近距离煤层采动影响下巷道支护设计研究

山西省某煤矿属于高瓦斯矿井,矿方在近距离煤层开采前,于下组煤布置了瓦斯底抽巷,该巷道在上组煤开采前提供瓦斯抽采服务,在下组煤的回采期间将作为下组煤的回采巷道使用,巷道具有服务期限长、功能多的性质,其安全稳定性对矿山生产十分重要。研究中设计了该巷道的合理支护方案,并通过数值模拟软件FLAC3D分析了在巷道掘进和受采动影响条件下的围岩变形情况,研究表明:支护方案下的巷道在掘进、受采动影响的两种环境下,应力、变形和塑性区分布的情况均较无支护条件下得到了明显改善,此次研究为同类型巷道的支护布置提供了重要的参考依据。     

重复采动影响下巷道围岩变形规律及其稳定控制技术

为解决米村煤矿-150m泵房受上覆两侧煤柱工作面重复采动影响而产生的支护困难问题,基于FLAC2D数值模拟和现场实测,分析巷道围岩变形规律,提出了锚索加厚增稳围岩控制技术,并进行了现场工业性试验。研究结果表明:在上覆两侧工作面重复采动影响下,底板巷道围岩应力场和位移场表现出明显的非对称性,顶底围岩移近量大于两帮,右帮大于左帮,且巷道两帮深部围岩位移对上覆两侧采空区整体位移场表现出一定的敏感性;采用锚索加厚增稳技术可以充分发挥深部围岩的承载能力,突出围岩-支护承载拱结构的"厚而稳"特性,能够有效控制重复采动影响下巷道的非对称变形。     

近距离多煤层采动影响巷道围岩控制技术研究

为解决近距离多煤层采动影响巷道围岩控制难题,采用现场调研、工业性试验等方法,以变被动为主动控制的设计原则,采用高预紧力锚杆实现对顶板岩层的主动控制,同时采用预应力锚索及大尺寸托板构件提高护表面积,约束表层围岩变形。基于此,开发了近距离多煤层采动影响巷道围岩控制技术,实现了近距离多煤层采动影响巷道的有效控制。     

近距离煤层群重复采动覆岩破坏规律分析研究

以阳煤一矿近距离煤层群为研究对象,通过二维物理相似材料模拟试验的方法,对近距离煤层群重复采动情况下覆岩破坏及裂隙发展规律进行分析.结果表明:12#煤层周期来压步距平均为18 cm,15#煤层周期来压步距平均为14.5 cm,下行开采条件下,下煤层回采周期来压步距小于上煤层回采周期来压步距.12#煤层模拟回采垮落带高度为...     

近距离煤层重复采动覆岩裂隙时空演化特征研究

采用相似材料模型试验,在上行和下行开采方式下,对近距离煤层重复采动覆岩裂隙的时空演化特征进行了研究.采用数字图像处理技术对覆岩裂隙进行了量化分析,并基于分形理论与信息熵,提出了采用裂隙分形维数、裂隙熵和裂隙率3个特征参数来反映裂隙状态.研究结果表明:随着煤层开采的不断推进,上行开采重复采动覆岩裂隙的裂隙熵和裂隙率具有相...     

极近距离煤层群重复采动围岩力学特征研究与应用

采用相似材料模拟、数值模拟和现场应用的综合方法对极近距离煤层群重复采动极易引发动力灾害问题进行了研究。结果表明：煤层群重复采动过程中下伏工作面推进至85m时顶板与上伏工作面采空区出现贯通,导致下工作面周期来压呈不规律现象|下伏工作面前垮落角随着工作面的推进整体呈下降的趋势,后垮落角呈上升的趋势,且都在工作面推进至85m左右时角度发生明显变化|与初次采动相比,重复采动过程中应力集中程度相对缓和,卸压区域影响范围较大,当工作面推进至初次采动工作面煤柱影响区附近时,容易引发应力急剧增长及强动压现象。提出了“时间-空间-强度”相统一的极近距离煤层群重复采动条件下工作面强动压现象防范措施,保障了工作面的安全生产。     

