综放工作面大跨距开切眼联合支护技术

针对五家沟矿大断面(9.0 m×3.5 m)开切眼具体地质条件,采用锚网索单体柱联合支护技术,结合有限差分模拟软件FLAC3D对支护效果进行了预计并据此确定了支护参数。现场实测表明,该矿大断面开切眼采用锚网索单体柱联合支护技术是合理有效的,所采用的主要技术参数符合安全生产的需要,其支护形式及主要支护参数可为类似条件下支护提供参考依据。     

软弱围岩掘锚一体化快速掘进关键技术与工程实践

软弱围岩掘锚一体化快速掘进关键技术与装备是煤矿安全高效开采以及智能化建设的迫切需求。以具备膨胀性、节理化等软岩特征的煤矿回采巷道工程为背景,梳理了国内外掘锚一体机快速掘进技术发展现状,剖析了软弱围岩条件下掘锚一体机快速掘进面临3个方面的难题,包括全宽截割对围岩的扰动控制,软弱围岩及时高效永久支护,软弱围岩快速掘进煤帮临时支护。提出了软弱围岩掘锚一体化快速掘进的5项关键技术,包括：(1)低扰动截割技术。主要包括椭型全宽截割滚筒、截齿排布优化、截割动力学优化等。(2)减小空顶空帮距的及时支护技术。该技术是在掘锚一体化技术基础上,研制了集双圆柱导向、多连杆升降、支护油缸撑顶撑底、随动挡矸帘防护于一体的多钻机整体滑移平台,将掘锚一体机作业空顶距由2.5 m降至1 m,作业空帮距由3.5 m降至1 m。(3)软弱围岩多维度协同支护技术。综合考虑锚杆锚索支护参数间的时空协同效应和支护体与围岩的协同效应,掘进工作面采用低密度强力锚杆支护控制顶板,后部同步实施增强永久支护。(4)钻锚一体化技术。主要包括锚杆结构和力学特性、锚固剂材料及泵注技术等。(5)煤帮喷涂临时支护技术。主要包括快反应高延伸率喷涂材...     

深井沿空掘巷煤柱合理宽度确定及支护参数优化

为了解决顾桥煤矿深部巷道小煤柱沿空掘巷的支护难题,根据顾桥煤矿1121(1)综采面回风巷的工程地质条件,采用数值模拟方法对5,8及10m三种不同宽度煤柱条件下的围岩应力分布规律进行了模拟研究。结果表明:在相同的地质及采矿条件下,8m煤柱的应力峰值最小、5m煤柱的应力峰值最大,说明该巷道合理的煤柱宽度应为8m。同时对该巷道锚索网支护进行了设计,巷道支护实践及矿压观测结果表明,1121(1)综采面回风巷采用所确定的合理煤柱宽度及锚索网支护参数,有利于保持煤柱及巷道围岩的稳定。     

深部破碎巷道应力演化与围岩控制技术数值模拟

为解决某金属矿深部破碎围岩巷道支护的难题,采用FLAC3D对不同支护方案下巷道围岩失稳破坏情况进行了数值模拟.分析了巷道在无支护、锚杆支护、锚喷支护和锚喷+锚索支护等不同条件下围岩的变形规律.结果表明:在不同支护条件下,巷道围岩垂直应力在距离巷道帮部约2 m?5 m处出现了"耳廓型"的压应力集中;巷道围岩水平应力呈现非...     

大采高工作面大断面回撤通道联合支护效果模拟分析

针对寺河煤矿大采高工作面大断面(宽5.5m×高4.0m)回撤通道具体地质特征,提出了锚梁网索联合支护的方案,并采用有限差分数值计算程序FLAC2D5.0对巷道支护效果进行了较深入的分析.结果表明,巷道采用联合支护技术是合理的,所采用的支护参数完全能够满足工作面设备的顺利回撤,可为该矿区类似条件下大断面巷道支护提供参考.     

大断面回采巷道锚梁网索联合支护效果分析

论文针对某矿大断面(5.5m×3.5m)回采巷道具体地质特征,提出了锚梁网索联合支护的方案,并采用有限差分数值计算程序FLAC2D5.0对巷道支护效果进行了较深入地分析。结果表明,巷道采用联合支护技术是合理的,所选用的主要技术参数是安全的,其支护形式及主要技术参数可为类似条件下的矿井借鉴。     

5.4m大采高沿空留巷巷内顶板加强支护设计数值模拟研究

巷内顶板支护安全可靠是5.4m大采高沿空留巷成败的关键。以斜沟煤矿18503工作面下方材料巷为工程背景,在原有3m宽充填带支护设计的基础上,选择5种巷道顶部加强支护方案,研究不同加强支护条件下沿空留巷巷道的维护效果,并且确定最优参数。研究结果表明:1)厚煤层大采高开采中采用沿空留巷技术的方法是可行的,需要巷内支护和巷旁支护共同作用;2)巷内支柱对于顶板下沉控制是有效的;3)在采高为5.4m、充填带为3m的情况下,巷道顶部采用"2根木支柱、3根单体支柱"加强支护方案,帮部采用"2根锚索"加强支护方案。研究结果可为大采高沿空留巷技术提供有益的借鉴和参考。     

