特厚煤层沿空掘巷围岩控制技术研究

为了控制沿空巷道围岩变形,保证巷道稳定安全,以塔山煤矿8204工作面5204巷为工程背景进行特厚煤层小煤柱沿空掘巷试验性研究。巷道掘进期间采用锚杆、锚索、金属网、W钢带、锚索组合钢梁联合支护。由于工作面回采影响巷道围岩稳定,又在超前支承应力集中区域、采煤帮侧和小煤柱侧进行加强支护。现场巷道变形观测发现,5204巷采用的支护方式是科学合理的、安全可靠的,8204工作面现已回采完毕,围岩控制效果良好。     

楔形护巷煤柱沿空巷道矿压显现规律研究

基于百善煤矿北大巷煤柱孤岛工作面现场具体地质条件及生产情况,通过采用FLAC3D数值模拟软件对楔形护巷煤柱沿空掘巷回采巷道受工作面超前支承应力影响过程中巷道围岩变形规律进行了分析研究。研究结果表明不同护巷煤柱宽度下巷道围岩应力分布差异较大,最终导致巷道变形有较大的不同,针对这种差异,提出在同一条巷道内不同区段采用相对应的支护方式及加固措施才能保证工作面的正常回采。     

煤柱回收工作面过空巷技术

针对潞安王庄煤矿采区煤柱回收工作面存在过空巷巷道围岩控制困难的问题,建立了煤柱回收工作面空巷基本顶力学模型,得出当空巷宽度增大时,空巷所需的支护阻力也会随之增大;空巷支护阻力与基本顶厚度之间存在线性关系,基本顶越厚空巷所需支护阻力越大;当支架的支护阻力增加时,空巷支护阻力呈线性减小趋势。将整个工作面空巷划分为3个空巷集中区,研究了工作面过第3空巷区4条空巷时回采巷道支护、空巷围岩稳定控制技术,制定了工作面过空巷时放煤控制、两巷超前加强支护、工作面顶板管理等安全保障措施,保证了煤柱回收工作面安全回采。     

深井大断面双巷布置回采巷道破坏机制及控制技术

为解决深井大断面双巷布置回采巷道二次采动期间围岩控制问题,以刘庄矿6203工作面回风巷为工程背景,根据现场实际观测情况分析了巷道变形特征,即回采期间巷道变形表现为底鼓量大于顶板下沉,煤柱帮变形远大于实体煤帮的非对称形态,巷道底板及煤柱帮围岩变形最严重。在此基础上分析了护巷煤柱、围岩应力、围岩强度、支护形式对巷道底鼓的影响,认为护巷煤柱尺寸过小,支护参数不合理是导致巷道破坏变形的主要原因。提出了改变护巷煤柱尺寸、优化巷道支护参数、局部注浆和留设卸压槽的底鼓控制技术。通过工程实践表明,新的支护方案使巷道围岩得到了有效控制,具有良好的安全技术经济效益。     

深井动压巷道围岩控制研究

以深井受2次回采动压影响14103辅运巷为研究背景,通过围岩地质力学测试及2次工作面回采动压影响下煤柱内部应力观测,得出巷道受上区段工作面采后及本工作面超前采动应力影响较大;留设55m煤柱,并采取适当支护方式,可有效控制巷道围岩变形,保证矿井安全生产。     

朔南矿区特厚煤层小煤柱巷道围岩变形分析及控制技术研究

为了研究特厚煤层小煤柱巷道围岩变形因素,降低围岩变形对安全回采的影响,以14203-1小煤柱工作面为研究对象,分析了小煤柱巷道地质构造、原岩应力特征、采动影响、煤柱留设等影响因素,确定了小煤柱巷道围岩变形的制约因素.通过对工作面回采过程中采取的围岩控制技术效果分析,找到了以加强巷道顶部支护为前提,断层注浆加固、优化超前...     

