深井高预应力底抽巷支护设计优化研究

近年来,随着煤矿开采不断向深部延伸,伴随着瓦斯含量和压力相应增大,施工煤层底抽巷提前进行瓦斯区域治理越来越被多数矿井认可并实施。但是煤层底抽巷顶板具有特殊性,多数巷道顶板上方7～15 m即为煤层底板,直接顶往上为相对的不稳定的煤层,属典型的复合型顶板,支护难度大。加上后期施工穿层钻孔,势必给巷道围岩造成二次破坏,顶板管理难度加大,因此选择科学合理的底抽巷支护设计具有较为重要的意义。     

塔山煤矿高抽巷布置层位及支护研究与应用

为保障塔山煤矿8222高抽巷围岩的长期稳定,通过理论计算、模拟研究、工业性试验等手段,系统研究采空区覆岩运移特征,探究高抽巷布置层位、支护参数对于表面变形量、应力集中程度的影响,确定高抽巷的合理位置和支护参数,并进行工程应用。结果表明：将高抽巷布置在裂隙带内并采用锚网索支护,可有效控制巷道表面变形破坏和顶板岩层离层,为高抽巷在工作面回采期间发挥作用提供了有力保障。     

赵庄煤矿2#底抽巷围岩稳定性分析及支护技术研究

以2319工作面底抽巷为研究背景,通过数值模拟与现场实测方法,确定巷道支护效果.研究表明:巷道围岩变形量大小的位置不同及垂直应力分布的情况是影响底抽巷变形破坏的重要因素;采用锚、网、梁、索联合支护方式后,有效地控制了围岩的破坏,提高了巷道的安全性.     

常村煤矿高抽巷层位优化研究

以常村矿2105工作面为背景,采用理论分析与数值模拟相结合的方法,对高抽巷层位进行了研究。结果表明:为解决工作面上隅角瓦斯积聚问题,常村矿2105工作面应采用低层位高抽巷,其在垂直高度上不应高于顶板15 m,水平方向应布置在距离回风巷16～20 m范围。     

义安煤矿顶板走向高抽巷的层位选定

为了解决义安矿工作面瓦斯涌出量大,上隅角瓦斯浓度经常超限问题,依据覆岩采动裂隙演化规律和"O"形圈理论,提出在工作面顶板布置高抽巷抽采采空区瓦斯,通过理论计算与数值模拟对采空区上覆岩层"两带"高度范围进行研究,确定裂隙带发育范围。而为了防止高抽巷被破坏,将高抽巷的设计层位选定为1.5倍采高。     

虎龙沟矿5~#煤层瓦抽巷支护的研究

为解决瓦抽巷道支护的技术难题,以虎龙沟矿5505-1巷作为研究背景,对巷道破坏的原因进行了研究,在此基础上,通过现场调研和工业试验对瓦抽巷道合理的支护方式和支护参数进行了设计,取得了较为明显的效果,解决了顶板破碎、围岩节理比较发育造成巷道支护困难的问题。     

柳湾煤矿南翼胶带巷支护参数优化技术研究

针对柳湾煤矿南翼胶带巷所在区域溶洞发育、小煤窑破坏严重、巷道受损变形严重的实际情况,利用FLAC3D数值模拟软件模拟不同支护条件下巷道位移变化和应力分布情况,优化该胶带巷的支护参数,并对支护效果进行现场观测,综合确定了适合该巷道锚网索联合支护技术,有效控制了巷道围岩变形,保证了矿井安全生产.     

基于高精度微震监测的承压水上底抽巷合理位置研究

以古汉山矿1604工作面为研究背景,采用高精度微震监测和数值模拟,研究了工作面回采过程中底抽巷围岩动态破坏特征以及底板突水危险性。结果表明:工作面两巷外侧底板岩体在沿空侧与沿实体煤侧出现不对称能量释放现象,其中沿实体煤侧运输巷外侧底板破坏尺度最大,深度约30 m;底抽巷位于底板下12 m、内错运输巷8 m位置时,巷道围岩释放能量密度值介于5～50 J/m²,结合巷道围岩变形监测结果认为底抽巷位于该位置时受开采扰动程度较低;若底抽巷位于运输巷正下方或者外错于运输巷,围岩释放能量密度值均大于100 J/m²,受开采扰动程度高。数值模拟结果表明底抽巷内错回采巷道8 m时处于底板卸压区,位于回采巷道正下方和外错回采巷道时处于应力集中区,受采动影响程度高,与微震监测结果较吻合。     

高抽巷破坏机理及支护设计

高抽巷的变形破坏直接影响瓦斯抽采,制约高瓦斯矿井的高产高效。依据高抽巷的破坏形式,分析了底鼓形成机理,建立了高抽巷底鼓的力学模型,找出了高抽巷变形破坏规律;依据壳体支护理论,结合五阳煤矿7603工作面高抽巷变形破坏情况,确定了7603工作面高抽巷支护方式与参数。     

