道不同采动影响时围岩主应力大小及其方向分布规律及围岩破坏特征进行了研究,优化了支护参数。经工程实践,优化后的支护参数有效控制了巷道围岩变形,节约了支护成本,提高了掘进效率。     

综采工作面回采巷道超前支护的力学机理研究

为研究回采巷道的变形破坏机制以及超前支护机理,以常村矿S6-8工作面为工程背景,采用数值模拟结合理论分析的方法,对煤层综采过程中回采巷道的应力和变形规律进行研究。研究结果表明,煤层采动对临近巷道的破坏主要表现为前方围岩支承压力的分布变化以及采空区煤层顶板的垮塌连带作用,而超前支护则具有改善巷道周边围岩的受力条件,减小巷道收敛变形的效果。     

潘二矿11123工作面回采巷道支护参数优化设计研究

针对回采巷道受采动应力影响支护效果差、变形难以控制的问题,依托潘二矿11123工作面回采巷道为工程背景,进行回采巷道支护设计参数优化研究。首先采用工程类比方法,初步选取该回采巷道支护参数,考虑不同采动应力环境下对初选支护参数的巷道围岩顶、底板变形量进行模拟研究,得出高应力环境下巷道围岩变形量大的结论;其次,选用全长锚固对初始支护参数进行优化,结合模拟研究选取最佳支护参数,并提出巷道受超前应力影响下的顶板管理技术;将优化后支护设计参数运用于11123工作面上巷道施工中,矿压监测结果反馈支护效果良好。研究为类似地层条件下回采巷道支护参数设计提供技术参考。     

重复采动回采巷道变形机理及稳定控制

工作面在高强度开采过程中，回采巷道围岩的稳定性控制至关重要。针对布尔台煤矿厚煤层综放工作面回采巷道受强采动围岩变形特征，以42203综放工作面为例，根据巷道围岩蝶形破坏理论，与数值模拟方法相结合对其辅运顺槽受一次采动、二次采动时围岩变形机理进行了研究，分析了巷道围岩的塑性区“蝶形”扩展机理。研究结果表明：巷道围岩塑性区边界与巷道埋深、侧压系数及围岩的力学特性有关；围压比值决定着围岩塑性区的发育形态。在采动影响作用下，巷道周边最大主应力和最小主应力的大小及方向处于不断变化过程中。42203工作面辅运顺槽在受采动影响时应力发生偏转，致使塑性区呈现出非对称性扩展。基于42203工作面辅运顺槽受采动应力分布规律与塑性区演化规律，提出了相应的围岩控制加强支护技术方案，在现场工业性试验效果良好，为重复采动巷道围岩的变形机理及稳定控制提供一定借鉴。     

回采巷道围岩控制支护技术应用

胡底矿13032巷为大埋深、大断面和受两次采动影响回采巷道,围岩变形大、维护困难.对巷道围岩破坏影响因素进行分析,在采用"高强度锚杆+金属网+W钢带+锚索"的一次支护;利用FLAC数值模拟软件确定了二次补强支护时最佳锚索密度和布置方式,实测结果表明:采用一次支护和二次补强支护后,巷道围岩变形控制效果显著,确保了1303...     

二次采动影响下区段煤柱破坏机制及围岩控制技术

针对二次采动影响下区段煤柱破坏严重巷道难以控制的难题,以小纪汗煤矿11215工作面为工程背景,采用理论分析和数值模拟方法,分析了该工作面面临的二次采动下覆岩空间结构经历"O"形变化为"厂"形的接替过程,揭示了二次采动影响下巷道围岩的破坏机制,提出了差异化巷道围岩支护技术,并采用现场监测方法验证措施的可靠性。研究结果表明:①采动影响下煤柱变形破坏的控制是确保巷道断面快速掘进和安全回采的重要保障;②应力叠加与高强度开采的耦合作用、巷道断面与支护参数匹配不合理及回采推进速度的不协调是导致煤柱失稳的主要因素;③采用长锚索、高预应力锚索+钢带联合差异化控制,有效控制了11213工作面剩余段围岩的强烈变形,基本满足了巷道的使用要求。但由于采动应力的影响,回采过程中回采帮侧顶板下沉0.3 m,煤柱帮侧顶板下沉0.15 m,顶板最大下沉量约0.42 m,但采取措施巷道围岩完整性较好,不会影响运输及工作面回采,该技术也为类似工作面安全开采提供了有益参考。     