复采动压扰动下巷道交岔点围岩力学响应及控制分析

对旧采区进行复采时工作面会多次穿越空巷。过空巷时回采巷道与空巷会形成多个交岔点。交岔点附近回采巷道变形大、交岔点处顶板冒落、两帮破碎是复采回采巷道稳定性的主要问题。圣华煤业现场统计观测表明,在超前支承压力作用下交岔点附近巷道变形严重、空巷冒落次数增加,围岩破碎。建立了交岔点围岩应力分布的力学模型,分析了交岔点处围岩应力分布情况,结合现场实测和相似模拟等综合手段给出了交岔点处煤柱压碎区的范围。分析了交岔点处围岩变形与破坏规律,提出了交岔点跨度的计算方法。现场实测表明设计支护强度能够保证巷道支护安全。     

神经网络在锚杆支护方案优选及变形预测中的应用

根据综放回采巷道的特征,确定其锚杆支护形式优选需要考虑的因素为：围岩强度、煤层强度、巷道埋藏深度、围岩节理裂隙发育程度、采动影响、顶煤厚度、护巷煤柱宽度、巷道断面面积,这些因素和支护形式、支护参数一起对巷道围岩变形产生影响.根据巷道支护方案和围岩变形与其影响因素为非线性关系的特点,建立了综放回采巷道支护方案优选和围岩变形预测的神经网络模型,为支护设计和生产管理提供科学依据.     

坚硬顶板厚煤层回采巷道破碎围岩修复技术

针对新疆艾维尔沟矿区2130煤矿坚硬顶板厚煤层开采条件,通过对25221回风巷和调整回风巷间煤柱及巷道顶板破碎原因进行分析,提出采用工作面超前爆破弱化老顶降低围岩应力和跨巷注浆加固围岩相结合的回采巷道破碎围岩修复技术。该技术在不影响25221回风巷正常使用的同时,很好地解决了25221工作面回风巷和调整回风巷之间煤柱及巷道顶板破碎严重、巷道不易维护的难题,对回采巷道破碎围岩控制技术研究具有积极的参考价值。     

区段护巷煤柱宽度的探讨

通过本矿原设计护巷煤柱宽度对于巷道应力分布的影响,结合本矿实际,应用计算机模拟（FLAC）,模拟并分析了不同煤柱宽度及巷道围岩在回采期间的应力分布及变形情况,获得了不同的煤柱宽度巷道围岩在回采期间的力学特征,为煤柱宽度的合理留设、支护参数选择等提供理论依据.     

煤矿综采工作面超前及端头支护支架设计

综采工作面端头支护、顺槽超前支护是矿井综采工作面顶板支护管理的薄弱区域,综采工作面超前及端头支护支架的设计应用,提高了矿井的现场安全管理、矿井机械化程度,更是确保了矿井安全生产,提高了矿井工作效率。     

复采煤层末采煤柱合理留设宽度研究

为优化煤柱留设宽度,提高采区煤炭采出率,确保工作面的回采推进速度,结合薛虎沟煤矿2-106工作面实际开采条件,运用理论分析与数值模拟相结合的方法对2-106B工作面停采护巷煤柱尺寸进行研究,通过对护巷煤柱进行极限平衡计算,确定留设合理煤柱尺寸应不小于20.32 m;通过FLAC3D数值模拟分析保护煤柱宽度为25,22,20,15,10 m条件下巷道围岩变形情况,得出留设保护煤柱宽度为22 m时,煤柱内集中垂直应力逐渐向稳定非对称拱形分布形态过渡,煤柱两侧产生一定剪破坏和拉破坏,但煤柱中部未破坏区域范围扩大,煤柱稳定性较好;煤柱留设宽度为22 m时,对2-106B工作面液压支架拆除的时间段护巷煤柱应力进行监测,结果表明,巷道围岩得到有效维护,并处于稳定状态。     

综放工作面区段煤柱合理宽度优化研究

为了合理确定兑镇煤矿工作面区段间的煤柱宽度,在保证巷道支护稳定前提条件下,减小煤柱宽度,提高煤炭采出率,通过对现场采集的煤层及顶底板煤岩样进行了煤岩体的物理力学参数测试,采用FLAC3D数值分析软件,建立了工作面回采过程中不同宽度区段煤柱的力学模型,对比分析了3种不同煤柱宽度时围岩应力、变形及塑性区分布规律的差异。结果表明：16 m宽的煤柱可以较好地减小工作面推进过程中煤体的应力集中程度、塑性区范围及侧向位移,减少煤柱宽度,最终确定了区段煤柱合理的宽度为16 m,工作面实现安全回采。     

综采工作面巷道护巷煤柱留设尺寸研究

以西河煤矿3号煤层工作面护巷煤柱留设为背景,通过建立力学模型分析了煤柱的整体受力状态并计算出了煤柱的合理尺寸,运用数值模拟分析了工作面回采过程中煤柱受力情况及围岩破坏情况,得出煤柱留设的合理宽度为15 m。并在现场得到成功的应用。为类似条件下工作面顺槽煤柱留设提供科学依据。     

