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。     

底角锚杆在综放沿空巷道中的应用

通过现场实测,分析了施工底角锚杆对受高地应力和工作面采动应力共同作用下的综放面沿空巷道围岩变形的控制效果,并分析了底角锚杆对围岩变形的控制机理。研究结论对类似条件沿空巷道的围岩控制具有一定的借鉴作用。     

松软破碎围岩巷道变形机理及非对称控制

以红岭煤矿15141综放工作面回采巷道为研究背景,综合采用现场调研、理论计算、数值模拟和工业性试验等手段,研究了采动应力作用下松软破碎围岩应力分布规律,据此确定了合理的护巷煤柱宽度,并揭示了松软破碎围岩巷道应力演化规律及变形机理;针对性地提出了松软破碎围岩巷道非对称控制技术。现场试验表明:留设窄煤柱护巷并采用高阻力、高预应力、非对称耦合支护与高水速凝材料注浆加固技术相结合,可以有效控制采动应力影响下松软破碎围岩巷道变形,保障巷道在服务期间的围岩稳定。     

窄煤柱综放巷道围岩应力场特征

为了揭示综放留窄煤柱护巷回采期间巷道围岩的应力分布及其演化特征,根据谢桥矿1151（3）综放工作面工程地质和开采技术条件,结合现场实测分析,应用数值模拟（FLAC^3D）综合分析了二次采动影响下巷道围岩应力场演化特征．研究表明,回采期间巷道围岩应力分布及其演化具有明显的分区特征,巷道两帮围岩垂直应力大于水平应力,顶底板围岩水平应力明显大于垂直应力,且巷道底板岩层中的水平应力峰值区范围较广;巷道围岩应力分布的差异性及其演化分区性是造成此类巷道变形剧烈且巷道持续底鼓的重要原因．研究成果为综放开采护巷煤柱宽度合理选择、巷道合理支护及维护、巷道围岩稳定性控制和安全生产提供了理论依据．     

窄煤柱综放巷道围岩应力场特征

为了揭示综放留窄煤柱护巷回采期间巷道围岩的应力分布及其演化特征,根据谢桥矿1151（3）综放工作面工程地质和开采技术条件,结合现场实测分析,应用数值模拟（FLAC^3D）综合分析了二次采动影响下巷道围岩应力场演化特征．研究表明,回采期间巷道围岩应力分布及其演化具有明显的分区特征,巷道两帮围岩垂直应力大于水平应力,顶底板围岩水平应力明显大于垂直应力,且巷道底板岩层中的水平应力峰值区范围较广;巷道围岩应力分布的差异性及其演化分区性是造成此类巷道变形剧烈且巷道持续底鼓的重要原因．研究成果为综放开采护巷煤柱宽度合理选择、巷道合理支护及维护、巷道围岩稳定性控制和安全生产提供了理论依据．     

深部特厚煤层对采对掘巷道围岩综合应力场演化研究

深部特厚煤层对采对掘巷道受高应力及多次强烈采动影响,应力环境复杂,围岩控制难度大,井下综合应力场演化对于巷道支护方式及参数的确定有益。以麻家梁煤矿14103辅运副巷为工程背景,采用井下实测、理论分析和数值模拟方法,揭示巷道围岩原岩应力场、采动应力场、支护应力场及位移场演化规律。实测得出麻家梁煤矿巷道围岩原岩应力场分布特征;揭示出相邻工作面回采滞后采动影响阶段是巷道围岩采动应力增加的主要阶段;锚杆锚索施加高支护应力可在围岩中形成稳定承载结构。基于应力场、位移场综合分析,得出14103辅运副巷围岩采动应力增加先于巷道变形的增加;受二次采动应力作用,围岩发生扩容变形,出现应力增加不明显而变形显著增大的现象,揭示出采动应力场、支护体受力及位移场时空演化相互关系。该结果对巷道布置方式及支护方案提供了依据。     

