安山煤矿软岩巷道底鼓机理及控制技术

为了有效控制吸水膨胀性软岩巷道的底鼓,以安山煤矿31煤四盘区主运大巷为研究对象,以载荷作用和水理作用为综合影响因素分析了巷道的底鼓机理,提出了卸压槽防治底鼓的措施。利用FLAC~(3D)数值模拟软件,研究了不同深度切槽下的巷道围岩应力分布与位移情况,进一步确定了卸压槽参数。研究表明采用切槽卸压减缓了巷道帮角应力集中效应,使得底板垂直应力向深部转移,卸压槽壁的挠曲变形吸收了底板的变形量。现场实践证明采用的卸压槽和卸压参数能有效控制巷道底鼓。     

卸压槽卸压机理研究

运用理论分析、数值模拟和现场试验等方法,分析了卸压槽的卸压机理和治理效果。建立了底板受力模型,研究了卸压槽对支承压力传播的影响;通过数值模拟,对比分析了在有无卸压槽2种情况下巷道的应力应变情况;通过现场试验,验证了卸压槽治理以底鼓为主的巷道变形破坏的效果。结果表明:卸压槽切断了巷道直接底板,改变了底板的受力结构,改变了采场支承压力在底板沿水平和垂直方向的传播途径和方式,并且能吸收底板的水平挤压变形和底鼓量,从而减少巷道围岩变形和破坏。     

元甲煤矿软岩巷道底鼓机理及控制技术研究

针对元甲煤矿20101回采巷道底鼓严重破坏问题,通过对巷道底板围岩的矿物成分分析及物理力学强度测试,发现底板岩层中黏土矿物成分较多,易膨胀、软化,且底板围岩整体强度较差,是造成巷道底鼓严重的主要原因。根据元甲煤矿的工程地质条件,提出了打卸压槽的方案控制底鼓,利用FLAC3D数值模拟软件,研究了不同切槽深度下的巷道围岩应力分布及位移情况,确定出20101运输顺槽切槽卸压深度为2 m。现场工业实践结果表明,该方案有效控制了巷道底鼓,取得了良好的经济效益。     

松软底板巷道围岩控制研究

针对巷道底板软岩层出现强烈底鼓,运用FLAC3D模拟得出底板最大位移量;经在巷道底板切垂直卸压槽,减小顶板通过两帮传递到底板上的压力,有效减小了底鼓量.再对卸压槽灌浆加固,分解两帮的挤压应力,使其向巷道围岩深部转移,进而将底板和两帮的位移量控制在合理范围内,并经现场应用证明了该方法的合理性.     

底板深孔爆破卸压机理及底鼓控制技术研究

高河矿E2305工作面胶带巷由于底板岩层强度低,在高应力作用下导致巷道底鼓严重。利用FLAC~(3D)软件分析了底鼓发生的主要机理,通过理论计算和数值模拟计算,提出了底板深钻孔松动爆破方案。通过相似模拟,研究工作面回采过程中矿压显现、回采巷道附近围岩的应力分布、位移、巷道的破坏方式及程度的规律。对回采巷道底板岩层进行深孔爆破卸压处理后与原支护不爆破卸压的巷道底鼓现象和规律做出对比,结果显示底板深孔爆破卸压能够解决底鼓问题。工程实践表明:巷道最大底鼓量为55mm,最大底鼓速率为26mm/d,变形速率及底鼓量在巷道正常使用允许范围之内,底板卸压爆破后巷道变形尤其是底鼓得到了有效控制,可以为相似条件下巷道底鼓治理提供借鉴。     

深井巷道底鼓机理及切槽控制技术分析

为了确定水平应力对深井软岩巷道底鼓的影响,采用数值模拟软件FLAC^3D对不同岩性、不同侧压系数的巷道变形破坏情况及底板切槽深度对巷道变形的影响进行了研究.结果表明,岩性较弱时,侧压系数对巷道变形影响较大,侧压系数小于1时,巷道顶板下沉量较大,侧压系数大于1时,两帮变形量及底鼓量较大,且侧压系数越大,两帮变形量及底鼓量越大.底板垂直切槽技术能有效减少巷道底鼓量和顶底移近量,切槽深度为巷道宽度一半时,巷道稳定性最好.     

