赵家寨矿“三软”煤层巷道主被动协同支护技术研究

为了有效控制赵家寨矿"三软"煤层巷道围岩变形破坏较严重的问题,结合现场调研及对原支护的研究,提出"三软"煤层巷道主被动协同支护方式(锚杆-锚索-U型钢协同支护)。采用FLAC3D对无支护、U型钢支护、锚杆(索)联合支护及主被动协同支护进行数值模拟研究,表明主被动协同支护能够有效控制围岩变形。进行主被动支护设计,并在12205上副巷进行工业试验,取得了理想的支护效果,有效控制住了"三软"煤层巷道变形破坏。     

大松动圈软岩煤巷复合支护技术

针对软岩煤巷受采动影响产生的围岩变形和破坏问题,基于软岩工程力学支护和围岩松动圈理论,探测了巷道围岩松动破坏情况,通过数值模拟和现场观测得出巷道围岩破坏原因,并针对性的提出了以"主被动结合支护"为主体、辅以局部耦合强化的复合支护方案。结果表明:实测结果显示矿井回采巷道属于典型大松动圈;通过采用深锚配合宽钢带支护加强主动支护能力、合理优化煤柱尺寸提高巷道围岩自承能力,并辅以关键部位耦合强化支护的复合支护方式,可实现多种支护方式分区协同承载、整体强化的效果。     

深井破碎软岩巷道变形破坏机制及支护技术

为了解决深井破碎软岩巷道支护难题,以九龙煤矿北三运输大巷为工程背景,采用数值模拟软件分析了不同侧压系数对巷道围岩塑性区和主应力差分布规律的影响,结合现场调研与围岩结构探测,揭示了深井破碎软岩巷道围岩变形破坏机制,提出了锚网索喷注+U型钢的联合支护方案。数值模拟和现场监测表明,新支护方案实现了对深井破碎软岩巷道变形的有效控制。     

“三软”煤层巷道不同支护方式数值模拟研究

针对常村煤矿"三软"煤层巷道的地质条件,分析了"三软"煤层巷道变形的破坏特征和影响因素,并根据二_1-13110工作面地质条件,运用FLAC~(3D)数值模拟软件分析了不同支护结构下巷道的位移量、主应力和围岩塑性区的变化规律。结果表明,与巷道围岩无支护情况相比,巷道在主被动协同支护的情况下,巷道两帮及顶底板移近量降低了80. 1%和84. 2%,主应力集中区范围越来越小,顶板与两帮方向的塑性区分布范围缩小近50%,支护结构能充分发挥协同作用,支护效果改善明显。     

三软煤层沿底托顶煤巷道数值模拟研究

三软煤层巷道支护困难严重影响了矿井的安全高效生产。运用数值模拟方法对三软厚煤层沿底托顶煤支护技术进行了分析研究。根据平禹一矿三软煤层巷道的地质条件,分析了三软煤层巷道变形的破坏特征和影响因素,并根据该矿二₁-13110工作面地质条件,运用FLAC^3D数值模拟软件分析了不同支护结构下巷道的位移量、主应力和围岩塑性区的变化规律。数值模拟结果表明:巷道在主被动协同支护的条件下,支护结构能充分发挥协同作用,支护效果改善明显。     

“三软”煤层巷道协同支护数值模拟研究

为了解决"三软"煤层巷道支护困难严重的问题,运用数值模拟方法对"三软"厚煤层沿底托顶煤支护技术进行了分析研究,结合平禹一矿"三软"煤层巷道的地质条件,分析了"三软"煤层巷道变形的破坏特征和影响因素;根据该矿二1-13110工作面地质条件,运用FLAC3D数值模拟软件分析了不同支护结构下巷道的位移量、主应力和围岩塑性区的变化规律。数值模拟结果表明:巷道在主被动协同支护的条件下,支护结构能充分发挥协同作用,支护效果改善明显。     

巷道补强加固协同控制技术及应用研究

深部软岩巷道围岩稳定控制技术是保障深部安全高效开采的关键技术。根据巷道开挖应力-应变本构关系及应力应变法则,提出了深部软岩巷道补强加固协同控制关键阶段为DE阶段前半段,数值模拟结果显示锚杆(索)主动支护与U型钢、锚喷被动支护协同补强,能够有效控制围岩变形。提出了8105运输巷围岩控制“高预应力强力一次支护补强协同支护”方案并开展了工程应用。巷道维护效果较好,满足了安全生产需要。     