基于实测地应力的综放工作面采动应力分布及演化特征研究

基于地应力对综放工作面煤岩体变形破坏、动力灾害防治、采动应力场演化等的重要影响,在朱仙庄煤矿南翼地应力实测的基础上,开展了基于多目标约束的矿井应力场最优化反分析,获得了矿区最优边界荷载和地应力分布规律。利用FLAC~(3D)建立数值模型,探讨了最大主应力与工作面推进方向夹角α、侧压系数λ及水平应力非均匀系数ζ等因素对综放工作面采动应力场的影响规律。结果表明:不同地应力对综放采场内各采动应力场分布及演化特征具有显著影响。针对该矿井某一实际工作面的地应力分布特征、煤岩物理力学参数及开采技术条件,分析了综放面采动应力场的分布规律及其随工作面推进的演化特征。研究结果可为综放工作面的顶底板管理、巷道支护等提供重要借鉴。     

基于应变软化模型的煤柱采动应力分布精细化数值模拟

以山西经坊煤业08综放工作面工程地质条件为背景,开展了工作面护巷煤柱采动应力的现场钻孔应力实测;同时,分别建立了基于摩尔-库伦(MC)本构模型以及应变软化(SS)本构模型的数值计算模型,精细研究了综放工作面煤柱采动应力空间分布及演化规律。现场钻孔应力监测及数值模拟结果表明：与传统的MC模型相比,基于SS模型的精细化数值模拟能够准确地获得综放工作面煤柱采动应力空时分布规律,其结果更接近于现场钻孔应力监测结果;基于SS模型的煤柱上的支承压力峰值位置滞后工作面40-50m,而基于MC模型煤柱采动应力峰值位置始终处于采空区中部,不能反映采空区顶板垮落破断对采动应力分布规律的影响;基于SS模型的煤柱上的侧向支承压力与工作面前方的超前支承压力分别相比基于MC模型的结果小43.3%与26.2%。研究成果对于指导综放工作面护巷煤柱尺寸留设以及巷道布置与支护设计具有一定的理论与工程指导意义。     

综放采场围岩压力分布规律相似材料模拟实验研究

以某矿1221(3)综放工作面为条件,根据相似理论,对综放采场上覆岩层变形规律、支承压力沿走向和倾向分布规律、支承压力在底板岩层中的传播规律及采场围岩巷道支架变形规律进行相似材料模拟实验,并与井下实测数据进行了对比。结果表明,相似材料模拟结果比较可靠,为综放采场围岩控制提供一定的理论依据。     

综放采场围岩压力分布规律数值模拟研究

通过对淮南谢桥矿1221(3)综放面围岩压力进行数值模拟研究，获得了综放采场前方和侧向以及煤层底板的围岩压力分布规律，并结合现场实测结果验证了模拟结果的正确性，从而为巷道合理布置提供了理论依据。     

急倾斜特厚煤层综放工作面采场运移与巷道围岩破裂特征

急倾斜煤层的赋存环境及水平分段综放的开采方式加剧了综放工作面采场结构与应力演化的复杂性,增加了综放工作面稳定性评估的难度,为此采用多手段联动的方法对煤岩体结构与巷道围岩破裂特征进行综合探测。通过急倾斜煤层综放工作面覆岩结构与应力分析巷道围岩产生分区破裂的力源条件;基于钻孔应力监测、声波探测、光学钻孔摄像等监测方法,获得了巷道围岩质量与离层区分布位置,钻孔内壁裂隙发育程度、裂隙数量与长度以及动态破裂演化特征。综合分析表明：急倾斜特厚煤层巷道围岩破碎具有分区分布特征,顶板与两帮裂隙呈现不规则的分区演化特征,裂隙区与完整区交替出现,煤体侧巷道帮的裂隙分布区域大于岩体侧。     

复采综放面顶板破断规律及围岩控制探讨

针对复采工作面回采过程中存在的空间应力复杂、围岩控制难度大等问题,以坤达煤业3101复采放顶煤工作面为工程背景,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,对复采采场覆岩结构、顶板破断规律和围岩应力分布特征进行了研究,提出了提高综放支架初撑力和小循环短进尺快放煤勤移架的生产工艺等措施,为复采综放面安全顺利回采提供指导。     

特厚煤层综放开采多次采动影响巷道围岩稳定性研究

针对不连沟煤矿特厚煤层综放开采巷道围岩受采动影响明显的技术难题,运用结构力学理论建立巷道覆岩层结构力学模型,分析巷道在采动影响下围岩的稳定性,得出了上覆岩体在破断后关键块体的下沉解析式。建立了受采动影响巷道三维数值模型,研究巷道围岩的位移变化及塑性区分布,得到了采动影响下巷道围岩的变形和破坏规律。现场实测表明:F6103工作面后方15~25m巷道受到第一次受到采动影响,开采扰动影响变形不大,对巷道围岩稳定性影响较小;F6104工作面后方12.5~30m巷道受到二次采动影响,巷道围岩矿压显现较为剧烈,变形量明显增大。     

