煤巷顶板淋涌水对锚固性能的影响及防治措施

煤巷顶板淋涌水是井巷工程掘进施工中的潜在冒顶隐患源,严重影响了巷道的支护效果。介绍了煤巷顶板淋水量测定及评价方法,制定了淋水碎裂顶板煤巷锚杆索的锚固方案并进行井下现场试验,综合分析了顶板淋涌水对锚固性能的影响,确定了顶板控制措施。     

回采巷道碎裂结构顶板锚杆支护离散元模拟分析

应用离散元数值模拟软件对碎裂结构顶板在无支护、锚杆支护、锚杆锚索联合支护时顶板围岩稳定性进行研究,重点分析顶板冒落形态,同时,进一步对钢带、钢筋梁的支护作用进了力学分析,表明锚杆锚索联合支护是碎裂顶板适宜的支护形式,钢带、钢筋梁等护表材料对于顶板稳定起着重要作用.     

特大断面碎裂煤巷顶板弹性基础梁模型研究

为揭示特大断面碎裂厚煤层巷道破坏机制,并对围岩进行有效控制,运用Winkler弹性地基梁理论,建立了巷道顶板弹性基础梁力学模型,推导出了煤巷顶板下沉量、顶板岩梁弯矩的特征函数公式,分析了顶板下沉量、顶板岩梁弯矩随巷道跨度的变化关系,并在东坡煤矿进行现场应用。现场实践表明:依据该模型计算结果,选用新型预应力桁架锚索支护系统进行现场巷道维护,有效解决了碎裂厚煤层巷道的围岩控制问题,证明了该模型的合理性。     

采空区下近距离煤层巷道稳定性分析

团柏煤矿11~#煤层工作面回采巷道掘进及支护过程中顶板淋水量大,且直接顶层理裂隙发育并呈碎裂结构,顶板完整性受到影响,局部易发生垮冒事故。针对采空区下近距离巷道顶板的围岩特征,研究上煤层开采对下煤层顶板的影响,并进行了支护方案的优选,通过现场试验可知,锚网支护技术可在采空区下近距离煤层顶板巷道中推广应用。     

顶板淋水对巷道围岩变形破坏的影响及防治

基于某矿8203工作面5203回风平巷受顶板淋水的影响,致使顶板发生垮落,围岩变形破坏严重,难以实现该巷道的维护。运用理论分析、数值模拟和现场监测等方法,研究分析了巷道顶板在淋水条件下的围岩力学性质、塑性区扩展、巷道围岩应力和位移的变化规律。结果表明,顶板淋水会使围岩强度降低,变形量增加,顶板支护越困难。针对以上支护难题,提出了锚网索联合支护-新型防水锚固剂-注浆法等支护手段,并成功应用于5203回风平巷的维护。     

双轨防水闸门硐室设计及支护技术研究

针对高压单轨防水闸门硐室不适宜双轨运输巷的情况,以裴沟矿-300水平轨道巷防水闸门硐室为研究对象,采用理论计算、数值模拟及现场试验相结合的方法,选取防水闸门硐室主要参数,模拟出-300水平轨道巷防水闸门硐室受采动影响时应力场、位移场及破坏区特征.提出双轨防水闸门硐室双壳支护技术,并进行现场工业性试验.采用KJ327-F型顶板离层监测系统对双壳支护条件下防水闸门硐室顶板活动规律监测结果表明,受32071工作面采动影响,-300轨道大巷防水闸门以帮部变形为主,防水闸门采用双壳支护有效控制了围岩强烈变形.     

桁架锚索在碎裂顶板巷道支护中的应用

碎裂顶板是由裂隙系统切割成的松散岩块所组成的集合体,由于围岩压力(特别是水平挤压力)的作用,碎裂岩块相互挤压而形成压力拱.压力拱下方的岩石,所受的水平挤压力很小,易发生垮冒事故.为有效控制围岩变形和促进矿井安全生产,提出了利用桁架锚索控制碎裂顶板煤巷方法,阐述了其支护原理,建立了桁架锚索的力学模型,得出了压力拱下方岩石达到平衡时桁架锚索最小的预紧力.该技术应用于综放工作面开切眼支护的现场实践表明:在观测时期内,两帮最大移近量小于216 mm,顶板最大下沉量小于287 mm,桁架锚索支护技术对破碎顶板有很好的支护效果,这为复杂地质条件下煤巷支护应用提供了参考.     