庞庞塔煤矿大倾角煤层巷道联合支护技术研究与应用

大倾角煤层巷道存在顶帮应力环境复杂、巷道非对称变形、底鼓严重等现象。以庞庞塔煤矿5-1081巷为工程背景,提出了主被动联合控制原则,具体包括:高强及时主动支护原则、主被动联合提高强度原则、局部加强协同支护原则,设计了机械式高强恒阻支柱,开发了大倾角煤层巷道主被动联合支护技术。该技术以“高强锚杆（索）+高强恒阻支柱”为核心,通过高强锚杆（索）形成强主动承载结构,联合高强恒阻支柱协调巷道变形,从而实现巷道围岩的稳定控制。技术应用后,监测了巷道变形、锚杆受力、支柱变形等情况,结果证明了庞庞塔煤矿大倾角煤层巷道主被动联合支护技术的优越性和可靠性,为类似条件巷道支护提供了参考,也丰富了巷道围岩控制理论。     

高应力“三软”煤层回采巷道围岩破坏机制及控制研究

为明确高应力"三软"煤层回采巷道围岩破坏模式和支护失效机制,以船景煤矿典型"三软"不稳定煤层1171综采工作面回采巷道为工程背景,通过室内及现场实验、现场观察监测和理论分析相结合的方法对巷道围岩变形破坏进行综合分析研究。结果表明:巷道围岩破坏模式为高应力条件下的软岩流变大变形破坏模式;支护失效机制为高应力条件下软弱围岩在流变作用下松动破坏扩展剧烈,致使锚网索联合支护结构失效,进而导致围岩-支护承载结构丧失承载力;对于高应力"三软"煤层回采巷道,锚网索联合支护具有明显的局限性。最后提出以新型全长黏结锚固、全封闭护面、顶板多拱有序承载和围岩协同加固技术为核心的优化支护方案并在现场实验应用,结果显示优化支护段巷道围岩变形得到有效控制。     

双主动超前爆破预制顶板裂隙断顶卸压护巷技术

针对软岩巷道受采动应力长时间高压影响易发生围岩大变形的问题,以风水沟煤矿典型软岩矿井胶带巷为工程背景,采用现场调研、围岩应力及变形监测、数值模拟等手段,分析了软岩动压巷道围岩变形机制.从巷道顶板深部阻断应力传递路径、浅部高强支护角度出发,提出了软岩高应力巷道双主动超前断顶卸压+U型钢支架配合锚索高强支护协同控制技术.在...     

沿空掘巷技术在嵩山煤矿三软煤层中的应用

煤矿软岩问题一直是困扰煤矿生产和建设的重大难题之一,尤其是三软煤层地质条件下煤炭开采,巷道围岩矿压大,巷道变形快,底鼓严重。巷道围岩的突出特征是围岩由非均质层状岩体组成,围岩变形不协调而容易离层和失稳,表现为巷道变形破坏明显。河南省偃龙地区三软煤层地质条件下,综采工作面回风巷、运输巷煤巷变形的有效控制,一直是个技术难题。论述了目前传统的三软煤层地质条件下留设大煤柱掘进的煤巷,维护的现状及存在的问题。 以嵩山煤矿二二采区2203综采工作面回风巷4号段为例,结合现场实际情况,将沿空掘巷技术应用到该段煤巷掘进中,着重分析了沿空掘巷技术在三“软”煤层条件下煤巷掘进中的适用性。实践表明,在三软煤层地质条件下,沿空掘巷技术适用性强,相较于留设大煤柱掘进的煤巷,沿空掘进的煤巷巷道变形慢,得到了有效的控制,大大减少了返修量,具有很大的经济效益和社会效益。     

高应力大断面巨厚泥岩渗水顶板煤巷梯次支护技术研究

针对高应力大断面巨厚泥岩顶板巷道难支护的问题,采用理论分析、数值模拟及工业试验综合手段,理论分析了巨厚泥岩渗水顶板巷道梯次支护技术原理,数值模拟研究了巷道围岩控制方案及参数设计,得到了2609运输巷支护参数,并进行了工业性试验和矿压观测。研究表明,在巷道掘进和工作面回采期间巷道围岩没有出现大的变形,取得了良好的支护效果。研究提高了车集煤矿处理复杂条件下深部高应力煤巷支护的能力,形成了适合车集煤矿在类似困难条件下深部高应力煤巷的合理支护方案和支护参数,推动了车集矿深部高应力煤巷支护技术的发展,保证了矿井安全生产。     

