采动影响下厚坚硬顶板巷道围岩控制技术

晋煤集团古书院矿15#煤层工作面直接顶坚硬、底板松软,预留巷道受动压影响变形十分严重。针对这一问题,采用在采掘工作面前方预裂爆破方法将坚硬的直接顶板切断,防止煤柱侧顶板悬顶,改善预留巷道应力状态,同时采用中空注浆锚索对预留巷道围岩进行加固。试验结果表明,预留巷道维护状况得到了根本改善。     

厚坚硬顶板工作面覆岩运动规律与采动应力分布研究

基于采空区上方坚硬厚层砂岩顶板容易聚积大量的弹性能,在顶板结构受到破坏时造成冲击地压的问题,以田陈煤矿3_下7115工作面为工程背景,通过理论分析和现场监测对厚坚硬顶板工作面覆岩运动规律及采动应力分布特征进行了研究。首先通过理论计算得到3_下煤层工作面上覆厚层砾岩层在弹性基础上的极限破断步距约为43.5 m;其次根据现场微震监测数据分析得出支承压力对底板破断的深度约为60 m,采动应力在垂直方向约为煤层上方40 m,下方60 m左右范围内;最后根据钻孔应与钻屑法监测数据分析出侧向支承压力峰值位于煤壁深处8～9 m.研究结果可为矿井防冲技术体系的建立提供重要指导意义,同时能够为相似坚硬顶板矿井矿压研究提供借鉴和帮助。     

坚硬顶板条件下维护动压巷道的探讨

三河尖煤矿已回采了七个坚硬顶板条件的长壁工作面。实践表明：当这些回采巷道仅受本工作面超前支承压力影响时，其维护较易；如果既受本面超前支承压力影响，又受邻近面的残余支承压力影响时，其巷道维护则十分困难，本文就此提出解决巷道维护困难的途径。     

坚硬顶板条件下强烈动压巷道变形分析及控制研究

分析了掘进和回采初期变形破坏特征,探讨了围岩大变形机理,分析认为回采过程发生强烈变形主要是强烈耦合动压影响下支护强度和刚度不足造成的,提出了控制围岩总体变形、强化深部支护和顶板卸压处理的对策,设计了剩余回采段巷道变形控制方案,在工作面回采后期应用并取得了较好效果,两帮移近量降低了44.5%,顶板下沉量降低了56%,有效地保证了工作面剩余段的顺利回采。     

坚硬顶板条件下维护动压巷道的探讨

三河尖煤矿已回采了七个坚硬顶板条件的长壁工作面，实践表明：当这些回采巷道仅受本工作面超前支承压力影响时，其维护较易；如果既受本面超前支承压力影响，又受邻近面的残余支承压力影响时，其巷道维护则十分困难，本文就此提出解决巷道维护困难的途径。     

金辛达煤业坚硬顶板巷道支护研究

金辛达煤业11(9+10+11)~#煤层开拓巷道沿9~#煤层顶板布置,顶板为坚硬的K_2灰岩,平均厚度10m左右。通过弹性力学理论计算和Flac~(3D)数值模拟分析,研究顶板灰岩受力情况,论证顶板不采取支护措施的可行性。结果表明,巷道顶板不采取支护措施的情况下,巷道能够保持稳定。     

浅埋旺采工作面厚层坚硬顶板裂纹产生至大面积冒落时间差研究

神东矿区浅埋深厚层坚硬顶板地质条件和旺采工艺致使工作面采空区顶板极易形成大面积悬顶,当工作面一个区段刚刚回采至极限面积时,厚层坚硬顶板可能会大面积垮落造成设备损坏、人员伤亡。论文运用断裂力学理论,从裂纹扩展的能量平衡观点出发,推算出了理想状态下,无爆破扰动的情况下,厚层坚硬顶板旺采面采空区达到极限面积之后顶板从破坏到垮落的最短时间,为厚硬顶板合理控制提供了理论依据。     

浅埋深大采高坚硬顶板工作面矿压显现规律研究

基于关岭山煤矿15#煤层埋深浅、采高大、顶板坚硬的实际生产条件,通过现场监测,对关岭山首采工作面的矿压显现规律进行分析研究。结果表明:老顶周期来压呈现明显但不强烈的特点,平均动载系数为1.33,周期来压步距5.62-24.35 m,离散性较大,平均14.19 m,断层影响期间,来压时的影响范围增大,工作面支架阻力处于高位波动,工作面超前支承压力影响范围为14 m左右,支架初撑力控制较好,基本能够满足对顶板控制的要求,支架额定工作阻力选型合适,能够对顶板进行有效控制。     

