采动影响下煤层上山巷道支护技术探讨

在煤矿开采中,煤层上山巷道的围岩容易受采动动压的影响,导致围岩变形大、破碎严重等问题。文章通过理论分析、数值计算和现场调查的方法,对导致煤层上山巷道围岩的塑性区、破碎区以及岩性变差的原因进行了分析。     

多煤层采区上山与煤柱之间的关系

根据平煤集团八矿多煤层开采地质条件，实测了各煤层移动支承压力显现，以及固定支承压力显现，指出巷道围岩有效载荷系数升高是底板巷道变形破坏的主要原因；研究了两侧采空时采区上山合理柱宽度，以及采区内不同煤组上山的布置问题，研究成晨对深部开采多煤层采区上山布置具有指导作用。     

采动影响下巷道支护数值模拟

在不考虑原岩应力条件下,运用FLAC3D软件分析预紧力锚杆在不同间、排距情况下对岩体施加应力场的影响范围。采用模拟手段对不同宽度的煤柱应力场进行仿真研究。通过研究选择合理的支护密度、煤柱尺寸,使围岩达到稳定状态。     

采动影响下煤巷掘进强力协同支护技术探讨

针对辛置矿2-559工作面回风巷受邻近2-534工作面回采动压影响变形显著问题,通过现场调查巷道围岩变形特点,分析原锚网索联合支护存在的问题,提出采用锚杆、锚索协同布置方式,并从提高锚索预紧力、增打帮锚索、增加锚固长度、增加锚索长度及锚杆、锚索支护密度、锚索注浆等多方面措施进行支护参数的优化。监测数据表明,动压影响煤巷掘进工作面采用强力协同支护方案后,顶底板移近量为142 mm,两帮移近量为140 mm,围岩控制效果良好,保证了巷道服务期间的正常使用。     

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。     

近断层采动影响下巷道支护技术

为解决刘一煤矿DF27断层附近II66采区回风下山采动影响下的支护难题,利用FLAC2D数值模型,分析近断层采动影响下巷道围岩变形规律及其稳定性影响因素,并提出高强锚网索支护技术。研究结果表明:工作面距离巷道约80 m时,采动应力扰动开始对巷道产生影响,随着工作面不断靠近断层,采动应力对巷道影响加剧,巷道围岩变形速度明显增大。采动应力活化断层以后,断层附近出现明显的非对称性应力场,使巷道围岩发生强烈的不均匀变形。巷道最大不均匀变形系数为4.6,出现在巷道帮部靠近断层一侧。     

双重动压下近距离煤层采空区下巷道补强支护设计

本文以斜沟煤矿18505工作面双重动压、近距离煤层采空区下掘进巷道为背景,分析研究了巷道围岩失稳机理,结合现场实测以及FLAC~(3D)数值模拟的方法,提出了改进支护措施。结果表明,该支护措施可以有效解决双重动压下近距离煤层采空区下掘进巷道支护强度弱的问题,具有很好的推广意义。     

余吾煤矿受采动影响巷道支护方案优化

针对余吾煤矿S8104工作面回采巷道受超前支承压力影响,围岩破坏严重难以管理等问题,需对支护方案进行优化。采用数值模拟软件对优化方案进行对比分析,并通过现场实测对优化支护方案的支护效果进行评价。结果表明:相同支护条件下,高应力集中对巷道围岩变形破坏影响显著,应力集中系数K值越大,巷道塑性区范围越大,顶板及两帮位移增加亦显著;锚杆间排距800 mm,顶板施加槽钢联合锚索支护可有效控制超前支护段围岩变形量,降低巷道边角应力集中程度。     

叠加支承压力下松软煤层巷道支护技术

针对象山煤矿临近工作面采空区侧向支承压力叠加作用下的巷道支护难题,利用数值模拟和现场试验,围绕叠加支承压力作用下松软、破碎煤层巷道的围岩变形规律,提出强预紧力全长自攻锚杆+帮部结构补强支护技术。结果表明:21303和21502工作面采空区侧向支承压力发生明显的叠加作用,21503回风巷距离叠加支承应力峰值约10 m,巷道垂直应力为20.7 MPa,应力集中系数1.41;巷道两帮围岩位移明显大于顶底,整体位移场表现出明显的非均匀性。     

近距离煤层采动影响下巷道支护设计研究

山西省某煤矿属于高瓦斯矿井,矿方在近距离煤层开采前,于下组煤布置了瓦斯底抽巷,该巷道在上组煤开采前提供瓦斯抽采服务,在下组煤的回采期间将作为下组煤的回采巷道使用,巷道具有服务期限长、功能多的性质,其安全稳定性对矿山生产十分重要。研究中设计了该巷道的合理支护方案,并通过数值模拟软件FLAC3D分析了在巷道掘进和受采动影响条件下的围岩变形情况,研究表明:支护方案下的巷道在掘进、受采动影响的两种环境下,应力、变形和塑性区分布的情况均较无支护条件下得到了明显改善,此次研究为同类型巷道的支护布置提供了重要的参考依据。     

三软煤层回采巷道支护中钻孔卸压技术

为有效解决软岩巷道支护难题,提出并研究了钻孔卸压与U型钢联合支护方式。采用FLAC3D数值模拟软件分析了卸压钻孔对巷道围岩变形及应力转移作用机理,模拟结果表明,实施卸压钻孔后,巷道围岩的变形量减小,巷道周边围岩应力峰值向深部转移,巷道处于应力降低区。现场试验结果表明：采用钻孔卸压与U型钢联合支护方案,巷道两帮最大移近量193 mm,降低55%,巷道顶底板最大移近量267 mm,降低55%,巷道支护状况得到明显改善。     

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。     

花鼓山煤矿回采巷道围岩变形规律及支护技术

为了解决花鼓山煤矿回采巷道支护难的问题,组织对井下巷道围岩变形规律进行观测研究,并对观测数据进行分析,掌握了该矿受动压影响下的围岩变形规律,对巷道围岩应力分布进行计算机数值模拟,以此来合理选择回采巷道支护方式和锚杆支护参数,指导该矿回采巷道掘进和支护设计,使巷道支护方式更经济合理.     