二次采动影响下巷道围岩变形破坏机理及支护对策

受相邻工作面和本工作面强烈采动影响留用巷道会呈现出围岩应力集中、变形加大的特点,巷道支护较为困难。文章以王坡矿3316工作面二次留巷3314运输巷为工程实例,以巷道受动压影响为基点,通过FLAC~(3D)数值模拟软件研究了3314运输巷掘进期间,3316工作面回采期间,3314工作面回采期间3314运输巷围岩应力、位移的变化情况,最终确定了采动应力对留用巷道扰动破坏机理,从而确定行之有效的支护对策,并根据后期实地监测验证了支护对策具有可行性。     

深部特厚煤层对采对掘巷道围岩综合应力场演化研究

深部特厚煤层对采对掘巷道受高应力及多次强烈采动影响,应力环境复杂,围岩控制难度大,井下综合应力场演化对于巷道支护方式及参数的确定有益。以麻家梁煤矿14103辅运副巷为工程背景,采用井下实测、理论分析和数值模拟方法,揭示巷道围岩原岩应力场、采动应力场、支护应力场及位移场演化规律。实测得出麻家梁煤矿巷道围岩原岩应力场分布特征;揭示出相邻工作面回采滞后采动影响阶段是巷道围岩采动应力增加的主要阶段;锚杆锚索施加高支护应力可在围岩中形成稳定承载结构。基于应力场、位移场综合分析,得出14103辅运副巷围岩采动应力增加先于巷道变形的增加;受二次采动应力作用,围岩发生扩容变形,出现应力增加不明显而变形显著增大的现象,揭示出采动应力场、支护体受力及位移场时空演化相互关系。该结果对巷道布置方式及支护方案提供了依据。     

强采动碎裂巷道围岩破坏机理与控制对策

为解决双巷布置形式回采巷道将经受多次采动影响进而诱发围岩碎裂变形失稳的难题,以东梁煤业3101工作面辅助运输巷为工程背景,综合运用现场实测、钻孔窥视、数值模拟及工程实践等多种研究方法对试验巷道围岩变形破坏机理与控制技术进行了系统研究。研究表明:多次采动影响及围岩控制方案缺乏针对性是造成巷道围岩破坏的直接诱因。因此,提出以"三高"支护理念(高强全断面锚网+高强加长锚杆+高预应力强力锚索)为基础的围岩强化控制对策,并经现场工程实践验证可行,确保了强采动巷道围岩在采掘全过程中的安全稳定性。     

香山矿倾斜煤层动压巷道支护方法

针对平煤集团香山矿22140工作面倾斜煤层动压巷道合理支护方案设计,首先进行了围岩松动圈测试,得知上帮围岩松动圈范围普遍比下帮大;之后进行了采动作用下围岩应力变化的数值模拟分析,计算结果显示动压作用下上帮中部的应力增大值最大。综合分析结果,得知对于倾斜煤层动压巷道变形控制的关键在于针对围岩应力分布的非对称性进行设计,并给出了22140工作面巷道的合理支护方案,现场监测结果表明支护方案能够维护巷道在采动过程中的安全使用。     

采空区上部掘进巷道的支护研究

为了探究采空区上部煤层稳定性及支护参数选取,以孙疃矿8221工作面为研究对象,拟从数值模拟角度出发,运用FLAC~(3D)数值模拟软件对8221工作面回采巷道进行开挖模拟计算,分析距1023停采线不同位置处的应力变化规律,回采巷道掘进过程围岩应力场特征,提出不同区域的支护方案,即以架棚支护为主,局部地质条件较好区域采用锚带网支护;结果表明:优化支护后的8221回采巷道围岩变形量小,巷道支护效果明显,架棚为主、局部锚带网的支护方案可以满足孙疃矿巷道支护的要求。