深井巷道底鼓机理及切槽控制技术分析

为了确定水平应力对深井软岩巷道底鼓的影响,采用数值模拟软件FLAC3D对不同岩性、不同侧压系数的巷道变形破坏情况及底板切槽深度对巷道变形的影响进行了研究.结果表明,岩性较弱时,侧压系数对巷道变形影响较大,侧压系数小于1时,巷道顶板下沉量较大,侧压系数大于1时,两帮变形量及底鼓量较大,且侧压系数越大,两帮变形量及底鼓量越大.底板垂直切槽技术能有效减少巷道底鼓量和顶底移近量,切槽深度为巷道宽度一半时,巷道稳定性最好.     

厚煤层开采切槽卸压控制底鼓技术研究

针对某矿厚煤层开采巷道底鼓问题,研究采用现场监测与理论分析相结合的方法对巷道底鼓机理及其控制技术进行了研究。结果表明：采动压力影响下,巷道底板破坏宽度达1.65 m,底鼓量达270 mm,在底板两帮剪切力的作用下,致使底板软弱岩体沿剪切面凸起形成底鼓。底板切槽形成的“强-弱-强”结构,可以限制巷道底鼓变形的发展。基于切槽卸压机理,提出了“巷道顶帮锚索+锚杆+网带联合支护与底板切槽卸压”巷道底鼓控制措施。现场实践表明,该技术可有效控制巷道顶帮变形底板底鼓巷,可为类似条件矿山巷道底鼓控制提供工程借鉴。     

近距离煤层回采扰动下巷道分区段底鼓控制方法研究

针对近距离煤层开采过程中下伏煤层巷道底鼓问题,采用数值模拟与现场监测相结合的方法,对某矿近距离煤层巷道底鼓控制方法进行了研究。结果表明：随着上伏煤层工作面推进,下伏煤层巷道所受应力表现为先增加后减小特征,应力峰值出现在工作面距巷道15 m时,此时巷道最大垂直应力达28.5 MPa,巷道顶底板及两帮位移分别达195 mm、773 mm与135 mm,巷道底板变形最为严重。根据研究结论提出了巷道底板切槽卸压与“U型钢+反底拱”加强支护相结合的分区段底鼓控制方法,给出了合理的切槽卸压参数。现场实践表明,巷道底板切槽卸压段与加强支护段的底板最大垂直位移分别降低62.1%和58.1%,实现了近距离煤层巷道底鼓的有效控制。     

卸压封底技术控制底鼓的研究与应用

分析了兖矿集团济宁二号煤矿沿空巷道的地质条件,提出一种新的控制底鼓技术—卸压封底技术。卸压封底技术是利用巷道围岩在弹塑性变形剧烈期间,提前在巷道底板上开挖一道梯形的卸压槽,当巷道围岩应力重新分布释放时,通过卸压槽松动底板,使巷道围岩弹性能得到释放。在巷道变形进入相对稳定阶段后,为阻止底板岩层流变的继续发生,导致使底板两角逐渐向巷道中间移动,又及时采用底脚支护的方式控制底鼓。解决了沿空掘进巷道底鼓的难题,为今后沿空巷道与软岩巷道的施工探索出一条新的途径。     

底板锚注技术治理巷道底鼓研究

平煤股份四矿主斜井二部猴车巷由于受四组煤共采叠加影响,原全断面封闭式拱形支护底鼓严重,反底拱被挤出破坏,导致巷道失修,不能正常使用。针对此种情况,应用了底板锚注技术对该巷道底板进行加固,通过治理,巷道变形量得到控制。通过FLAC3D数值模拟程序对锚注加固方式进行了验证,现场观测结果表明底板锚注有效地控制了底鼓和围岩变形,支护效果明显。     

强膨胀性泥岩巷道底鼓治理技术

为了解决亭南矿井西翼轨道大巷底板揭露铝质泥岩、底鼓变形严重、巷道底板难以控制的问题,通过对巷道围岩位移量观测分析变化规律,结合矿井生产实际,经过反复论证采用底角锚杆、反底拱控制技术进行底板加固,使底鼓量由500 mm降低到10 mm.试验结果表明:采用膨胀性泥岩底鼓治理技术能够有效控制巷道两帮收敛和底板鼓起、封闭水源,提高了巷道围岩整体稳定性,使巷道底板变形量得到了有效控制,为矿井进一步研究无底煤开采技术提供了基础技术数据.     