厚煤层大断面巷道支护技术研究

以13031运输巷道为工程背景,调研了厚煤层大断面巷道围岩变形特征,分析得出大断面巷道的破坏机理以及影响巷道稳定的因素,提出锚网索联合支护的具体实施方案.现场实践表明,厚煤层大断面碎裂顶板应用锚网索联合支护的设计安全合理,可以有效控制围岩变形,现场试验效果良好.     

深井沿空留巷顶板变形破坏特征与控制对策研究

针对深井沿空留巷顶板出现的离层破碎难以形成承载结构甚至发生冒顶灾害的控制难题,综合现场调研、理论分析及实测方法,将其变形破坏形式进行归纳分类并深入分析,提出了"多支护结构"控制系统,研究了新系统的组成结构、控制原理、支护材料和支护时序。结果表明:1)顶板支护结构稳定性弱、跨度大、倾斜角度大和顶帮协同承载能力低是造成其变形破坏的主因;2)"多支护结构"控制系统包括强化锚固体系承载性能、强化碎裂煤岩体强度、强化顶帮协同承载结构和卸荷减跨,此系统可保证顶板结构完整,提高顶帮协同承载能力。研究成果在潘一矿东区进行推广应用,对类似条件巷道支护具有一定的理论意义和参考价值。     

大断面巷道软弱厚煤层顶板稳定性控制与对策研究

以王家岭煤矿20322胶带巷受小断层构造影响发生冒顶事故为工程背景,现场调研了冒顶区垮落前顶板变形破坏特征,以及顶板垮落后垮落带高度特征,在此基础上应用RFPA数值模拟软件分析了不同岩性顶板的离层情况。分析结果表明:随着顶板强度和刚度增大,顶板稳定性显著增强。提出利用高预应力多锚索桁架系统控制顶板结构稳定性技术,并从力学角度分析了其控制效果与合理的支护参数。现场实施"多锚索—钢筋组合圈梁"对称支护方案后,选取顶板较为破碎的6个地点进行矿压观测,结果表明顶板控制效果良好。     

神东矿区薄基岩大断面巷道顶板支护控制研究

针对大柳塔矿12615工作面薄基岩大断面开切眼顶板稳定性及支护控制问题,采用钻孔窥视仪探测分析了基岩顶板厚度及顶板分层结构特征,利用离散单元数值模拟分析方法对锚杆锚索在薄基岩大断面巷道顶板支护作用进行模拟分析,并对不同基岩厚度和顶板分层特征的开切眼巷道顶板提出了不同的支护控制方案,并进行了现场试验,取得较好的效果。研究表明,在薄基岩大断面巷道顶板支护控制中,采取顶板结构探测+计算机数值模拟分析+现场试验的设计思路,以及在超薄基岩地段采取分段掘进、分段支护的方案是合理可行的。     

碎裂顶板大断面巷道支护技术研究

针对3210运输巷碎裂顶板大断面巷道顶板容易出现碎裂变形,不能有效控制巷道围岩的变形,影响煤矿生产与安全问题,对原有锚网与锚索联合支护方案进行优化,优化后的支护方案可以控制围岩变形.     

松软破碎顶板巷道支护技术研究与应用

为了解决大同侏罗纪15号煤层松软破碎顶板巷道支护技术难题,对该煤层及顶底板岩层进行了物理力学性质测试,在此基础上分析了巷道顶板类型,针对煤层顶板实际情况,阐述了及时支护、可缩性支护、大工作阻力、整体加固的破碎顶板巷道支护原则,通过理论计算确定了煤层巷道围岩锚固支护方案。现场试验表明:选择的支护方案和支护参数能够有效地控制巷道围岩变形,巷道顶板的最大离层值为13 mm,支护材料用量下降了10%,保证了巷道安全使用,取得了明显的经济效益。     