深部矿井沿空回采巷道矿压显现特征及控制

该文在现场实测、理论分析、数值模拟基础上,研究了深部矿井综放工作面沿空回采巷道矿压显现与矿压控制特点。通过对层状煤系地层巷道围岩复合结构特征的分析,提出了综放工作面回采巷道围岩岩性结构、几何结构的概念,研究了不同应力条件下围岩岩性结构巷道塑性破坏区域的分布特征及控制对策。     

孤岛综放面跨采软岩巷道附加压力分析

本文针对东滩煤矿4303孤岛综放面开采情况，在分析4303孤岛综放面支承压力分布规律的基础上，研究了下部跨采软岩巷道围岩附加压力分布规律，为有效控制跨采巷道附加变形，保证工作面生产时巷道的正常使用提供了依据。     

巨厚煤顶巷道锚杆支护参数优化

以某矿综放工作面T1回风巷为研究对象,结合现场调研和实验室测试得出巷道煤岩物理力学特性;基于综放工作面回采过程中T1回风巷围岩变形离层和应力值的现场实测结果,得出巨厚煤层顶板煤巷围岩变形及支承压力分布特征;建立T1采动煤巷数值计算模型,分析原支护方案下巷道围岩支护安全性;综合巷道顶板煤岩性质测试、离层和应力现场实测及原支护方案支护安全性模拟结果,对巷道锚杆支护参数进行优化,并将优化后方案进行支护验证,效果良好。     

宽沟煤矿冲击倾向性顶板综放面超前支承压力规律研究

为了掌握宽沟煤矿特厚煤层坚硬顶板放采场超前支承压力分布规律,以宽沟煤矿W1123综放面为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场实测相结合的方法分析了工作面不同推进度下超前支承压力应力集中系数、峰值距煤壁距离和影响范围,掌握了宽沟煤矿综放面前方支承压力的分布特征及围岩塑性区扩展特点,确定了工作面前方巷道侧和煤柱侧各自的应力分布特点,并结合现场实测结果,确定了该矿综放工作面的动压影响范围,为后续工作面巷道支护参数的调整和超前支护范围的确定提供了参考。     

综放采场围岩压力分布规律数值模拟研究

通过对淮南谢桥矿 1 2 2 1 ( 3 )综放面围岩压力进行数值模拟研究 ,获得了综放采场前方和侧向以及煤层底板的围岩压力分布规律 ,并结合现场实测结果验证了模拟结果的正确性 ,从而为巷道合理布置提供了理论依据。     

深部特厚煤层强采动巷道围岩综合应力场演化及支护对策

以麻家梁矿4号特厚煤层强采动巷道支护为背景,采用现场实测、数值模拟方法分析了14103辅运副巷在相邻14102工作面回采过程中的原岩应力场、采动应力场和支护应力场构成的综合应力场演化规律。原岩应力测试结果表明:麻家梁矿4号煤层顶板岩层原岩应力从量值上属于高应力,原岩应力方向为N30.6~52.1°W;基于原岩应力,分析得出采动应力从14103辅运副巷与14102回采工作面相交开始到滞后工作面50m的空间范围内急剧增大,滞后工作面150m后,巷道围岩采动应力逐步趋于稳定;现场实测发现支护应力的变化趋势与采动应力变化趋势总体一致,由于煤柱的影响,14103支护应力的显著增加从空间上略微滞后于采动应力的显著增加;锚杆锚索的预应力越高,其受力越稳定;预应力较低时,受采动影响其内部支护应力变化更剧烈。基于原岩应力、采动应力及支护应力分析结果,提出了14103辅运副巷的支护对策,现场监测结果表明14102工作面回采后,巷道断面收缩率仅为8.8%,完全满足了巷道的运输通风需求。     

大阳煤矿综放回采巷道采动影响变形规律研究

根据大阳煤矿综放面布置的具体条件,采用现场实测的方法,对综放回采巷道在回采过程中的围岩表面和内部变形进行了实测研究,得出了巷道围岩在回采期间的变形规律,有助于改善回采巷道的维护和煤矿安全生产。