高应力坚硬顶板煤层巷道锚杆支护方案的确定

针对国内某大型矿井高应力坚硬厚顶板煤层巷道锚杆支护方案的优化问题,通过分析初步确定了锚杆支护的候选方案,随后利用数值计算各方案时巷道围岩的稳定性,并据此确定锚杆支护方案.研究结果表明:该矿回采巷道属于高应力坚硬厚顶板煤层巷道,属于I类巷道顶板,巷道支护的重点应在巷道两帮.锚杆支护参数(锚杆直径、锚杆长度、锚杆间排距)对支护效果有较大影响.该矿条件下,帮部锚杆间排距对支护效果的影响较敏感;回采巷道帮部锚杆采用直径18mm、长度2.4m、间排距0.8m、锚固长度0.8m时锚固效果较好,能满足巷道稳定性要求.     

坚硬顶板下采动影响巷道围岩控制技术研究与应用

辛置煤矿2-5591(正)巷上覆赋存坚硬顶板,受采动影响巷道围岩维护困难.基于此,开发了坚硬顶板下采动影响巷道围岩控制技术,主要包括锚网梁主动支护技术和超前单梁单柱支护技术,实现了试验巷道的稳定控制.     

厚煤层坚硬顶板采动影响下应力分布特征

为研究九里山矿缓倾斜厚硬顶板受采动影响下的应力重新分布规律,在用钻孔应力计监测数据的基础上,运用FLAC3D数值模拟软件进行分析.通过现场实测结果发现,支承压力峰值强度位置距离煤壁9～12 m,应力集中范围到煤壁距离26～30 m,影响强度随工作面距煤壁距离的减少而增大.数值模拟分析得出,一次采厚是影响超前支承压力的关...     

基于采动应力边界线的顶板巷道保护煤柱留设方法

针对平顶山一矿31010工作面回采期间顶板丁戊三乘人巷严重变形的问题,通过现场实测和数值模拟研究了巷道变形的原因及保护煤柱留设的问题。结果表明：工作面回采后,上覆顶板岩层中的应力发生改变,将应力值等于1.05倍原岩应力的点构成的曲线定义为采动应力边界线。采动应力边界线由开采煤层向上覆岩层呈外扩式发展,采动应力边界线距开采边界的水平距离随着距开采煤层高度的增大而逐渐增大,但增大趋势逐渐减小。采动应力边界线内侧岩层应力出现增压区和减压区,而外侧岩层仍处于原岩应力状态,采动应力边界线是划定工作面上覆岩层是否受工作面回采影响的边界线。目前顶板巷道保护煤柱宽度是按岩层移动角进行设计的,没有体现内部岩层移动变形及应力特征,导致顶板巷道保护煤柱宽度不合理而出现破坏,为此提出了基于采动应力边界线的顶板巷道保护煤柱宽度设计方法。按照此方法设计的平顶山一矿31010工作面顶板乘人巷保护煤柱宽度应为158 m。     

深井侧向采动应力分布规律及沿空巷道支护

为探究侧向采动应力分布规律,运用弹塑性力学理论建立煤岩体侧向采动力学分析模型,同时引入Weibull分布函数,得到煤岩体侧向采动应力方程和破坏深度方程。以顾桥1126( 1 )工作面为背景,解出煤体侧向采动应力、应力集中系数和塑性破坏深度,并研究各因素对采动应力分布的影响,指导沿空巷道支护设计,研究结果表明：① 煤体强度、界面强度、支护强度和煤厚影响煤体稳定性,煤体稳定性增高时,采动影响范围和塑性破坏深度减小,应力集中系数增大;② 原岩应力和悬臂梁长度决定煤体原始受力,随煤体受力的增加,塑性破坏深度、采动应力和采动影响范围均增加。根据沿空巷道围岩状态,提出高预紧力全长锚固锚杆+锚索+钢带+金属网的非对称锚网索密集支护方案。现场实测表明：1126( 1 )回风巷的支护效果良好,可满足回采巷道安全生产的预期要求。     

