厚煤层回采巷道掘进层位与支护方案优化分析

针对厚煤层回采巷道,采用数值模拟分析了沿顶、沿底2种掘进方案下锚杆、锚杆索及锚杆索+梯子梁支护巷道围岩垂直变形规律。沿顶掘进时,锚索+梯子梁的悬吊控顶作用通过控制顶板下沉显著减少了巷道底鼓,使得最大底鼓量从729 mm降低至175 mm,沿底掘进时,支护方案变化对巷道垂直位移的影响不大。工业性试验后,矿压实测结果与数值模拟结果较吻合。     

松软厚煤层巷道层位对突出危险性的影响分析

松软厚煤层巷道掘进过程中,为了减小巷道支护难度及利于瓦斯防治,通常选取沿顶板掘进,但沿顶掘巷不利于布置放顶煤工作面。受煤层赋存条件影响,为便于巷道取直布置输送机,势必造成巷道层位布置时而沿顶时而沿底。因此,从这2种不同的巷道层位布置方式对突出危险性影响的角度出发,运用数值模拟软件FLAC~(3D)和RFPA~(2D)-Flow进行工作面力学及突出模拟对比分析。研究结果表明,在相同参数设置条件下,沿顶掘巷时工作面前方应力集中范围及应力值、塑性变形区范围,巷道围岩变形量及变形程度均小于沿底掘巷的,可见在相同条件下沿顶掘巷的突出危险性要小于沿底掘巷的突出危险性。因此松软厚煤层应尽量避免沿底掘进,在不得已情况下选择沿底掘进时,应加强巷道支护。     

教学二矿煤巷层位选择及围岩活动规律分析

针对郑煤集团(登封)教学二矿的工程地质条件,对软煤厚煤层全煤巷道围岩稳定性进行评价,采用FLAC3D软件,对巷道沿煤层顶、底板掘进时,在锚杆(索)支护条件下围岩的活动规律进行了模拟和对比分析。研究表明,无论沿顶布置还是沿底布置,巷道两帮底部的变形量均大;当巷道沿煤层顶板布置时,煤底的底鼓量大;当巷道沿煤层底板布置时,巷道煤顶是支护控制的重点。通过围岩变形的对比表明,巷道沿煤层底板布置,加强顶部中间部位和两帮底部的支护,有利于巷道围岩的控制与稳定。考虑到现场顶板赋存不稳定,巷道沿顶布置时煤底容易发生底鼓、棚腿钻底严重等实际情况,巷道应沿底布置。     

某矿大采高工作面回风顺槽布置方案优化探讨

为优化大采高工作面回采巷道掘进层位,本文通过三维数值模拟计算得到了沿底掘进1308大采高工作面回风顺槽底板围岩塑性破坏范围较沿顶掘进小7.49 m,前者有利于控制底鼓,进一步模拟得到沿底掘进时巷道围岩位移及应力分布,实践结果表明:顶底板收敛61 mm、两帮移近68 mm,与数值模拟基本吻合,研究结果能为类似条件巷道掘进与支护提供一定参考。     

大断面煤巷围岩变形特征及支护技术研究

针对五阳煤矿7810大断面运输巷采用沿顶掘进方式,采用FLAC3D数值模拟软件建立了沿顶掘进巷道开挖模型,研究了巷道围岩的变形特征.结果 表明,煤层巷道沿顶掘进时,两帮变形量＞底板变形量＞顶板变形量,巷道进行支护时,可适当减少顶板支护强度.依据研究结果,提出采用"2-2"迈步式布置顶板锚索,并增大锚索间距.现场应用结果显示,顶底板最大移进量为35 mm,两帮最大移进量为24 mm,均小于40mm,巷道围岩稳定,支护效果较好,为类似地质条件下的巷道支护提供借鉴.     

长平矿大采高工作面沿顶巷道支护设计研究

针对3号煤层厚度大,强度低,节理、裂隙发育,工作面巷道断面比较大,沿底板掘进的巷道顶板下沉变形问题严重,设计采用沿顶掘进巷道,在地应力分析的基础上,按照动态信息设计方法,提出了沿顶巷道的支护方案,经现场应用显示满足围岩控制需要,沿顶巷道围岩变形减缓明显。     

东周窑煤矿8106工作面沿空掘巷围岩控制技术研究与应用

为保障5016巷沿空掘巷时围岩的稳定,通过FLAC3D数值模拟软件进行沿空掘巷窄煤柱合理宽度的分析,通过分析巷道掘进期间煤柱和围岩变形规律,确定合理煤柱宽度为6 m,根据巷道的地质条件,设计巷道采用锚网索支护方案,巷道顶板采用全锚索支护,煤柱帮采用锚杆支护,回采帮采用锚杆+锚索支护,在巷道掘进期间进行围岩变形量的监测分析。结果表明:支护方案实施后,巷道掘进期间顶底板和两帮移近量的最大值分别为98 mm和168 mm,围岩控制效果较好。     

