锚注技术治理巷道底鼓在裴沟矿的应用

介绍了郑煤集团裴沟矿在松软岩层、高应力区域内，利用底板锚索、围岩注浆、框架结构技术治理巷道底鼓的经验。     

煤矿坚硬顶板回采巷道底鼓控制技术研究

针对国投塔山煤矿10209回采巷道生产地质条件,分析了回采巷道在采动影响下巷道底鼓机理及控制技术。通过分析,回采巷道底鼓主要影响因素为采动过程中的超前支承压力,建立底板岩层滑动力学模型,提出加强两帮支护强度及安装底角锚杆对底板岩层进行控制的思路。以国投塔山煤矿10217回采巷道为背景进行现场工业性试验,表明底鼓控制方案安全可靠,为坚硬顶板软岩底板回采巷道底鼓控制提供依据。     

元甲煤矿软岩巷道底鼓机理及控制技术研究

针对元甲煤矿20101回采巷道底鼓严重破坏问题,通过对巷道底板围岩的矿物成分分析及物理力学强度测试,发现底板岩层中黏土矿物成分较多,易膨胀、软化,且底板围岩整体强度较差,是造成巷道底鼓严重的主要原因。根据元甲煤矿的工程地质条件,提出了打卸压槽的方案控制底鼓,利用FLAC3D数值模拟软件,研究了不同切槽深度下的巷道围岩应力分布及位移情况,确定出20101运输顺槽切槽卸压深度为2 m。现场工业实践结果表明,该方案有效控制了巷道底鼓,取得了良好的经济效益。     

煤矿巷道底鼓数值模拟及割槽技术

以新疆四棵树煤矿的三矿A504综采工作面的沿空巷道底鼓为例,运用数值模拟方法,分析巷道底板岩层位移和应力分布的特点,确定其底鼓类型兼有剪切错动型与挤压变形,主要原因为巷道两侧高集中应力、高水平构造应力和完整的巷道底板岩层。在此基础上,通过正交实验进行巷道底板割槽方案设计,选择合理、有效的割槽宽度和深度,解决巷道底鼓问题。     

巷道底鼓防治技术研究

随着东海煤矿采深不断增加,使得巷道所处压力环境愈加复杂,巷道底鼓问题也越来越严重,巷道支护也越来越困难。通过对东海煤矿32#煤层左十二副巷巷道底鼓机理、巷道顶底板岩层主要物理力学性质进行研究分析,提出了对巷道底板做弧形设计,对两底角做圆弧处理,增加巷道支护强度,减少顶板对两帮的作用力,使应力向深部转移。采用离散元软件RFPA进行数值模拟分析,确定了东海煤矿左十二副巷底鼓变形破坏特征,验证了支护设计的可行性;通过巷道底鼓变形监测,表明新型支护方案能很好地控制巷道顶底板及两帮移近量,保证了巷道的长时间稳定,取得了良好的经济技术效果。     

煤矿回采巷道底鼓变形分析及其破裂过程模拟

文章建立了巷道围岩变形的力学模型,基于软岩的膨胀理论与层状底板的应力状态,分析软岩回采巷道底鼓发生过程,计算膨胀引起的底鼓量.为进一步分析软岩巷道底鼓过程,考虑软岩的蠕变特性及非均质性.在岩石破裂过程分析系统(RFPA)的数值模型中,引入蠕变模型及非均质系数,对软岩巷道的变形和底鼓破裂过程进行数值模拟.从数值模拟结果中可以看出,在水平恒定荷载及岩体蠕变作用下,巷道围岩的应力集中造成巷道底板岩层的初始破坏,底板岩层出现初始离层;垂向荷载下降,导致巷道底板出现破裂并发生扩展,加快巷道底板岩层向巷道内移动速度,致使底板发生离层;随着时间的变化,底板岩层的强度值不断衰减,造成巷道底板岩层不断向巷道内鼓出,产生挤压流动性底鼓.     