近距离煤层采动影响及底层巷道支护参数研究

通过理论计算,确定上部煤层开采对底板的破坏没有延伸到下部12#煤层顶板,在破坏区不会影响锚索锚固体岩层稳定的基础上,给出合理的锚杆锚索支护参数,支护方案的数值模拟表明,巷道围岩位移量较小,支护效果显著。     

近距离煤层同采时回采巷道控制技术研究

在近距离煤层同采时,由于上、下煤层巷道所处的地质环境的差异,受到的采掘影响不同,所以采用的支护方式与支护参数有所区别.以河南神火煤电有限公司泉店煤矿11采区二3煤层为例,对近距离煤层同采时回采巷道支护方式进行深入研究.     

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。     

重复采动回采巷道变形机理及稳定控制

工作面在高强度开采过程中,回采巷道围岩的稳定性控制至关重要。针对布尔台煤矿厚煤层综放工作面回采巷道受强采动围岩变形特征,以42203综放工作面为例,根据巷道围岩蝶形破坏理论,与数值模拟方法相结合对其辅运顺槽受一次采动、二次采动时围岩变形机理进行了研究,分析了巷道围岩的塑性区“蝶形”扩展机理。研究结果表明：巷道围岩塑性区边界与巷道埋深、侧压系数及围岩的力学特性有关;围压比值决定着围岩塑性区的发育形态。在采动影响作用下,巷道周边最大主应力和最小主应力的大小及方向处于不断变化过程中。42203工作面辅运顺槽在受采动影响时应力发生偏转,致使塑性区呈现出非对称性扩展。基于42203工作面辅运顺槽受采动应力分布规律与塑性区演化规律,提出了相应的围岩控制加强支护技术方案,在现场工业性试验效果良好,为重复采动巷道围岩的变形机理及稳定控制提供一定借鉴。     

近距离采动影响巷道稳定性数值模拟研究

针对近距离采动影响巷道,运用FLAC2D软件,对不同情况下的跨采巷道稳定性进行数值模拟分析。初步探讨了近距离采动影响巷道围岩应力场的形成发展状况和传递分布特征,及考察方法的可行性和模型的可靠性,为确定合理的跨采方案提供有价值的指导或参考。     

近距离煤层群下部巷道围岩稳定控制技术研究

以某生产矿井采空区下运输顺槽掘进为工程背景,采用理论分析和数值计算方法对巷道围岩变形破坏特征进行研究。模拟结果表明,上部煤层底板破坏深度大于煤层群间距,直接关系到下部煤层的安全开采;上部煤层引起的应力降低区有利于下部煤层巷道掘进;上部煤层开采形成的裂隙区,增加了巷道围岩稳定维护的难度。基于此研究成果,提出加强支护技术方案。     

近距离煤层群采动卸压规律及瓦斯抽采技术

近距离高瓦斯煤层群开采时,受采动卸压作用工作面上部煤层瓦斯及底板下部煤层瓦斯均会对工作面造成影响导致瓦斯超限,需同时治理。针对杏花煤矿28#煤层右二工作面近距离高瓦斯煤层群开采时瓦斯涌出量大的问题,通过理论计算及数值模拟分析了顶底板煤岩破坏卸压规律为抽采工程设计提供了依据,结合工程经验采用了高位钻场、低位钻场及高抽巷相结合的立体化抽采措施控制本煤层及邻近层瓦斯,并取得了良好的应用效果。     

近距离煤层采动下底板巷道围岩应力分布与变形破坏特征

为揭示近距离煤层采动下底板巷道围岩变形特征,采用理论分析和现场测试的方法,理论计算和现场实测了试验工作面采空区下底板破坏深度,分析了上煤层工作面回采对底板巷道的扰动影响规律,上煤层工作面回采对底板巷道产生扰动影响具有时间性和空间性,可采取超前加强支护或提高工作面推进速度的方法,缓解上煤层工作面回采对底板巷道的扰动影响。     