动力失稳下煤矿巷道围岩松动变形特征与支护参数研究

为了提升煤矿巷道围岩的稳定性,解决现有支护方式支护效果差的问题,分析煤矿巷道在动力失稳状态下的围岩松动变形特征,实现支护参数的优化计算。探测煤矿巷道围岩内部结构,根据动压巷道围岩变形的影响因素及其作用方式,建立煤矿巷道围岩动力失稳模型。在该模型下,通过确定应力变化规律和应力—应变关系,得出围岩松动变形的特征分析结果。参考围岩松动变形特征,确定合理的支护方式,得出锚杆长度、锚间排距、组合拱厚度等支护参数的计算结果。根据变形特征与支护参数结果,进行数值模拟分析,完成围岩松动变形支护。将模拟结果应用到实际的松动变形修复工作中,能够控制围岩松动变形量控制在要求范围内,降低裂缝破坏程度。     

不同顶板岩性的巷道支护参数设计研究

为了对不同顶板岩性的巷道支护参数进行设计研究,研究了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级顶板的巷道支护参数,分析了工程类比法、松动圈测试法、理论计算法、数值模拟法等支护参数设计方法的特点,结合某煤矿矿区的具体条件,选择数值模拟法对不同顶板岩性的巷道支护参数下进行设计研究,模拟分析了不同级顶板巷道围岩的塑性范围分布和围岩周边应力分布。最后设计研究了各级顶板的巷道支护断面。研究为类似工程条件的巷道设计提供了借鉴。     

煤巷掘锚护一体化快速掘进支护工艺设计与应用

以煤层巷道快速掘进支护工艺方案为研究对象,对煤层巷道基本情况进行了简要介绍,利用FLAC3D软件对矩形截面和拱形截面巷道的围岩变形情况进行分析,结合实际情况确定巷道截面为矩形,宽4.8 m、高3.2 m.基于煤矿工程实践经验对巷道支护方案进行设计,利用FLAC3D软件对锚杆关键工艺参数进行优化设计,当锚杆直径为22 m...     

动压巷道组合锚索的“应力柱”效应研究

为有效控制动压巷道围岩变形较大、支护控制困难等问题，以山西某矿8102工作面为工程背景，通过现场调研、数值模拟、现场试验等手段，对动载扰动条件下组合锚索的支护效果进行研究分析，并在现场进行了工业性试验。研究结果表明:通过对在动压巷道顶板施加组合锚索的数值模拟得知，巷道顶板应力比较集中，并出现“应力柱”效应，巷道变形较小。结合现场工业性试验，在动压巷道顶板施加组合锚索，巷道变形破坏情况明显好于未施加组合锚索段；组合锚索可以有效控制动压巷道围岩变形破坏情况。     

糯东煤矿软岩巷道破坏原因分析及支护对策

软弱围岩巷道变形机理复杂,单一支护手段往往很难对巷道围岩变形进行有效控制。针对软岩巷道围岩支护困难的问题,以糯东煤矿副平硐为工程背景,对巷道破坏原因进行分析,指出了原有支护方案的不合理之处,并对单一支护手段的作用原理进行了分析。结合糯东煤矿的工程地质条件,提出了锚网索、可伸缩U型钢联合加强支护的方案,并对支护参数进行优化。实践表明:该支护方案能够适应软岩变形,支护效果良好,为本矿其他相似工程地质条件下的巷道支护提供了借鉴。     

北岭矿4号煤主要巷道支护设计研究

分析了北岭矿4号煤层主运大巷和辅运大巷支护存在的问题,在研究了4号煤层巷道围岩条件的基础上,通过分析其松动圈的范围,确定其围岩属于Ⅳ类围岩（不稳定围岩）。采用工程类比法,对北岭煤矿4号煤层主运大巷和辅运大巷的支护方式、锚网索支护参数等进行了设计,确定了采用锚杆支护方式,顶部结合W钢带（钢筋托梁）、网和锚索提高支护强度的支护方案,并明确了锚网索支护各项参数。方案设计完成后,在4号煤层辅运大巷选取了100 m巷道进行效果验证,重点观测了试验巷道表面位移、锚杆锚索锚固力及巷道顶板围岩深部基点位移。观测结果表明,设计的巷道支护参数能够对4号煤巷道围岩进行有效控制,方案符合设计标准要求。     

三软煤层沿空留巷矿压显现规律研究

为探究沿空留巷矿压显现规律及支护对策,以河南西部典型三软煤层为研究对象,构建了数值分析模型,模拟了工作面前方和后方一定范围内巷道围岩变形和应力变化规律,得到了工作面后方围岩受采动影响大、范围广,顶板下沉现象明显。基于现场实测,得到了顶板下沉量、底板鼓起量、充填体的变形、实煤体变形等随采动影响的变化规律,监测了锚杆的轴向受载情况。研究发现,巷旁膏体充填与巷道内高强锚杆+W型钢带构成的支护体系,较好地解决了三软煤层回采巷道围岩控制问题,为类似开采条件下沿空留巷的实施提供了理论和实践依据。