立井壁后松动范围的分析与检测

一、概述 立井作为矿山的咽喉要道,其稳定性如何,直接关系到整个矿山的建设成本、建设周期和服务年限。所以,广大矿建工程技术人员都非常重视对立井稳定性的评价,然而,只从施工质量这一指标,很难全面地反映立井的稳定程度,应该从围岩状态和井壁施工质量这两个方面来考虑。要得到这两方面的准确的、定量的指标,是比较困难的。而立井壁后的松动范围则是围岩状态和施工质量好坏的综合反映。即立井施工质量好坏,围岩的岩石力学性质和应力状态,直接影响到松动范围的大小,所以立井壁后松动范围可以作为立井稳定性评价的一个重要指标。为此,从理论上分析壁后松动范围的影响因素、发展过程都非常必要。近几年来,我们对现场不同地质条件的几个井筒的壁后松动范围进行了检测,同时对现场所遇到的有关问题进行了室内模拟研究,为今后立井的支护设计,松动范围的控制,防止围岩恶化提供一些参考依据。     

香山公司副立井变形预计及加固

由于改造后生产系统的需要,香山公司需要将新增设的副立井建在采空塌陷活动区.为确保香山公司副立井服务期间的稳定性,对导致塌陷区形成的3个工作面及其各自引起的井筒移动和变形进行了计算和分析,并提出有效的加固措施.采用基于随机介质理论的概率积分法计算各工作面对井筒所引起的采动影响.预计结果表明己16-17-16042工作面是其井壁破裂的主要因素,井壁破裂处围岩的特殊岩层结构是其直接诱因,其预计结果同井壁实际破裂位置和程度相符.井筒治理采用"锚杆金属网加槽钢"的联合支护加固技术,取得了理想的效果.     

采动影响下大断面厚煤顶煤巷支护机理及其优化

为解决菏泽腾达煤矿1503运输顺槽煤层厚度变化大、煤层顶板自稳能力差,巷道断面跨度大,采动影响下易发生围岩变形,顶板、帮部支护难度增加影响掘进施工安全及工效问题,结合工作面地质条件及现场实际情况,通过FLAC3D数值模拟分析方法对采动影响下巷道支承压力变化规律进行研究分析,并采用数值模拟和力学理论计算方法对巷道支护设计方案进行模拟对比分析,确定了巷道支护方案。现场验证结果表明,巷道采用该支护设计方案进行支护后,巷道围岩变形得到有效控制,为类似条件下煤巷支护提供了参考。     

采动影响下底板瓦斯抽放巷稳定性研究

针对某矿底板瓦斯抽放巷受上部煤层采动影响破坏严重的现象,采用UDEC数值模拟对9#煤层开采过程中底板瓦斯抽放巷的稳定性进行分析,研究了采动影响下支承应力在煤层底板中的传播规律、底抽巷应力场、塑性区分布和围岩位移变化情况。通过采用锚杆锚索联合支护的方式,顶底板和两帮位移量明显减小,取得了较好的支护效果,保证了采动后底抽巷的抽采效果。     

强烈采动影响下煤层底板大巷支护优化设计

针对某矿煤层底板大巷受采动影响变形大、支护困难的问题,采用数值模拟的方法,对其围岩应力分布特点进行了分析,并根据数值分析结果、相关的地质资料及巷道支护现状等提出支护优化方案。经过现场施工后,巷道围岩变形得到较好的控制,表明了优化方案的合理性。     

在滑动构造带开凿立井

根据滑动构造带的地质特征，考虑立井工程的安全和可靠性，确定立井开凿表土段采用吊挂井壁施工法，基岩段采用锚网喷临时支护，现浇钢筋混凝土作永久支护，基岩施工前进行注浆加固岩层。使立井施工速度达到３３．１ｍ／月，高于全国水平。     

回风立井过空巷支护技术研究

西山煤电鸿兴煤业有限公司基建矿井在回风立井井筒施工过程中与原整合矿瑞祥煤业小窑2#、3#煤层采空区贯通。本文通过对巷道支护技术方案比较,确定对采空区进行封闭,并对回风立井井壁35m范围内井筒进行加固和特殊技术支护处理,依据回风立井实际揭露采空区情况,共采用3种支护方式对井筒进行支护,以确保回风立井不受采空区空巷等的影响而正常使用。     

不稳定回填土层立井井筒表土段加固开挖施工技术

针对兴无矿进风立井施工需穿过深厚、松软、复杂的不稳定回填土层，提出了“吊挂井壁+井圈+钢板桩加固”综合施工法，分析了该综合施工方法的施工原理，并采取了一系列针对性措施，解决了立井井筒回填土段开挖支护施工难度大、易下沉等难题，确保安全、快速地通过不稳定表土层(回填土层)，保证了施工的安全、质量和效率，对今后类似立井井筒工程施工有一定借鉴意义。     

立井井筒注浆封堵固液耦合数值模拟

针对某煤矿复杂水文地质条件下立井井筒严重涌水的实际情况,采用理论分析和数值模拟相结合的综合研究方法,深入分析了立井井筒涌水机理;结合井筒围岩特性和周围地下水渗流场的变化规律,通过试验研究,选择以马丽散N为主的注浆材料;在考虑水体作用条件下,通过FLAC3D对立井井筒注浆封堵进行固液耦合数值模拟,分析了马丽散N在立井井筒注浆封堵中的使用效果;经过实测煤矿涌水量最终小于0.05 m3/h,达到了防治井壁破裂、封堵涌水的目的,抑制了井壁附加应力。     

