急倾斜特厚煤层综放工作面采场运移与巷道围岩破裂特征

急倾斜煤层的赋存环境及水平分段综放的开采方式加剧了综放工作面采场结构与应力演化的复杂性,增加了综放工作面稳定性评估的难度,为此采用多手段联动的方法对煤岩体结构与巷道围岩破裂特征进行综合探测。通过急倾斜煤层综放工作面覆岩结构与应力分析巷道围岩产生分区破裂的力源条件;基于钻孔应力监测、声波探测、光学钻孔摄像等监测方法,获得了巷道围岩质量与离层区分布位置,钻孔内壁裂隙发育程度、裂隙数量与长度以及动态破裂演化特征。综合分析表明：急倾斜特厚煤层巷道围岩破碎具有分区分布特征,顶板与两帮裂隙呈现不规则的分区演化特征,裂隙区与完整区交替出现,煤体侧巷道帮的裂隙分布区域大于岩体侧。     

高地压巷道动力显现区域围岩稳定性的钻孔窥视分析及对策

针对高地压作用下小庄煤矿40204运输巷在工作面超前区域的动力显现问题,采用钻孔电视成像仪对该区域内8个巷道断面进行了钻孔窥视探测,研究裂隙在顶板、煤柱帮和实体煤帮内的发育程度及分布规律,进而分析该区域巷道围岩的稳定性。根据研究结果,采取加强支护及煤体卸压措施,降低围岩局部应力集中,保持支护结构完整。研究表明,工作面超前60m范围内围岩裂隙较为发育,支护损伤较大,稳定性较低。在工作面超前区域内,区段煤柱帮的裂隙比实体煤帮更为发育,稳定性相对较低;工作面超前区域顶板离层较为严重,需要加强顶板支护强度,以保障巷道顶板的稳定性。依据钻孔窥视结果,采用锚索配合槽钢补强支护及煤体爆破卸压措施;经过钻屑法检验,上述措施有效降低了巷道冲击危险性。     

基于围岩松动圈测试的倾斜煤层回采巷道支护方案优化

本文以某矿倾斜煤层为例,采用YTJ20型岩层探测记录仪,在巷道围岩进行钻孔,对钻孔不同深度的裂隙分布情况进行探测,探测结果表明:直接顶较破碎、不稳定,煤层破坏较为严重,煤层顶板的破碎范围在1m~1.5m左右,顶板稳定性较好。结合煤层赋存条件和松动圈测试结果,对回采巷道设计了两种支护方案。采用数值模拟方法对两支护方案模拟分析,确定了合理的支护方案。     

沿空巷道围岩变形规律数值模拟分析

针对大断面沿空巷道在相邻工作面推采过后变形严重问题,利用FLAC3D计算软件进行数值模拟,分析沿空巷道围岩应力、位移随巷道掘进和相邻工作面回采的变化规律,得出受上覆岩层断裂结构影响,沿空巷道表面发生破坏,且煤柱侧应力集中程度相对较大,但不影响整个沿空巷道稳定性;相邻工作面推采过后,煤柱侧应力进一步增加,如支护结构及参数不合理,塑性破坏区将向煤柱内部扩展,支护效果减弱;煤柱破坏到一定程度后,应力向实体煤侧转移,实体煤侧位移急剧增加,严重的可导致巷道失稳。因此,对大断面沿空巷道支护设计时应考虑到围岩弱结构体—煤柱的特殊作用,其是整个巷道失稳的诱发点,应加强支护。     

深井巷道围岩松动圈现场测试及支护方案优化

巷道开挖后围岩应力重新分布,当应力大于煤岩体的极限应力时,巷道周边一定范围的煤岩体就会发生变形破坏,围岩将破碎产生裂隙进而形成松动圈。松动圈的大小与围岩强度、原岩应力大小、巷道断面、巷道掘进与支护等多种因素有关。在分析探地雷达松动圈探测机理的基础上,对轨道顺槽巷道不同断面位置进行了围岩松动圈探测,巷道围岩松动圈范围在1.1~1.6 m,并根据测试结果对巷道的支护方案进行了优化。     