特厚坚硬顶板应变能积聚演化规律研究

采用三维有限元软件FLAC~(3D)建立特厚坚硬顶板模型,并利用弹性力学分析得出的由应力分量表示的应变能密度公式编写fish语言,代入数值模拟计算结果揭示了工作面推进过程中采场特厚坚硬顶板岩层能量积聚演化规律及分布特征。研究表明:特厚坚硬顶板岩层应变能分布与其所受应力条件密切相关,煤层开采后,工作面中部顶板岩层中弹性应变能较两端大;随工作面推进,坚硬顶板岩层中积聚的弹性应变能逐渐增加,应变能积聚范围扩大,峰值升高,能量梯度也随之加大。     

软弱夹层复合顶板动压巷道支护技术研究

以沁新煤矿2210顺槽软弱夹层复合顶板为研究对象,用数值模拟手段对3层复合顶板锚杆预应力场分布规律进行研究,揭示了围岩在软硬不同岩性岩石中的应力传递效果,认为应将锚固段置于硬岩中,有利于锚杆应力在结构面处的扩散,发挥锚杆的支护作用。根据沁新煤矿2210顺槽实际情况,设计“动态锚固-应力扩散”的支护方案,通过矿山安全性监测表明巷道支护效果良好,形成较好的工程示范效果。     

采动应力作用下深井巷道围岩稳定性分析与控制

以某矿千米深井巷道为原型,通过数值模拟研究,对采动应力作用下的巷道围岩破坏特征进行了分析,并对锚杆支护参数进行了优化研究。通过加强支护和改变局部锚杆支护参数,可以有效控制巷道围岩的变形,提高其整体稳定性。     

浅埋厚基岩坚硬顶板煤层初采强来压原理分析

针对浅埋厚基岩坚硬顶板煤层初采期容易出现大面积悬顶、基本顶初次来压时矿压显现异常剧烈问题,以神府矿区石窑店煤矿为工程背景,采用岩石力学实验、钻孔窥视对顶板岩层结构进行分析,在此基础上应用数值模拟和理论分析对该类顶板初采期的致灾机理进行研究。结果表明:直接顶整体性强、强度大,其初次垮落歩距大且呈大面积垮落特征,这是初采期间容易出现飓风灾害的原因;由于上位基本顶承担大部分上覆岩层载荷,其破断距只承担自身载荷的下位基本顶破断距,导致砂岩基本顶同时破断,破断后形成的厚岩块三铰拱结构稳定性差,当工作面回采到岩梁前端断裂线位置时即发生滑落失稳,给工作面支架带来巨大冲击,这是导致浅埋厚基岩坚硬顶板煤层初采期容易产生灾害的原因。     

晋华宫矿巨厚坚硬顶板下巷道主动支护技术应用

晋华宫矿12-2^#层307盘区2712巷基本顶赋存11.34 m厚的灰白色粗砂岩,其岩层赋存稳定,承载能力较好。基于此,提出了巨厚坚硬顶板下巷道主动支护思路,包括：(1)充分发挥巨厚坚硬顶板岩层的承载性能;(2)高强度、高刚度、高预紧力以及高锚固性能的主动支护原则;(3)在构造区域支护参数及时优化调整。在巨厚坚硬顶板下巷道主动支护技术应用后,实现了2712巷的稳定控制。     

近距离煤层坚硬顶板巷道围岩控制技术

结合甘庄煤矿5305回采巷道现场地质条件,分析其破坏机理,总结得出上部近距离采空区煤柱影响、本煤层相邻工作面采动影响和巷道原支护体系强度不足是导致5305回采巷道变形破坏的主要原因。在理论分析的基础上,利用FLAC3D模拟软件分析了高应力情况下巷道围岩的变形特征,结合"三高一低"和经济合理性设计原则,确定5305回采巷道的合理支护技术参数,并在现场进行实施,效果良好。     

坚硬顶板条件下采场巷道变形规律实测及分析

通过淮南潘一矿1602(3)工作面回风顺槽表面位移、深部位移及深部钻孔应力计观测,在现场观测数据处理与分析的基础上,得出了坚硬顶板条件下工作面巷道变形规律,可为类似开采条件的工作面提供参考依据。