松软煤层留底煤巷道沿空留巷底板加固技术研究

针对松软煤层沿顶掘进留底煤巷道条件下的沿空留巷巷道底鼓,提出了一种钢筋混凝土灌注桩加固底板方案。在超前回采工作面巷旁支护体下方钻孔,钻孔穿过底煤至基岩以下约500 mm,钻孔内放入钢筋笼并且浇筑混凝土形成钢筋混凝土灌注桩,待工作面回采后使得巷旁支护体处于灌注桩上方。文章主要依托霍尔辛赫煤矿3605综放工作面柔模混凝土沿空留巷进行工业性实践,通过对沿空巷道围岩的收敛变形量进行观测,没采用底板加固段巷道底鼓量约稳定在350 mm,采用钢筋混凝土灌注桩加固底板后巷道底鼓量约稳定在100 mm。结果表明:钢筋混凝土灌注桩加固底板方案能够有效控制沿顶巷道条件下沿空留巷的底鼓。     

深部沿空切顶巷道底鼓破坏机制及强化控制技术研究

为解决深部沿空切顶巷道的底鼓大变形破坏及频繁翻修维护问题,分析了深部沿空切顶巷道围岩应力环境的转变特征,基于滑移线场理论建立了不同应力扰动阶段下沿空切顶巷道的底鼓破坏力学模型,研究了不同应力扰动阶段巷道底鼓破坏机制,并开展了底板强化控制试验。结果表明：深部沿空切顶巷道的围岩应力环境转变可分为掘进后切顶前、切顶后一次采动及沿空留巷三阶段;在巷道两侧滑移线场的对称及非对称作用下,三阶段巷道底板分别呈小变形对称底鼓、采场侧高于实体煤侧的非对称底鼓变形及实体煤侧高于采空区侧的非对称大变形底鼓破坏;随采深增加,沿空切顶巷道底板支护荷载增加;底板限制性强化支护底鼓速率下降约33.3%,底鼓量可降低804mm,最适于控制深部沿空切顶巷道底鼓破坏。     

综采动压沿空巷道合理掘巷时间研究

以付村煤矿3上1008工作面沿空巷道为研究背景,采用数值模拟和现场实测相结合的方法对追尾掘进沿空巷道合理掘巷滞后时间进行研究。数值模拟结果表明,掘进迎头滞后时间大于46 d时,沿空巷道围岩维护状况良好;现场实测表明,当掘进巷道滞后时间大于40 d时,巷道基本不受基本顶剧烈运动影响。为避免受工作面基本顶剧烈运动影响,尽可能缓解采掘接续异常紧张状况,1008沿空掘巷滞后1007工作面的时间应大于40 d。     

复杂采动条件下煤矿巷道围岩稳定性研究

依据济宁三号煤矿的地质条件和资料,采用有限元数值模拟软件FLAC3D模拟了183下05工作面胶带运输平巷先沿底板掘进,183上07工作面后回采;183下05工作面胶带运输平巷先沿顶板掘进,183上07工作面后回采;183上07工作面先回采,183下05工作面胶带运输平巷沿顶板掘进3种不同的183下05工作面胶带运输平巷布置层位与183上07工作面之间的采掘关系方案,得到了不同采动条件下的巷道围岩应力应变情况。结果表明,方案二胶带运输平巷沿顶板掘进巷道两帮垂直应力和水平应力与方案一相比基本一致,两帮位移量出现一定程度的降低,但是底板底鼓量显著增大。方案三巷道两帮的垂直应力明显大于方案一,顶板下沉和巷道底鼓量均明显增大,两帮最大变形量与方案一区别不大。     

迎采沿空巷道切顶防冲护巷技术研究

针对张双楼煤矿深部迎采沿空掘进巷道受采动影响变形与冲击地压双重威胁问题,研究了迎采沿空巷道切顶防冲护巷技术,以张双楼煤矿92608迎采沿空掘进工作面为工程背景,基于关键层理论分析了坚硬顶板破断线位置对相邻巷道稳定性的影响,确定了当92606工作面基本顶的切顶线位于煤柱边缘时,护巷与防冲效果最佳.模拟研究了不同装药直径下...     