西冯街煤业3408下分层运输巷混合支护技术应用

为确保西冯街煤业3408下分层运输巷在工作面回采期间的稳定,结合该巷道所处的地质条件及断面大小,提出在运输巷掘进0～42.1 m范围采用锚杆(索)网支护,在42.1～919 m范围采用12号矿用工字钢配合拉杆、背板支护。现场应用结果表明,3408下分层运输巷采用了混合支护技术后,巷道顶底板及两帮的移近量均在合理范围内。     

厚煤层沿空掘巷合理煤柱尺寸的数值分析

根据张集煤矿1213(3)工作面的地质条件,应用大型有限元程序ANSYS对不同尺寸煤柱条件下掘巷及回采时围岩应力、变形进行了分析,指出厚煤层沿空掘巷锚杆支护合理的煤柱尺寸以5m左右为最佳。     

柳泉煤矿动压巷道支护方案改进数值模拟分析

柳泉煤矿某采区回风巷道(3.2 m×2.6 m)受工作面采动影响,变形破坏严重。根据其地质条件,在原锚梁网索联合支护效果较差的前提下提出了新的联合支护方案,并运用非线性数值分析软件FLAC对巷道支护效果进行了分析。结果表明:选用锚杆直径22 mm,长度2 200 mm,顶板锚杆间距为800 mm,两帮间距为800 mm,锚索长度6 m,锚索间距为2.5 m的支护方案能有效地控制顶板和两帮的变形。现场实践表明,优化后的支护参数对围岩支护效果较好,能取得良好的技术经济效益。     

薄基岩、厚表土层大断面切眼安全控制技术

在基岩厚度为20~40 m、表土层厚度450 m左右的条件下,分析薄基岩条件下的地质力学特征,确定采用锚网梁索支护技术控制大断面巷道。根据相关支护理论对支护参数进行了选择,并利用能量理论进行了验算。现场应用表明,上述支护技术的实施实现了切眼的安全施工,确保工作面支架有足够的安装空间。     

锚杆支护沿空掘巷合理位置的确定

根据张集煤矿1213(3)工作面的地质条件,首先运用模尔库仑准则建立了计算塑性区宽度的力学模型,得到厚煤层沿空侧煤体的塑性区宽度,并根据锚杆作用机理建立了锚杆支护沿空掘巷合理窄煤柱理论宽度公式,并指出合理煤柱尺寸为5 m;然后,应用大型有限元程序ANSYS,对不同尺寸煤柱条件下掘巷及回采时围岩应力、变形进行了分析,指出厚煤层沿空掘巷锚杆支护合理的煤柱尺寸以5 m左右为最佳.最后,将所得结论应用于实践,取得较好的效果,说明煤柱尺寸是合理的.     

厚层复合顶板煤巷锚杆支护技术研究

为了解决顾北矿1312(1)综采面厚层复合富水顶板条件下巷道锚杆支护难题,根据煤巷锚杆支护围岩控制机理,锚杆支护巷道的围岩强度强化理论,高预应力、高强及超高强锚杆与锚索支护技术,提出了厚层复合富水巷道锚杆支护方案。工程实践表明,顶板和两帮采用2.5 m长高预应力、高强锚杆,顶板采用6.2 m锚索配合槽钢组成锚索梁结构支护,充分调动深部围岩承载能力,主动控制巷道围岩并形成稳定的承载结构,缩小了围岩塑性流动区的范围,达到了预期的支护效果。     

基于煤体极限强度理论的窄煤柱护巷技术及其支护优化研究

为了提高煤炭采出率,减少煤柱损失并控制巷道围岩变形,结合潘一矿1561(1)上风巷现实条件,总结了窄煤柱条件下巷道矿压的基本分布规律,分析推导出该条件下煤体载荷强度计算公式,基于煤体极限强度理论计算出窄煤柱宽度为7.1 m,并采用锚网索联合支护技术对现有支护系统进行了优化,增强了巷道的稳定性,为矿井的安全高效生产提供了保障。     

