采场上覆采动巷道变形特性分析

文章对平顶山成组采场上覆丁组采准巷道伴随着戊组采场回采而产生的变形破坏进行了观测和统计分析，指出采场上覆采动巷道的变形特性，并提出了一些对其支护与加固有益的意见。     

采场上覆岩层移动变形值计算

在下部采动煤层的顶板岩层内布置巷道，其位置选择与采场上覆岩层移动状况密切相关。依据煤矿地表移动计算公式和采场上覆岩层活动规律，建立采场上覆岩层移动变形概率积分法预计计算模型。根据最大下沉量、主要影响半径、拐点移动距等移动参数与埋深的关系，利用参数坐标系确定采场上覆岩层移动下沉计算公式。并结合实例进行岩层移动变形预计计算，计算结果与实际观测数据十分接近。     

复杂条件下大采高孤岛采场围岩控制研究与实践

新汶矿业集团濯镇煤矿大采高孤岛采场通过优化巷道围岩和采场上覆岩层控制措施,改进生产上艺,顺槽巷道掘进期间采用锚带网加锚索的联合支护方式,回采期间超前支护采用悬移支架,上下端头采用切顶支架,采场采用俯采、调采、配合割通刀的生产方式推进,实现了安全高效生产.     

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。     

采动诱导巷道围岩失稳及其控制技术

任楼煤矿-720轨道大巷受上覆煤层工作面开采影响强烈,巷道变形严重。对此,采用理论分析与数值模拟相结合的方法,分析上覆煤层工作面开采对底板巷道围岩稳定性影响规律,研究采动诱导巷道围岩失稳机理。应用支护结构补偿技术,提出适合此类采动诱导巷道的高强稳定型锚网索支护技术,并进行现场工业性试验。对上覆工作面回采期间,试验巷道围岩变形情况进行长期观测,掌握工作面回采期间巷道围岩变形特征,正确评价支护技术及参数的合理性。     

大倾角大采高采场覆岩应力路径时空效应

为揭示大倾角大采高采场覆岩变形破坏的时空演化特征及应力路径效应,以2130煤矿25221工作面为研究背景,采用3DEC数值模拟方法,在对覆岩变形破坏时空演化特征的综合厘定与分析的基础上,提出了大倾角采场上覆岩层在采动应力作用下的扰动分区,量化了采场沿工作面走向、倾向及不同层位覆岩采动应力路径的空间演化规律,揭示了采场空间不同区域覆岩采动应力与断裂失稳过程中的对应关系。研究结果表明：在大倾角大采高开采中,重力-倾角效应作用下矸石呈现非均匀充填特征,导致覆岩垮落形态及顶板承载拱在采场空间均呈现出典型的跨层迁移转化特性,包络面内中上部区域“倒三角临空面+倾斜砌体结构+高位梯阶岩层”形成空洞现象,“高位梯阶岩层”失稳易诱发“倾斜砌体结构”同时断裂,对支架形成较大的冲击动载荷。工作面煤层开采导致采场上覆岩层的三向采动应力大小、方向均发生了显著变化。沿工作面走向,覆岩最大主应力演化先增大再减小,最小主应力则先减小再反向增大,最大和最小主应力沿推进方向的垂直平面内向采空区旋转,上覆岩层的极限平衡状态界面沿工作面倾斜方向呈非对称展布。沿工作面倾向,煤柱侧上方岩层产生应力集中,工作面上方岩层卸荷,覆岩层...     

回风石门跨采变形同上覆煤层垂距关系的数值模拟

根据六盘水火烧铺矿采动巷道现有支护和围岩松动圈情况,通过理论分析与数值模拟手段,分析上覆煤层和邻近煤层开采对巷道围岩变形的动态影响.探索巷道与跨采工作面煤层底板垂距对采动巷道变形的影响规律,为合理选择底板岩巷与上覆煤层间的垂距提供主要依据.在类似条件下的跨采巷道在工作面回采过程中,对确定下部煤岩巷道合理位置以及支护参数选择具有重要的指导意义.     