基本顶岩层断裂位置对沿空掘巷影响分析

为研究基本顶断裂位置对窄煤柱和沿空巷道稳定性的影响,建立了沿空巷道基本顶断裂结构力学模型,通过UDEC非线性数值模拟软件,对3种模型进行了模拟研究。研究表明:当基本顶断裂线位于巷道正上方时,巷道围岩变形和煤柱应力较大,不利于沿空巷道的维护;当基本顶断裂线位于煤柱外侧时,沿空巷道实体煤帮变形较小,是巷道维护的有利位置。     

基于空顶理论的煤巷综掘支护参数优化研究

为研究巷道掘进期间围岩变形破坏规律及合理空顶距留设对巷道掘进效率的影响，以孟村矿地质条件为工程背景，采用理论计算和FLAC^3D数值模拟手段，提出适用于孟村矿4#煤层的合理空顶距留设距离和巷道支护参数优化方案；并基于数值模拟结果，讨论了不同支护方案下巷道围岩破坏情况和对掘进效率的影响。研究表明：巷道掘进期间，巷道围岩变形量相对较小；401104工作面运输巷在理想条件下的巷道掘进空顶距为3.14 m，综合孟村矿实际生产地质条件，空顶距取2 m。通过对现有支护参数进行优化，提出顶锚杆间排距为800 mm×1 000 mm，每排7根的支护方案，月进尺提高3.8倍，百米巷道支护耗材顶锚杆减少63.3%。采用优化后的支护方案可以节省支护时间，提高巷道掘进效率。     

红庆梁煤矿弱胶结地层煤巷锚网支护研究

由于鄂尔多斯红庆梁煤矿3-1煤层顶板岩层胶结性差、强度低、遇水泥化,11301辅助运输巷道存在沿顶掘进初期顶板变形量大、后期顶板表面开裂问题,为了加强巷道稳定性,采用现场调研、室内试验及理论分析方法,分析巷道破坏特征及控制机理,提出沿底掘进留顶煤锚网支护方案,并获得了较好的工程试验效果。研究结果表明:3-1煤层顶板泥质弱胶结软岩强度低、岩层破碎、裂隙发育范围大,沿顶掘进锚网主动支护作用差,导致巷道围岩渐进破坏失稳;煤层弹性模量及强度参数均大于泥岩及砂质泥岩层,能与上覆岩层变形保持一致,提供支撑力,利于发挥岩层自承能力;通过发挥锚索支护、减跨作用,巷道顶板稳定性提高。     

薄煤层回采巷道沿煤层底板割顶掘进支护技术研究

针对七一煤业薄煤层回采巷道沿顶板破底掘进、底板较硬导致掘进缓慢、采掘接替困难等问题,采用沿底破顶掘进方式,并采用理论计算分析和现场工业性试验等综合研究方法,选取合理的锚网索联合支护形式作为永久支护。在实施该掘进工艺和支护方案后,巷道顶底板及两帮移近量明显减小,满足了矿井安全生产需要。     

试验巷道不同支护方案下FLAC~(3D)模拟分析

以某矿1308掘进工作面为研究对象,在掘进巷道支护形式与参数合理选择的研究中,科学地对比了不同支护方案下数值模拟。根据煤层的地质条件与顶底板的情况,对巷道围岩垂直应力、水平应力、巷道围岩变形量进行了数值模拟分析,得到了该巷道变形应力场、位移场,从而为该工作面掘进巷道支护方案的优化提供了理论依据。     

大断面回采巷道支护设计研究

基于S8310大采高综采工作面的地质特征和生产技术条件,系统分析了大采高综采大断面回采巷道变形破坏的基本形式及原因,通过数值模拟结合现场实践提出回采巷道沿顶掘进方式,最终确定S8310综采大断面回采巷道支护方案为:锚网索+W钢带(顶)联合支护,现场实践表明,回采巷道围岩变形得到有效控制,支护效果明显。     

留顶煤大断面巷道围岩失稳机理及支护对策研究

针对余吾煤业S1203留顶煤沿底掘进大断面巷道围岩控制困难的问题,运用FLAC3D数值模拟软件对巷道围岩塑性区和主应力分布特征进行分析,得到了留顶煤大断面巷道围岩失稳机理。在此基础上提出了留顶煤大断面巷道支护原则,根据该原则,决定采用机载高阻力临时支护和高预紧力锚杆锚索支护对策,并应用于工程实践。数值模拟和现场实测均表明,该方案支护效果良好,可有效保持巷道稳定。     

余吾煤业深部破碎围岩巷道布置与支护技术研究

潞安集团余吾煤业S2206工作面瓦排巷受地质构造及采动影响断面收敛较大,已不能满足工作面生产需要。利用理论计算和FLAC3D数值模拟的方法,分析巷道掘进时期和工作面回采时期巷道围岩应力分布规律和围岩变形规律,确定瓦排巷沿空巷道段掘进位置和巷道支护方案并进行工业性试验,得出新瓦斯排放巷沿空掘巷围岩总体变形量较小,能够满足工作面生产需要,表明沿空巷道围岩控制效果良好,煤岩宽度与支护参数是合理的。