断层破碎带巷道底臌作用机理与控制技术

针对阳城煤矿-650南翼综机库(返修后为-650集中制冷硐室)底臌问题,采用现场调研和室内测试分析了底臌影响因素,包括断层破碎带影响、底板岩体质量差、底板浸水劣化和底板支护薄弱,其中前2条属于地质因素,要摸清参数分析利害,后两条属于人为因素,要优化设计设置防水。通过有限元模拟了原有支护和返修支护条件下底臌形成过程,模拟显示原支护条件下,巷道底板零位移标线距离巷道底板地坪7 m左右,零应变标线距离底板地坪10 m左右;底板有明显的3个区域:拉应变上升区、拉应变压缩区、压应变压缩区,其中拉应变上升区分布范围广且深度大(即零位移标线深度大),围岩应力作用下拉应变上升区持续位移是造成底臌的关键原因。返修方案优化了全断面支护并重点强化底板支护力,模拟显示返修后底板零位移标线距离巷道底板地坪约4 m,与原有支护条件下相比,零位移标线抬升约3 m,减小了底臌发生区深度,控底效果显著。由此,提出了以底板零位移标线深度(即底臌产生区深度)来分析底臌作用机理,在单一变量条件下,分析得出底板支护力σ、底板岩体强度σc、巷道埋深H及巷道半径R与底板零位移标线深度hs的相关函数分别符合对数方程、幂函数、线性方程和对数方程。其中底板支护力和巷道半径影响作用显著,底板岩体强度影响作用次之,巷道埋深影响作用再次之。因此,为抑制底臌,在常规支护条件下应尽可能提高底板支护力;在巷道满足使用要求条件下应尽可能减小巷道尺寸;对软岩底板应尽可能保持或优化底板岩体强度,必须进行底板防排水。最后,实施了以锚网索喷+钢管混凝土支架技术优化全断面支护并以钢筋混凝土底梁强化底板支护的综合返修支护方案,工程实践表明返修后底臌控制良好,底臌量低于20 mm,计算钢筋混凝土底梁支护力1.02 MPa,钢管混凝土支架反底拱支护0.91 MPa,返修方案的底板总支护力σ=1.93 MPa,属于高支护力方案。但是返修方案也存在施工复杂和支护成本较高问题,为此提出由预制装配式弧板+控底锚索+防水层组成的优化支护系统,施工简单,成本经济。     

突出矿井保护巷与被保护巷相对位置确定

针对不具备保护层开采条件的突出煤层存在保护巷与被保护巷合理位置难以确定的问题,采用现场实测方法,分别研究了4种不同位置的保护巷在被保护巷(煤巷)掘进和工作面回采过程中,其围岩的变形规律以及锚杆索受力状态,并对比分析了不同位置条件下底抽巷的防突效果,结合矿井现有支护方式与支护技术,提出了保护巷与被保护巷间合理的平距为5 m,减少了钻孔工程量,提高了瓦斯抽采效果。     

软岩大断面硐室卸压与支护技术研究

 为了解决软岩大断面巷道支护难题,针对柳泉煤矿-700m水平软岩大断面硐室地质条件,对软岩大断面硐室底板卸压与加固技术进行了研究并提出了大断面软岩硐室的卸压、加固支护实施方案,取得了较好的技术经济效果,该方法为类似地质条件下大断面软岩硐室卸压与支护加固技术提供了经验。     

复合顶板孤岛面窄煤柱沿空掘巷锚网支护的应用

为实现煤矿生产高产高效,邢台煤矿在复合顶板、孤岛工作面条件下,通过分析计算确定合理的煤柱宽度和锚网支护参数,对两巷掘进采用留3 5～3 8m小煤柱,成功试验了窄煤柱沿空掘巷锚网支护技术。     

基于正交试验的巷道支护参数优化研究

巷道支护参数选择的合理性和科学性是保障其长期稳定的关键。以某铜矿巷道为研究背景,在工程地质条件研究的基础上,利用3DEC离散元软件构建了矿山巷道的三维数值模型,设计了3因素3水平L₉(3³)支护参数的正交试验方案,获取了在不同参数条件下的变形规律和支护效果。通过对巷道支护参数优化以及经济合理性比较分析,确定了较优的巷道支护参数,即锚杆直径28 mm、长度1.75 m、间排距1.2 m, C20混凝土喷射厚度100 mm。采用极差分析方法对影响巷道稳定各因素的敏感性进行分析,从巷道顶板沉降和侧帮水平变形不同角度分析,得到的巷道支护参数因素的敏感性不同。研究结果在一定程度上为矿山巷道支护提供了技术参考,同时对处于类似地质条件下的矿山巷道支护具有一定的参考价值。     

浅埋深小煤柱巷道锚杆支护技术研究

以枣泉煤矿12203工作面措施巷留6m和10m小煤柱巷道为实例,介绍了12203工作面措施巷的地质与生产条件,对小煤柱巷道支护技术进行了简单分析,提出了高预应力锚杆支护配合注浆加固的综合支护方案,试验效果显著,巷道变形得到有效控制,为类似条件下小煤柱巷道支护和加固提供了科学依据。