华丰矿动压低强度介质围岩巷道稳定性模拟

采用FEM与BEM耦合技术对华丰矿受采动影响的底极及两帮为煤层的锚网支护顺槽巷道围岩稳定性进行数值模拟。结果表明，巷道的两帮及底板破坏范围大，变形严重，特别是底板的鼓起变形，是巷道围岩控制的重点。数值模拟结果与实际情况基本吻合，为采取行之有效的支护方式对底板进行加固提供了依据。     

井壁非采动破裂治理措施的探讨

分析了煤矿立井非采动破裂原因和目前采用的治理井壁波裂措施的优缺点及可行性，探讨了合理治理井壁破裂的可能途径。     

急倾斜煤层重复采动回采巷道变形破坏机理与支护技术研究

针对急倾斜煤层重复采动条件下回采巷道稳定性控制难题，以典型的急倾斜煤层回采巷道为背景，采用现场实测、数值模拟和物理相似模拟实验方法，对重复采动条件下急倾斜煤层回采巷道变形破坏特征进行了分析研究。结果表明：重复采动影响下急倾斜煤层巷道围岩变形破坏具有非对称特点，其变形破坏失稳是一个复杂的时间空间问题。据此提出了“主动支护、关键部位加强控制”的支护原则，采用“强力锚杆+长锚索+W钢带+钢筋网”非对称耦合支护方式，有效地控制了巷道变形破坏，该研究成果可为解决急倾斜煤层巷道支护难题提供借鉴。     

塌陷活动区中提升立井新型井壁设计与施工

根据采空塌陷区的特点，谢一矿辅助提升立井井壁设计成可缩性复合井壁结构，该新型复合井壁适用于仍在活动中的地层。文中介绍了谢一矿辅助立井新型可缩性复合井壁的设计与施工、测试、地面沉降观测及变形分析，最后对工程的技术经济进行了分析。     

西部地区钻井井壁预制施工早期温度-应力场演化特征分析

为防止西部地区预制钻井井壁冬季施工出现裂缝现象，开展了钻井井壁预制施工的早期温度-应力场演化特征研究。首先，以西部地区可可盖煤矿中央回风立井钻井法凿井工程为背景，基于FLAC^3D软件，建立了内层钢板混凝土复合钻井井壁结构早期温度-应力场数值分析模型。通过模拟现场施工工况，获得了井壁早期温度应力的分布规律，确定了易出现早期温度裂缝的高风险区；然后，根据模拟计算结果，采用极差分析方法，获得预制钻井井壁早期温度应力影响因素从大到小依次为：对流散热系数、环境温度、混凝土强度等级。现场实测结果表明：模拟计算得到的温度分布规律与工程实测较为一致。     

某矿采动顶板矿压显现规律研究

以某矿首采工作面的工程地质条件为基础,采用现场实测的方法,分析了采区顶板矿压变化情况;结合采场实际情况,建立煤层顶板的工程地质模型,应用数值模拟软件UDEC模拟了采动过程中煤层顶板的矿压显现规律;通过对两者结果进行综合对比分析,得出了采动顶板的来压步距。研究结果为该矿煤层的后续开采、支护提供了参考依据。     

成型井壁保护措施中温控孔系统设计探讨

针对普通凿井施工遇到困难转入冻结法凿井施工时已成型井壁的防冻害问题,以塔什店回风立井冻结工程为例,使用ANSYS建立了平面温度数值模型,研究了温控孔开启时间、控制水温,并在此基础上探讨了温控孔系统设备选型。模拟结果表明积极冻结期50d开启温控孔,温控孔水温控制在10℃,可有效保证在冻结200d内井壁外缘仍能够维持0℃以上。     

水平应力影响下深部近距离巷道围岩稳定性研究

为研究水平应力对巷道围岩支护稳定性的影响,以济三煤矿183_下05工作面运输平巷为工程背景,采用FLAC~(3D)数值模拟软件,通过数值模拟对比分析,研究水平应力对受近距离上煤层采动影响的煤巷围岩应力分布及变形破坏影响规律。研究结果表明,受水平应力影响时,无论巷道帮部有无锚索支护,巷道围岩变形量均显著增大,围岩稳定性降低,水平应力对于巷道稳定性影响显著。     

下伏煤层开采引起的大巷变形规律模拟研究

针对泉沟煤矿要采出-115大巷下压煤,同时要保证上部的大巷正常使用的技术难点,进行了下伏煤层开采大巷围岩活动规律的模拟分析.研究了下伏两煤层开采引起的岩层运动规律及其对-115大巷造成的影响.此外,采用RFPA数值模拟系统,就大巷支护方式、下伏煤层与大巷距离、下伏煤层开采顺序等因素对-115大巷围岩稳定性造成的采动影响的普遍规律进行了系统分析,并提出相应措施.研究结果表明：-115大巷的原支护不能保持其稳定性,通过采用必要的加强支护措施后,大巷的稳定性是有保证的.     

立井冻结段带接茬钢板的单层井壁施工技术

门克庆煤矿回风立井采用全深冻结法施工；260m深以下，采用单层钢筋混凝土井壁，带接茬钢板，大大提高了井壁接茬处的封水性能。简要介绍了该单层井壁结构特点、施工工艺及施工技术措施。     

临涣矿风巷不同采动条件煤柱留设数值模拟研究

对临涣煤矿843风巷在受不同采动影响,以及不同的护巷煤柱尺寸情况下的支护效果进行了FLAC数值模拟分析,揭示了相邻煤层开采时,上部煤层工作面对下部煤层影响的范围和应力变化情况,探讨了在巷道受到不同的采动影响时,巷道保护煤柱的合理尺寸.