复合岩层底板底鼓锚索支护的力学机理及应用

煤矿巷道在两帮下沉以及底板下位岩层的向上作用下,复合岩层底板会引发弯曲底鼓,当底板开放,底板变形将会很大。对这种软弱厚层复合底板采用底板锚索支护技术,不仅可以增强底板复合岩层的抗弯刚度,而且可以调动深部稳定岩层的承载能力。文章依据底板锚索支护的力学机理,对永煤新桥矿-550 m北翼轨道运输大巷的复合岩层底板底鼓,经采用锚索梁治理方法后,巷道顶底板变形降到最大6 mm,使该技术得到了成功的应用。     

底板深孔爆破卸压机理及底鼓控制技术研究

高河矿E2305工作面胶带巷由于底板岩层强度低,在高应力作用下导致巷道底鼓严重。利用FLAC~(3D)软件分析了底鼓发生的主要机理,通过理论计算和数值模拟计算,提出了底板深钻孔松动爆破方案。通过相似模拟,研究工作面回采过程中矿压显现、回采巷道附近围岩的应力分布、位移、巷道的破坏方式及程度的规律。对回采巷道底板岩层进行深孔爆破卸压处理后与原支护不爆破卸压的巷道底鼓现象和规律做出对比,结果显示底板深孔爆破卸压能够解决底鼓问题。工程实践表明:巷道最大底鼓量为55mm,最大底鼓速率为26mm/d,变形速率及底鼓量在巷道正常使用允许范围之内,底板卸压爆破后巷道变形尤其是底鼓得到了有效控制,可以为相似条件下巷道底鼓治理提供借鉴。     

基于滑移线场理论的巷道底鼓机理与防治技术研究

基于滑移线场理论对巷道底板岩层建立滑移线场模型,以山西焦煤回坡底煤矿1021巷为工程背景,研究了巷道非对称性底鼓机理,并提出了合理的底鼓防治技术.研究结果表明,巷道底板滑移线应力场中存在均匀应力场与非均匀应力场,从两帮往巷道中心线处,底板应力逐渐减小;底板滑移线主动区速度垂直向下,过渡区受主动区挤压而发生旋转并挤压被动...     

软岩大断面巷道底鼓治理方法探讨

巷道底鼓往往是底板岩层层理破坏、矿压增大等综合作用的结果,会直接影响安全生产。针对峪口煤矿9号煤首采区变电所所在位置的底鼓情况,通过分析巷道所处的特殊地质条件和围压增大造成底鼓的机理,提出了采用底板锚杆配合底梁施工的治理方法。经工程应用和监测分析,取得了良好效果,较好地解决了采区变电所巷道断面较大、底板松软条件下的底鼓问题,为同类地质条件下巷道底鼓治理提供可行的借鉴经验。     

回采巷道底鼓演化过程的分布式光纤实测研究

随着煤矿开采的深部化和开采设备的大型化，回采巷道底鼓成为制约工作面高效、安全回采的重要问题，揭示回采巷道底鼓的发生规律对巷道底板稳定性控制具有重要意义。在分析回采巷道底板变形破坏特征的基础上，结合巷道底鼓关键特征研究了分布式光纤应变表征方法，并通过钻孔布设分布式传感光缆，以煤矿现场大量实测数据为依据，对工作面回采过程中回采巷道底鼓的发生进行了系统分析。研究结果表明：分布式光纤以一个正应变峰值和一个负应变峰值分别对应底板岩层的离层和挤压的非协调挠曲变形特征，以光纤局部范围受拉对应底板岩层的破碎和挤压膨胀变形特征，破碎特征区光纤的应变增量、增速反映了破碎岩块之间的挤压剧烈程度。将回采巷道底鼓演化过程分为扰动、破坏、卸压隆起3个阶段，指出每个阶段底板岩层破坏特征，确立了各阶段破碎区分布式光纤应变特征值关键信息。研究所得结论为实现巷道围岩大范围分布式光纤监测提供新的思路，对回采巷道底鼓控制具有指导意义。     