近距离煤层跨采巷道围岩支护技术研究

近距离煤层上部煤层开采对下部煤层已有回采巷道的影响十分剧烈,当上部煤层与下部煤层回采巷道重叠时,下部煤层回采巷道的维护尤其困难。针对付村矿209孤岛工作面回采巷道重叠的特殊情况,通过理论分析与UDEC数值模拟计算,提出了合理控制下部煤层巷道围岩的空间斜拉锚索支护方案,并成功应用于修复巷道。     

近浅埋煤层重复采动覆岩裂隙发育相似模拟

为了得到近距离浅埋煤层重复采动对覆岩裂隙发育的影响,以神东集团石圪台矿为工程背景,利用相似理论进行相似模拟实验,通过对比单层煤开采与重复采动在矿压显现和移动破坏等方面的变化对覆岩裂隙发育进行分析,得出了近距离煤层重复采动对覆岩位移、矿压及裂隙演化的特征影响。结果表明:相比于单一煤层开采,重复采动覆岩裂隙明显增多,来压步距有所减短;覆岩达到最大下沉量位置更靠近开切眼一侧,为工程实践提供了一定理论基础。     

近距离煤层群重复采动下端面稳定性分析

端面顶板稳定性差一直是制约大采高工作面安全、高效开采的一大难题,这一问题在近距离煤层群开采中更加突出。针对近距离煤层群重复采动下端面冒顶这一难题,采用室内试验、理论分析、数值模拟等手段研究了重复采动下端面顶板稳定性。研究得到:受重复开采扰动的影响,下位顶板裂隙比较发育,顶板岩体强度变得更低,在相同顶板压力作用下端面顶板更容易失稳;17~#煤层开采时,采场上方不同层位顶板将形成2种"拱式"结构和1种"砌体梁"结构,并会出现3种不同程度的顶板来压现象,频繁来压容易造成端面冒顶;近距离煤层群重复采动下,作用在端面顶板的压力并不大,端面失稳的主控影响因素是端面顶板岩体强度,该条件下煤壁片帮与端面冒顶的防控措施是对煤壁与端面顶板进行超前加固。     

浅埋近距离煤层群重复采动覆岩破坏规律分析研究

以陕北韩家湾煤矿浅埋近距离煤层群开采为研究背景,通过物理相似模拟试验和现场实测,对浅埋近距离煤层群重复采动条件下覆岩破坏规律进行研究。结果表明：2^-2煤层周期来压步距平均为14.53 m, 3^-1煤层周期来压步距平均为15.61 m, 4^-2煤层周期来压步距平均为16.50 m;采用下行方式开采煤层,下煤层回采周期来压步距大于上煤层回采周期来压步距。2^-2煤层模拟跨落带高度为18 m,裂隙带最大高度为44 m(发育至载荷层下部),3^-1煤层模拟跨落带高度为11.5 m,裂隙带最大高度为80.5 m, 4^-2煤层模拟跨落带高度为8 m,裂隙带最大高度为115.93 m, 3^-1煤和4^-2煤的覆岩裂隙均与上煤层采空区贯通。实测表明,物理相似模拟试验所得数据与现场实测数据相符,验证了相似模拟试验用于类似问题研究的可行性。     

近距离下伏煤层回采巷道稳定性控制技术研究

针对近距离煤层回采巷道稳定性控制问题,采用理论分析、数值模拟与现场监测相结合的研究方法,分析了下伏煤层回采巷道顶板破断类型,优化了巷道支护参数,提出了锚杆+注浆锚索联合支护的巷道稳定性控制方法。研究结果表明：底板岩层最大破坏深度为12.15 m,属于裂隙破断类型,需要对顶板裂隙区加强支护,当锚杆间排距为750 mm×750 mm时,巷道支护效果最佳;通过现场试验与监测,巷道变形表现为“S”形增长趋势,整体变形量较小,实现了近距离下伏煤层回采巷道稳定性的有效控制,可为类似近距离煤层开采条件矿山提供借鉴。