近距离跨采巷道预加固技术研究

近距离跨采巷道在受到原岩应力和超前动压的共同作用下,维护变得十分困难。针对近距离跨采巷道围岩控制难题,以桃园煤矿Ⅱ4采区运输上山为研究背景,通过理论分析上覆1042工作面回采时跨采巷道的采动支承压力分布规律,提出了针对性的巷道预加固技术。研究结果表明:随着上覆工作面的推进,在工作面前方底板形成应力增高区,在采空区下方形成应力降低区。由上覆工作面回采引起的垂直应力峰值随着埋深的增加逐渐远离工作面,且应力集中系数随着埋深的增加逐渐减小。沿工作面推进方向的水平应力集中程度远小于垂直应力的集中程度,且受上覆工作面回采引起的水平应力对跨采巷道围岩稳定性的影响较小。当上覆工作面推进至距离跨采巷道50 m时,跨采巷道开始受到超前动压影响;当上覆工作面推进至距离跨采巷道15 m时,垂直应力峰值位于跨采巷道的正上方,此时跨采巷道受超前动压影响最大。采用注浆锚索加底板注浆对巷道底板和围岩深部进行预加固支护,通过预加固能够有效地控制跨采巷道的围岩变形,实现了煤矿的安全高效生产。     

采场上覆岩层运动范围与顶板事故可视化研究

确保采场上覆岩层稳定是矿井安全生产的关键。只有确定了采场上覆岩层的运动情况才能进行有效的采场支护设计。运用岩石破裂渐进过程分析(RFPA^2D)系统，对某矿采场工作面上覆岩层随工作面推进的运动情况作了数值模拟，从中有效地获取了上覆岩层的运动信息，确定了上覆岩层的运动范围，为有效控制采场顶板事故、合理进行采场支护设计提供了依据。     

两侧采空巷道挤压变形机理与控制对策

为解决两侧采空巷道挤压大变形控制难题,以山西丰汇煤矿布置在两采空区之间的工作面轨道巷为工程背景,综合采用现场监测、理论计算和数值模拟等方法,分析巷道变形破坏特征,研究巷道覆岩结构特点与不同采动条件下围岩塑性区分布形态和应力环境,揭示两侧采空巷道挤压变形机理,并提出以“强化关键部位、注浆改性围岩”为核心的锚固加注浆联合支护方案。现场监测结果表明,新支护方案对两侧采空巷道挤压变形控制效果好,可为类似条件下巷道围岩稳定控制提供参考。     

近距离跨采巷道支承压力的研究

较近距离巷道的变形破坏，主要取决于采动作用下的跨采工作面动态支承压力作用于巷道围岩上的量值，而该量值的大小又取决于超前动态支承压力在煤层底板中的传播规律和范围。在柳湾煤矿的实例巷道中，对支承压力和巷道变形进行了观测，通过对近万个实测数据的整理分析，找出了其动态变化规律。在此基础上，对巷道实施相应的维护，并取得了良好的效果。     

采动影响下地面井煤层气抽采技术研究

建立覆岩移动变形模型,分析了覆岩各岩层沉降变形及剪切变形特征,给出了套管在覆岩作用下的剪切、拉伸变形破坏形式,建立地面井"S"型剪切变形数学模型函数及离层拉伸变形数学模型;通过对采煤后覆岩裂隙形态的分析,根据采煤工作面瓦斯流动特征,获得了采动影响下瓦斯地面井布井基本原则,设计了采动影响下瓦斯抽采地面井结构,在晋煤集团成庄矿、寺河矿应用该技术,取得很好的抽采煤层气效果,解决了采煤工作面瓦斯治理难的问题,抑制了瓦斯超限,保障了煤矿回采的安全,取得了很好社会经济效果。     

重复采动影响下巷道围岩变形规律及其稳定控制技术

为解决米村煤矿-150m泵房受上覆两侧煤柱工作面重复采动影响而产生的支护困难问题,基于FLAC2D数值模拟和现场实测,分析巷道围岩变形规律,提出了锚索加厚增稳围岩控制技术,并进行了现场工业性试验。研究结果表明:在上覆两侧工作面重复采动影响下,底板巷道围岩应力场和位移场表现出明显的非对称性,顶底围岩移近量大于两帮,右帮大于左帮,且巷道两帮深部围岩位移对上覆两侧采空区整体位移场表现出一定的敏感性;采用锚索加厚增稳技术可以充分发挥深部围岩的承载能力,突出围岩-支护承载拱结构的"厚而稳"特性,能够有效控制重复采动影响下巷道的非对称变形。     