特厚煤层综放工作面防冲煤柱宽度优化

为研究强冲击倾向性特厚煤层综放工作面区段煤柱合理宽度,对华亭煤矿250102工作面频发的冲击地压现象进行分析,发现250102工作面20m区段煤柱内存在着极易诱发冲击地压的应力条件,具有典型的煤柱型冲击地压特征。采用数值模拟和理论计算的方法对2501采区工作面区段煤柱合理宽度进行模拟计算。研究表明：当煤柱宽度为5m时,应力集中系数最低,为1.14,冲击危险程度较低|当煤柱宽度为20m时,应力集中系数达到最高,为3.40,冲击危险程度达到最大|当煤柱宽度为25m以上时,应力曲线由单峰转化为双峰,煤柱由小煤柱的屈服阶段进入到大煤柱的承载阶段,冲击危险程度在不断降低|理论计算得出适合2501采区工作面区段煤柱宽度为5.64m,与数值模拟结果较为吻合。2501采区后续工作面均采用6m宽的区段煤柱,经实践验证,该宽度的区段煤柱对华亭煤矿冲击地压的防治效果较好。     

“Z”型煤柱诱发冲击矿压的模拟研究

针对常村矿的冲击矿压类型,以弹性力学、岩体力学、材料力学等理论为基础,初步建立"Z"型煤柱的力学模型。"Z"型煤柱诱发型冲击矿压,其主要影响因素包括采深、工作面巷道开拓布置、顶底板岩层结构、周围煤岩体的冲击倾向性等。通过数值模拟分析了2113工作面开采过程中水平应力和垂直应力的演化规律,详细分析了"Z"型煤柱区域的应力分布规律,得出"Z"型煤柱诱发冲击的原因及机理。最后提出21采区的工作面布局,即下分层工作面巷道内错式布置,有效地避免了"Z"型煤柱、应力集中现象的发生。     

煤柱内沿空掘巷技术在余吾煤业的应用研究

以潞安集团余吾煤业S2206工作面瓦排巷沿空掘巷工程项目为研究背景,利用数值模拟的研究手段进行巷道掘进及工作面回采期间巷道围岩应力与巷道围岩变形破坏特点、煤柱稳定性、支护与围岩相互作用关系等方面的研究,根据巷道变形量确定了合理的煤柱宽度及巷道支护参数,并取得了良好的现场应用效果。     

孤岛煤柱下沿空掘巷底鼓机理及控制技术

针对孤岛煤柱下沿空掘巷围岩应力大、巷道底鼓严重的问题,分析了巷道围岩性质、工作面动压、沿空掘巷窄煤柱宽度、孤岛煤柱集中应力等对巷道底鼓的影响,通过数值计算得到该类巷道具有围岩塑性区分布大、最大主应力等值线远离底板、底板岩层易挤压流动造成巷道剧烈底鼓等特点。在分析平沟煤矿1603轨道平巷底板浅部围岩位移特点的基础上,提出采用2根底角锚杆、2根底板锚杆的加固法控制巷道底鼓,现场观测表明,该支护方案加固后巷道底鼓量减小65%,取得了良好的控制效果。     

综采工作面跨石门开采在土城矿的应用

为了提高煤炭采出率且实现对石门集中应力的释放,针对土城矿1512-18采面煤层赋存地质条件,分析了常规的走向长壁采煤法煤柱留设大,采出率低的原因.因此,提出了综采工作面跨石门开采方法,通过对跨石门开采技术巷道布置、支护方式、回采工艺以及开采效果的分析,说明近距离倾斜突出煤层采用走向长壁后退式采煤方法跨石门开采不但技术、安全上可行,而且还能获得较好的经济效益.     

采动对综放顺槽稳固性及合理煤柱宽度影响的实测研究

根据公务素地区16#煤层赋存条件,运用工程类比法和数值计算法给出16#煤层顺槽的基本支护方式和支护参数,并将其应用于公务素煤矿二号井北一综放面回风顺槽和相邻工作面运输顺槽围岩稳定性控制的工程实践中.结果表明,所设计的锚固参数可确保综放面采动过程中上下顺槽的稳固性,且预掘巷道时上下工作面顺槽煤柱宽度可由20m减小到15m...