深井高瓦斯碎裂软岩底抽巷围岩控制技术

以某矿高瓦斯工作面碎裂软岩底抽巷为研究对象,通过理论分析、现场调研及实测等方法,分析了底抽巷围岩支护结构破坏特征、破坏演化过程及其稳定性因素,对其围岩控制技术进行了深入系统研究。结果表明:底抽巷破坏的主要原因是其围岩强度低、软化吸水膨胀及其在强采动、高应力状态下的长期扩容变形;现场围岩变形观测和钻孔窥视发现围岩整体变形严重并呈明显不对称状态,尤其是采动一侧顶板和帮部。针对性地提出"多支护结构体"围岩控制系统并应用于工程现场,取得了良好效果。     

采空区矿柱——顶板体系灾变的流变力学分析

为研究采空区顶板—矿柱体系的稳定性,并确定其稳定时间,采用Hooke-Kelvin-kelvin模型,运用薄板理论和流变力学理论,建立了采空区顶板—矿柱体系的流变力学模型。以此模型为基础,推导出了采空区顶板沉降的微分方程,并根据顶板边界的破坏条件,求解出了采空区顶板—矿柱体系的稳定时间,并将求解结果与现场实际监测数据进行对比分析,验证了该模型的合理性与可靠性。研究表明:矿柱的流变变形是采空区顶板—矿柱体系失稳的重要原因,该流变力学模型可运用于现场的采空区的稳定时间预测,也可用于指导采空区进行及时有效的支护、充填等工作。     

采场顶板稳定性分析与锚杆支护研究

为了维护采场顶板稳定,确保采场安全生产,通过对顶板进行稳定性分析,研究采用锚杆支护作为顶板稳定性控制措施,并采用工程类比法确定了锚杆的合理参数。选用FLAC^3D数值模拟对无支护和锚杆支护两种方案进行了分析研究,模拟结果表明选取树脂锚杆支护能够减小顶板压力,控制顶板位移变形和岩体冒落。后期的现场实际观测表明,树脂锚杆在顶板稳定性支护中效果良好,能够保证采场顶板的安全稳定。     

西曲矿软岩巷道顶板冒落机理及控制研究

针对西曲矿18501工作面软岩巷道顶板冒落范围大,冒顶高度高等特点,采用理论分析以及数值模拟方法对软岩巷道顶板冒落机理进行了分析,研究了顶板高冒区的形成过程,结合西曲矿现场地质条件,提出了利用围岩自承的能力以及顶板形成的冒落拱的稳定性,加以锚网索喷+柔层桁架耦合支护的支护技术,并在现场进行了实践,根据现场监测结果证明该支护方式能够有效的控制围岩变形,提高了巷道的稳定性。     

沁秀煤业井下巷道注浆加固方案的优化

针对沁秀煤业巷道顶板稳定性差、易垮落,给综采作业安全带来安全隐患的现状,提出了一种新的巷道注浆加固方案,通过人造假顶和深浅孔交替注浆的方式实现了顶板冒落区域和顶板碎裂区域的可靠支护,能够将冒顶区域的顶板下沉量降低24.6%,将顶板碎裂区域的下沉量降低61.3%。     

七一新发煤业含水砂岩顶板巷道锚杆索支护技术及实践

针对七一新发煤业北翼五采区顶板砂岩含水条件巷道支护难题,提出采用锚杆索支护方式控制巷道围岩.结合现场实际条件分析了顶板淋涌水条件下锚杆索支护的巷道破坏特征及其维护特点,提出相应的控制对策,并综合数值模拟、理论分析、工程类比等方法确定了巷道支护参数,并进行了现场应用,取得成功.     

泥质胶结砂岩切眼顶板支护结构稳定性分析

以万利一矿综采207工作面切眼遇泥质胶结砂岩条件为背景,通过力学理论分析和现场实践对泥质胶结砂岩切眼顶板支护结构稳定的工程安全问题进行分析,并基于层状梁结构模型分析切眼顶板锚索悬吊承载稳定性。结果表明:泥质胶结砂岩顶板呈现层间黏结力差,易发生错动离层的失稳特征,顶板锚杆锚固支护对层间错动起到抑制作用,锚索悬吊能够提供可靠支护反力和减小顶板跨度,并对顶板锚固体的稳定性起到增益作用。结合现场条件提出"预应力钢锚杆+钢筋网+锚索+钢带+顶板疏导水"的切眼巷道支护对策,现场工程实践表明切眼巷道顶板控制效果良好且满足安全生产要求。