亭南煤矿东翼轨道大巷底鼓力学机制及控制技术

为解决亭南煤矿东翼轨道大巷底鼓问题,采用现场调查、围岩物化成分分析、吸水软化试验和数值分析等方法,研究了亭南煤矿软岩巷道底鼓特征、影响因素和变形力学机制。结果表明:底鼓主要是由于巷道底板岩层岩性软弱膨胀性强,底板在无支护状态下成为巷道变形和应力释放的主要空间,巷道底角软岩在两帮应力传递作用下产生剪切塑性大变形,向底板中部挤压形成底鼓。提出了底板隔水、加固、控制变形的治理原则,采用混凝土反底拱+金属焊接网+底角管缝式锚杆的支护形式,对底板进行加固。通过现场监测和数值分析,表明新支护能够改善底板围岩受力状态,切断底角剪切滑移变形,有效控制巷道底鼓变形。     

515108工作面回风顺槽巷道底板变形分析与控制

为了分析杨家村煤矿515108工作面回风顺槽底板变形情况,建立了巷道力学模型分析变形原因.应力模型显示,采空区存在较大应力集中区,导致上覆岩层稳定性不高,后续回采导致顶板应力分布逐渐加剧,并传导至底板岩层,使其应力增加发生剪切破坏产生底鼓.采用“底板注浆改造+底板锚杆”的方案对其进行改造,经数值模拟验证,该方案可以有效...     

马头门底鼓机理及防治技术研究

根据麦垛山煤矿副立井马头门围岩地质条件及巷道开挖支护后的围岩变形破坏情况,对其围岩力学性质特征进行了分析研究,揭露了巷道支护中存在的问题。根据马头门巷道底板的变形特征,分析认为造成底鼓的主要原因为底板岩层遇水强度弱化,并在受两帮挤压作用下,底板岩层弯曲变形,进而导致底鼓。基于巷道底鼓机理及原因,综合采取施工反底拱,打底板锚杆和底角锚索以及底板围岩注浆加固的防治技术措施对底板变形破坏进行控制;现场试验表明,该措施条件下底板变形得到了有效控制。     

岩石巷道底鼓机理及影响因素分析

为研究巷道发生底鼓的机理,采用理论分析、模拟实验等方法,分析了底板岩层结构与物理性质、围岩应力状态、开采扰动、水理作用、支护结构等5种因素对巷道底鼓的影响,研究了一般巷道底鼓和动压巷道底鼓机理。基于此,提出复杂条件下巷道非线性、突变性、强动力性的底板岩层破坏演化及应力分布规律、巷道底鼓预防与治理时机是未来底鼓治理研究的重点。     

千米深井软弱围岩巷道底鼓治理数值分析研究

结合赵楼煤矿巷道工程实际,分析了巷道底鼓治理机理。利用UDEC数值分析软件,进行数值模拟分析,得出巷道底鼓治理的最佳方法。数值模拟和现场观测表明,采用锚杆索支护加固和钻孔卸压相结合的方法,可有效控制巷道变形,使底板处于应力降低区,提高底板岩层的稳定性,是防治底鼓的有效措施。     

深部高应力软岩硐室围岩控制技术

裴沟煤矿42采区泵房围岩岩性差,服务年限长,埋藏深应力大且受断层影响,残余构造应力也大。通过分析原U型钢棚支护,巷道掘出后不久即严重变形的原因,提出了通过围岩注浆,顶帮部棚索协同支护增加结构稳定性,提高其承载能力,底板锚网索支护控制底鼓。通过方案实施后的现场实测,该方案有效控制了围岩变形。     

软岩巷道支护方案优化与底鼓防治技术研究

根据红庙煤矿巷道底鼓形式,提出了5种方案对底板进行加固支护。采用底板反拱+注浆+底锚杆联合支护方式巷道的底板变形量仅为21.5mm,底鼓显现得到了控制。     

特厚煤层大断面软岩巷道底鼓治理措施与效果

以斜沟矿特厚煤层大断面软岩巷道反复强底鼓工程实际为背景,综合运用理论计算与现场监测方法,结合巷道底板岩层特性,判断巷道底鼓类型,引用巷道极限平衡理论,计算得出巷道极限平衡区最大深度为11.05 m,设计“双应力壳-梁”控制巷道底鼓措施。现场应用的监测结果表明,采用新的控制措施后,巷道底鼓量最大为17.49 cm,巷道底板围岩控制措施取得较好效果。     

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。