镇城底矿22212工作面高抽巷瓦斯抽采技术研究

为了解决厚煤层巷道瓦斯难抽的问题,本文以镇城底矿22212工作面为研究背景,利用数值模拟软件对不同底抽巷布置方案下巷道应力云图进行分析,确定了当垂距H为12m时,底抽巷布置于粉砂岩中时的底抽巷布置方案,同时底抽巷钻孔抽采有效半径随抽采时间的呈现逐步增大,而与抽采负压关系不大,通过对22212工作面进行底抽巷布置,对钻孔冲孔前后瓦斯抽采曲线进行分析发现,底抽巷钻孔经过水力冲孔后抽采效率极佳,为厚煤层瓦斯抽采提供一定的参考.     

赵庄矿高抽巷抽采负压优化模拟研究

为研究高抽巷抽采负压对治理采空区瓦斯的影响并寻求最优抽采参数,以赵庄矿1309工作面为背景,通过数值计算得到布置垂高应为25m,平距应为20m。通过FLUENT软件对进行高抽巷不同抽采负压条件下的数值模拟,并采用UDF程序定义采空区参数使模拟结果接近实际。模拟结果表明：在无抽采模型下,工作面上隅角瓦斯浓度最高可达18%,影响安全回采。高抽巷抽采条件下增大抽采负压,采空区瓦斯浓度降低,上隅角附近的低瓦斯浓度区域由不存在逐渐扩大。高抽巷瓦斯体积分数及抽采纯量在抽采负压高于20kPa后增量趋于平缓。为保证抽采效果同时避免采空区漏风,确定合理抽采负压为20kPa。现场实测高抽巷瓦斯抽采纯量平均为43.93m/min,与模拟结果基本吻合。     

九里山矿16071工作面底抽巷层位选择研究

基于九里山矿16071工作面采矿地质条件,通过现场观测得到了九里山矿底抽巷失稳变形破坏过程:喷体开裂、帮部错动外鼓、顶板下沉甚至冒落、整体收敛变形失修;并通过数值模拟方法从垂直方向、水平方向综合分析得到该工作面底抽巷的最佳层位选择:底抽巷距煤层底板的垂向距离为11 m;水平方向上内错工作面巷道5 m。     

底抽巷巷道变形实测分析

为了充分发挥底抽巷的作用,从根本上解决河南某矿的瓦斯治理问题,通过现场观测煤巷掘进和工作面回采过程中保护巷的变形情况,掌握一线资料,通过理论分析及实测数据掌握保护巷受采动影响时的变形规律,为保护巷和被保护巷相对位置的选取提供科学、合理的依据。     

李村煤矿软岩硐室通道的支护加固技术研究

针对李村煤矿主井北翼清撒煤硐室通道施工段处于泥质砂岩层,属于复合型软岩的实际情况,利用FLAC3D数值模拟软件模拟不同支护条件下巷道应力及位移的分布变化情况,综合确定巷道采用锚网索联合支护的具体支护参数,并对支护效果进行现场监测,提出了适宜该矿软岩地质条件下的锚网索联合支护加固技术,有效控制了软岩巷道围岩变形,取得了良好的技术经济效益.     

顶板走向高抽巷合理位置研究

根据屯留矿1202工作面的具体地质条件,通过理论分析、数值模拟和现场实测相结合的方法,确定了裂隙带的高度范围。通过数值模拟研究了不同位置时高抽巷的围岩变形量,确定了高抽巷布置的合理位置。现场矿压观测结果表明,该高抽巷的布设位置合理,巷道变形量对抽采瓦斯的影响不大。     

皮带巷沿空留巷支护方案研究

沿空留巷技术在解放区段煤柱中实践中效果较为明显,在我国很多矿区得到推广。文中以云冈矿12106皮带运输巷为研究对象,在原有支护参数的基础上建立数值模拟模型,模拟了不同巷旁矸石带宽度情况下支护效果,分析模拟效果,制定三种支护方案,根据现场试验结果最终选取第三种支护方案为最优方案。研究过程可行性较高,可以在大多数沿空留巷项目中应用。     

回坡底煤矿回采巷道支护优化选择

为选定回坡底煤矿回采巷道的合理支护参数,拟采用数值模拟方法对不同支护方案进行分析比较,拟定3种支护方案进行优化,最终选择方案3为最优方案.模拟结果显示,方案3的巷道顶板下沉量仅为108 mm,两帮收敛量降至34 mm,且每米支护成本为987.10元;现场应用结果也与数值模拟结果相近,证明方案可行.     

桃山煤矿14138工作面高抽巷锚梁网支护技术研究

针对桃山煤矿14138工作面高抽巷外段与里段顶板岩性相变较大、巷道围岩控制难度大的工程实际,依据计算机数值模拟确定支护技术参数。现场工程实践表明,高抽巷锚梁网支护具有良好的适用性,可在同等条件下推广应用。