上行开采综采面超前支承压力分布规律实测研究

通过对43上03工作面超前支承压力现场实测,分析了煤壁前方沿走向和倾向压力分布规律,研究认为43上03工作面回采期间巷帮实体煤侧煤层沿走向在工作面前方存在支承压力峰值,而巷帮实体煤侧煤层沿倾向在工作面前方应力峰值并不明显,临近工作面时煤层应力均处于应力降低区。     

破碎顶板煤巷支护参数优化及工程实践

为解决沙坪煤矿破碎顶板煤巷支护困难的问题,通过测试该矿顶底板煤岩层物理力学性质,采用FLAC3D数值模拟软件分析了不同支护条件下巷道围岩的变形特征。结果表明：当锚索长度为8 000 mm时,巷道的顶板下沉量较小,满足工程实际要求。采用锚杆＋锚索＋钢筋网联合支护方案后,巷道围岩力学状况得到显著改善,使巷道掘进速度提高了20%     

厚煤层综放开采技术的动压控制机理

鉴于冲击地压对深部厚煤层工作面安全高效生产具有严重的影响性,采用RFPA2D数值模拟软件研究综放工作面采场周围支承压力的分布规律,分析综放开采对于有冲击危险性厚煤层的动压控制机理。研究表明,对于具有冲击危险性的厚煤层采用综放开采是有利于冲击地压防治的[1],在采用放顶煤开采方法时形成的"高位结构"改变了支承压力在煤层上的分布形态,支承压力的范围明显扩大,从而达到对采场周围动压显现的控制目的。     

突出煤层工作面沿空留巷修复技术

为解决卧龙湖煤矿103工作面上下巷留巷期间墙体开裂、巷道顶板下沉量及底鼓量均大等问题,采用理论分析和现场实践相结合的方法,提出了巷道全断面挑棚支护、留巷墙体喷浆加固、局部顶板破碎地段架设工字钢棚、加打底板锚杆等支护技术措施。结果表明：距离102、104工作面0～60 m,巷道两帮平均移近量500 mm,巷道围岩变形剧烈;在60～150 m段,巷道两帮平均移近量120 mm,巷道围岩变形缓和,两巷在整个工作面回采服务期间能满足现场生产需要。     

极近距离煤层回采巷道合理位置确定与支护技术

基于极近距离下煤层复合项板回采巷道压力大、巷道维护困难、翻修率高的问题,提出了下煤层回采巷道采用内错布置形式,确定了不同层间距极近距离下煤层回采巷道的分段支护、联合支护方案以及支护参数。结果表明：下煤层回采巷道内错5．0m布置在低应力区,当煤层顶板厚1．8-4．m,采用锚杆＋钢带进行一次支护,工字钢棚进行二次支护的联合支护;当顶板上部为实体煤或是采空区且层间距4．O-6．5m,采用锚杆＋钢带进行一次支护,锚索＋工字钢梁进行二次支护的联合支护;当顶板厚6．51TI以上或上覆为实体煤时,采用锚杆一钢带进行一次支护,锚索进行二次支护的联合支护效果较为理想。     

急倾斜薄煤层仰斜开采覆岩应力分布特征研究

为了确保急倾斜薄煤层的安全回采,基于龙湖煤矿南二采区急倾斜煤层的赋存条件和水文工程地质条件,采用离散元UDEC数值计算,研究了急倾斜煤层仰斜开采条件下上覆岩层的应力分布特征和破坏规律。结果表明：急倾斜煤层仰斜开采实体煤侧和工作面前方均存在应力增高区,其应力集中程度随工作面推进呈抛物线和线性增大趋势;急倾斜煤层开采采空区上方为应力降低区,将主应力轨迹线连接形成应力卸压拱,卸压拱拱高和拱角均随工作面推进呈增大趋势,其形状随工作面推进由对称拱—非对称拱—平顶拱转变,卸压拱形态反映出覆岩不同岩层间的应力传递关系,与覆岩的离层位置密切相关。     

急倾斜煤层巷道围岩变形破坏特征及支护技术研究

 摘要：针对急倾斜煤层巷道围岩在开挖支护后所表现的非对称变形破坏现象,采用工程地质调查,数值模拟、理论分析等手段,分析了急倾斜煤层巷道的变形破坏具有非对称性,呈现“顶板下滑,底板臌起”的相互错动变形特征,导致支护结构承受围岩的载荷也具有明显的非对称性。基于上述研究,提出了“锚网索非对称耦合支护技术”,通过非对称布置且相互间工作性能耦合的锚网索支护方式来控制巷道的稳定性,达到对围岩变形破坏有效控制的目的。工程应用的结果表明,采用锚网索非对称耦合支护形式,可以有效控制围岩的剧烈变形,巷道的安全性大幅度提高。