浅析底板岩层组合对底板破坏的影响

针对深部煤炭开采严重受底板高承压水威胁的现实问题,为进一步认识工作面底板突水机理,从底板岩层的不同组合出发,通过力学分析与数值模拟,分析底板不同岩层组合对底板的破坏深度、破坏方式的影响。为实现承压水上安全采煤提供依据。     

膨胀性软岩巷道底鼓防治技术探讨

膨胀性软岩巷道底鼓防治是软岩巷道支护中的一项技术难题。陕西彬长矿区大佛寺矿402采区水仓底板为铝质泥岩,支护困难,在对巷道底板破坏机理进行分析的基础上,提出了底角锚杆+钢筋混凝土反拱支护方案,在大佛寺矿实践中取得了良好的支护效果,为膨胀性软岩巷道底鼓防治提供了宝贵的经验。     

浅谈祁南煤矿底板注浆治理底鼓

通过对巷道底板进行注浆,使巷道底板得到有效支护,实现底鼓治理和底板加固,使巷道底板和帮顶形成整体支护体系,从而达到减小巷道失修率、延长巷道使用寿命的目的。通过合理选择施工设备解决了底板钻孔施工难度大的问题。     

采动影响下沿空留巷底板非对称性底鼓变形研究

针对沿空留巷底板变形问题,及对沿空留巷巷旁充填体及巷道一侧实体煤的力学研究,提出沿空巷道底板受力的非对称性特征。建立简化的力学模型,计算沿空巷道底板的集中应力作用点。以韩城矿业公司象山煤矿为例,建立数值模型并进行数值模拟计算,总结沿空巷道底板底鼓变形的非对称性特征及针对性控制方法。     

穿层巷道底板底鼓治理技术

新景煤矿15~#煤轨道大巷埋深在500~600m之间,在463~475m之间巷道穿过15~#煤层,造成巷道底板底鼓严重,严重影响矿井的正常生产。通过分析研究巷道围岩特性和底鼓状况,采用底板锚注加固的治理技术,提高底板支护强度,保证顶板、两帮、底板的支护平衡,提高巷道支护安全系数。     

含隐伏断层的煤层底板破坏深度的数值模拟

针对含隐伏断层煤层底板采动破坏过程及导水通道的形成过程,根据岩-水关系法理论并利用COMSOL Multiphysics软件进行数值模拟,分析了不同水压力下底板破坏深度,研究了在高承压水影响下,随着工作面的推进,底板破坏区域沟通断层导致突水的过程,研究得出随着含水层水压的逐渐增大,底板下方岩层裂隙中水压也呈现逐渐增加的趋势,而岩层中水压的增大会导致工作面与采空区涌水量增加以及底板破坏深度的增加,同时会影响到突水原因的变化,使得突水更具有隐蔽性,更不容易被探测和规避。     

半煤岩软底巷道底鼓控制技术

已15煤岩软底巷道底鼓一直是困扰平煤集团三环公司的重大问题．以该巷道大范围内的岩体为研究对象，通过对巷道底鼓影响因素的理论分析，得出围岩性质、地质构造和支护形式是产生底鼓的主要因素，提出了锚注加固底板控制巷道底鼓的方案，并对其支护加固机理进行了研究分析．采用数值模拟软件，对巷道使用普通锚网支护和锚注支护加固底板的围岩变形破坏规律进行了数值模拟，对锚注加固底板前后围岩的应力、位移及塑性区的变化情况进行了系统的分析．现场结果表明：锚注加固技术显著提高了底板岩体的强度和承载能力，极大的提高了巷道的支护效果，有效的控制了半煤岩软底巷道的底鼓变形．     

采动影响下底板应力分布特征及底鼓发生机理

针对底鼓的发生机理开展研究,采用数值计算的方法分析了不同地应力集中程度下(λ=1~3连续变化)底板岩体的受力及变形特征。结果显示:巷道底板在水平方向上按受力状态的差异可分为应力升高区、应力降低区和原岩应力区;在地应力集中程度增加的条件下,巷道底鼓量、巷帮变形量和峰值应力集中程度均明显增加。根据巷道底板围岩变形的差异可分为膨胀区、压缩膨胀区和压缩区。在沿底板水平方向和垂直方向的不同深度,存在椭圆形的底鼓零位移区,该区域内的岩体产生拉伸膨胀、在该区域以外的岩体受载压缩。