关于重采影响下层岩内部垂直移动变形规律

本文结合江西钟家山煤矿观测石门内大量岩移内部观测资料,对重复采动条件下采场上覆岩层垂直移动变形规律进行了分析研究,从而再次证明了重采时上覆岩层呈整体下沉,最大下沉速度滞后距较小的这一特点;提出了随工作面位置的推进采场上覆岩层不但产生垂直拉伸变形而且部分岩层产生压缩变形的特点,揭示了不同位置的覆岩导水裂隙带的发育规律,得出在充分采动区当工作面推过15～20米,在采区边界工作面推过35米导水裂隙带发育最高以及采区边界导水裂隙带高于充分采动区且压实速度较慢的结论,为及时施工冒落孔探测导水裂隙带高度提供了科学依据;最后对采场上覆岩层垂直移动变形     

采动影响下某矿矩形巷道稳定性数值模拟分析

某矿大巷受工作面回采时的采动影响出现了巷道断面收缩变形问题。针对该矿采动巷道稳定性控制难题，在分析深部采动巷道应力环境与变形特征的基础上，以该矿开拓巷道为研究背景，借助FLAC^3D数值模拟手段，研究了工作面推进下采动巷道的应力场及塑性区演化规律，分析了采动系数对大巷稳定性影响机制。结果表明：随着工作面推进，采动巷道顶板处支承应力呈“脊背形”分布，塑性区急速发育，当工作面距巷道间距小于70 m后，采动巷道稳定性显著降低，采动应力系数λ对巷道稳定性影响显著，呈负相关，λ>3.0时巷道上部出现“蝶形”塑性区，变形剧烈。     

煤矿孤岛工作面采空侧巷道加固技术

针对阳煤一矿22121工作面特点,基于采空侧巷道围岩稳定性特征及U型钢-锚网索耦合支护机理,探索了采空侧巷道支护技术。采用了采空侧巷道巷内U型钢支护、巷旁锚杆加强支护、巷顶及肩窝锚索加强支护等联合支护技术,控制了巷道破坏变形,现场支护效果明显。实践表明,采空侧巷道覆岩弧形三角块结构对巷道围岩稳定和应力条件起决定因素。研究成果可为类似条件下的巷道支护提供借鉴和指导。     

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。     

高埋深近距离跨采巷道群技术研究与应用

该文主要讨论了复杂条件下,高埋深近距离跨采巷道群的变形与破坏规律,修改、优化支护方式。确定巷道开挖后受工作面采动影响、滞后范围等问题,掌握上覆岩层的运动规律,为今后相同条件下动压巷道布置及合理的巷道支护方式、支护参数提供依据。     

重复采动软岩巷道非对称变形机理与控制技术

为研究厚煤层综放面软岩巷道受重复采动影响下非对称变形机理，以布尔台煤矿42203综放工作面为工程背景，采用了现场监测、理论分析及数值模拟等方法对42203辅运巷道受重复采动影响时巷道非对称变形破坏特征及破坏机理进行研究，提出了重复采动软岩巷道高强锚索补强支护技术。研究结果表明：42203辅运巷道受重复采动影响导致两帮变形大于顶底变形，正帮上部及副帮下部帮鼓破碎，矿压显现剧烈，采动超前影响范围可达110 m,重复采动产生的高偏应力，改变了侧压系数及应力方向，致使塑性区由近似对称破坏转变为非对称破坏，揭示了重复采动巷道破坏机理，提出了采用高强锚索对42203辅运巷道进行补强支护方案，经现场实测，该方案有效减缓了围岩的变形速度和变形总量，满足巷道稳定要求，效果良好。     

强烈采动影响下沿空掘巷采动环境分析及煤柱宽度的确定

针对受侧方采动工作面影响的先掘后采巷道围岩变形量大和巷道支护困难等难题,对受强烈采动影响的沿空掘进巷道采动环境进行分析。通过数值模拟,分析了留设不同宽度煤柱时巷道围岩变形和应力的分布情况。采用理论分析、数值模拟和现场实测相结合的方法,确定沿空掘进巷道受强烈采动影响时所留设的合理煤柱宽度。