11309工作面顺槽支护方案优化及效果分析

为确保工作面回采巷道支护安全可靠,利用钻孔窥视仪对预先施工的钻孔进行窥视探查,分析区域内岩层裂隙发育情况、煤岩层赋存情况、岩石破碎程度以及裂隙发育深度等特征,为进行支护方式的优化提供依据。经过对锚杆、锚索深度和锚固间排距的调整,提高围岩支护强度。根据矿压观测结果：巷道支护优化后10～25 d,顶底移近量趋于稳定。     

钻孔摄像技术在巷道围岩控制中的应用

利用TYGD10型岩层钻孔探测仪,对巷道围岩进行静态和动态观测。对摄像结果进行处理分析,直观地反映了巷道围岩构成以及裂隙发育和分布情况,并找出了巷道顶板裂隙水出水位置。结合巷道支护方案,对不同时期掘进巷道围岩进行钻孔探测,分析不同测站裂隙分布及发育情况,不仅对巷道支护效果进行了检测,同时得出了巷道围岩裂隙发展发育规律。     

近距离上行开采煤层围岩裂隙发育实测分析

为了确定朔里煤矿4煤层围岩裂隙发育情况,确保煤层回采安全稳定,根据上行试采的413工作面实际情况,采用钻孔窥视方法对4煤层围岩裂隙发育进行观测分析,综合钻孔窥视探测结果并结合钻孔岩芯破坏程度分析得出:4煤、5煤之间岩层整体受5煤采动影响,其中,靠近5煤顶板处岩层存在重度破裂区,冒落带最大高度约5.7 m;靠近4煤底板岩层整体性较下部岩层好,处于裂隙带范围内;4煤处于5煤开采后形成的冒落带之上,处于裂隙带下位岩层中。     

断层影响区破碎煤岩体深层临界失稳范围确定

采动作用下断层影响区巷道煤岩体失稳易诱发动力灾害,定量确定断层区破碎煤岩体深层临界失稳范围(ranging of critical destabilization,RCD)对支护参数优化和安全开采至关重要。以屯宝煤矿1193工作面断层影响区的巷道稳定性控制为目标,采用工程地质调查、理论分析和现场观测相结合的手段,获取断层影响范围内巷道煤岩体失稳破裂信息。通过对钻孔裂隙统计分析、评价局部范围内深部围岩节理裂隙的发育特征及其随深度分布特征来研究围岩深层破裂失稳特征规律,确定了巷道围岩深层临界失稳范围为2.32 m。针对巷道顶板侧与煤壁侧深层临界失稳范围的不同,对巷道支护参数进行优化和应用,保证了巷道稳定性和安全开采。     

白芨沟煤矿的锚杆支护

白芨沟煤矿从20世纪70年代就开始使用锚杆支护,随着锚杆支护技术研究的不断深入发展,锚杆种类也在不断更换,也从先前的岩巷锚杆支护,发展到从1992年开始先后在一层煤、二层煤的煤巷中使用锚杆支护,从中小断面巷道使用锚杆,发展到大断面巷道使用锚杆支护,从稳定岩层使用锚杆支护,发展到特殊地质条件的岩层巷道使用锚杆支护。     

厚复合层顶板沿空掘巷支护研究

以铜川矿区复合项板条件为例,基于沿空掘巷围岩大、小结构的稳定性原理,结合覆岩破断的弧形三角块模型,根据理论分析初步确定了沿空掘巷小煤柱留宽方案;进而采用锚杆组合梁加固理论与锚索悬吊补强理论进行支护断面的初步设计。采用FLAC3D模拟软件对各方案分别进行了掘巷阶段与采动影响阶段的支护效果考察,最终确定小煤柱留宽5m,巷道支护采用左旋无纵筋高强度螺纹钢锚杆,排距800mm。沿空掘巷与采动影响阶段的支护效果表明,采用该支护方案巷道围岩应力分布合理,锚杆支护系统适应性良好。     

朔里煤矿孤岛块段回采巷道锚杆支护技术

朔里煤矿回采边角及孤岛块段煤过程中,工作面巷道压力显现非常明显.为此,巷道采取留小煤柱沿空掘巷,其巷道采用锚杆支护支护形式,克服了原来的工字钢棚支护缺点.通过计算和结合现场实际情况,确定了锚杆支护的各种合理参数,巷道顶板下沉量和两帮移近量不大,支护效果好.     

陈四楼矿迎采动沿空掘巷技术研究及应用

 摘 要：针对陈四楼矿2409轨道顺槽迎采动沿空掘巷工程中,小煤柱破碎,巷道围岩矿压显现剧烈问题,通过迎采动沿空掘巷围岩稳定性分析,认为特殊的时间安排和空间位置是迎采动沿空掘巷难题的关键,提出强化顶板、强化煤柱、强化初期支护的技术思想;以2409轨道顺槽迎采动沿空掘巷为工程背景,设计相应支护参数,巷道采用高强锚杆、M型钢带、金属网及锚索梁联合支护,工程实践表明巷道维护效果良好。     

大断面回撤通道锚杆支护技术与应用

以晋城寺河矿预掘大断面回撤通道为例,应用有限差分数值计算软件模拟了工作面与回撤通道不同距离及工作面采透回撤通道时围岩变形与破坏的特征;介绍了回撤通道锚杆、锚索联合支护形式与参数,加强支护形式;通过矿压监测数据分析,评价了回撤通道支护效果,证明在锚杆、锚索联合支护的基础上,再采用垛式支架加强支护是比较适合回撤通道的支护形式。     

动压巷道矿压显现规律及支护技术

基于煤柱应力监测、钻孔窥视观察等手段对成庄煤矿3号煤层巷道矿压显现规律进行了研究,结合数值模拟确定了在强动压影响下沿空留巷的护巷煤柱宽度。结果表明:采用高强度、高刚度、高预紧力锚杆锚索联合支护强烈动压巷道,巷道围岩破坏深度只有6 m,护巷煤柱宽由原来的40 m减小到30 m,而锚杆锚索受力均达到了破断力的40%以上,充分发挥了锚杆锚索的支护能力,并有效调动围岩的自承载能力,达到主动支护的目的。     

二次沿空巷道留巷支护方式及围岩变形规律研究

基于新庄孜矿62110回风巷沿空掘巷后破坏严重出现结构性失稳且后期再需留巷,对二次留巷支护技术进行了研究。分析了巷道破坏原因为地质条件复杂且前期支护参数不合理,结合煤巷预拉力支护理论确定采用＂三高＂锚杆（高强度、高刚度、高预紧力）、锚索补强、深浅孔注浆的联合支护方案。采用快速连续观测法对回采期间巷道的围岩变形进行现场实测,结果表明：高强度架锚注方案可再造围岩结构,减缓顶板活动剧烈程度,工作面后方30～55 m为巷道围岩变形剧烈区,55 m后变形速度趋于稳定。采取该修复方案改善了支护效果,保障了工作面安全回采。     

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。     

基于松动圈现场测试的非对称变形巷道支护技术研究

针对山西省吉宁煤矿2103高应力综采沿空巷道帮部非对称变形、顶板下沉严重等矿压显现突出及围岩体破碎的问题,以巷道围岩松散破碎的超声波探测为依据,在原有支护形式的基础上进行了支护形式及参数优化.其中,临空侧采用高强蛇形让压锚杆配合锚索,实体煤侧采用玻璃钢锚杆,顶板采用锚网索配合JW型护表钢带的联合支护形式.巷道锚杆受力、...     

破碎顶板巷道支护技术应用

四明山煤矿9102运输顺槽掘进过程中,受采空区及构造影响,掘进至450 m处时,顶板出现破碎现象,导致巷道顶板锚杆(索)失效严重.四明山煤矿分析了巷道顶板破碎原因,并对巷道支护方式进行优化,采用"桁架锚索+超前管棚"联合支护,现场应用结果表明,采取联合支护后,应力区巷道顶板下沉现象得到有效控制.     

重型综放工作面快速回撤与末采期顶板控制技术

为了研究重型综放工作面快速安全回撤技术,选取不连沟煤矿F6201工作面末采期为研究对象,采用理论分析和工程类比的方法,对重型综放工作面合理的支架工作阻力、放煤停止位置、快速回撤技术和回撤通道支护形式进行研究。结果表明：支架工作阻力满足15 000 kN,回撤通道与工作面放煤停止处的距离为25 m,采用小断面调节巷和高程测量法相结合的手段控制工作面顶底板标高以及回撤巷道选用锚网索和H型钢梁组合支护形式,能保证工作面安全回撤的同时提高回撤速度。