沿空留巷充填区域顶板离层力学分析及影响规律研究

通过建立沿空留巷充填区域顶板离层力学模型,推演出充填区域顶板离层量的计算公式,分析得出离层量不仅和巷内支护强度、实体煤帮支护强度、充填区域外侧支护强度、充填区域的支护强度有关,同时还受采空区临时支护强度、沿空留巷宽度、充填区域宽度的影响。神角煤业将这一结论应用于2209工作面沿空留巷实践。     

91208巷沿空留巷顶板控制实践

介绍了晋城古书院矿在91304工作面回风巷应用高水速凝材料进行沿空留巷试验情况,并对沿空留巷的支护技术措施和矿压显现进行了详实叙述,总结了沿空留巷实践中的几点体会。     

复合顶板条件下沿空留巷力学参数研究

以军城煤矿31203复合顶板薄煤层综采工作面为工程背景,在采用无煤柱护巷技术的基础上,建立了沿空留巷围岩力学模型,对巷旁支护阻力、切顶力学参数、顶板下沉量等进行了计算,并采用FLAC3D数值模拟软件研究了复杂顶板条件下薄煤层大断面沿空留巷力学参数,为该矿复合顶板条件下薄煤层大断面沿空留巷力学参数的确定提供了理论依据。     

沿空留巷围岩变形力学分析

为研究沿空留巷围岩的变形机理,分析了留巷围岩顶板下沉的力学模型,得出了顶板下沉量的解析解,并根据具体的地质条件进行了顶板厚度、巷道宽度、支护阻力等影响因素的分析,顶板厚度越大下沉量越小,巷道宽度越大下沉量越大,支护阻力越大下沉量越小,从而为沿空留巷围岩的变形控制提供了理论依据。     

屯兰煤矿厚煤层沿空留巷充填体上方顶板稳定性控制研究

充填体上方顶板的稳定性是影响沿空留巷效果的关键因素,针对屯兰矿22301大采高工作面留巷顶板离层的控制难题,通过分析留巷期间各阶段顶板受力特征和顶板离层机理,建立充填体上方顶板离层力学模型,提出了厚煤层沿空留巷充填体上方直接顶板的分区动态加固控制技术:"锚网索"+"高预应力锚网索"+"高阻力液压支柱"留巷分阶段支护。现场试验结果表明:顶板最大下沉量为140 mm,底鼓量为660 mm;工作面后方150 m外,0~6 m累计离层量为16 mm、0~2.5 m累计离层量为14 mm;围岩变形以底鼓为主,采用分区域动态支护加固顶板控制技术使顶板整体稳定性得到明显提升。     

沿空留巷顶板稳定性分析及其控制

 根据沿空留巷上覆岩层的后期活动规律,将顶板变形视为“给定变形”,建立顶板力学模型,采用变分法,推导顶板下沉量计算公式。依据具体的地质力学参数,验证力学模型的合理可行性,并研究分析顶板下沉量与各影响因素之间的定量关系。通过分析表明,在直接顶弹性模量较大时,巷旁支护阻力的变化对顶板下沉量影响不大;在直接顶弹性模量较小时,巷旁支护阻力对顶板下沉量影响较大。直接顶厚度在3~11.5m范围内变化时,随着直接顶厚度增加,顶板下沉量明显减小。当巷内和巷旁支护阻力较高时,顶板下沉量随着直接顶弹性模量增大而明显增大;当巷内和巷旁支护阻力较小时,直接顶弹性模量的变化对顶板下沉量影响较小。顶板下沉量与巷道宽度、煤层厚度、巷帮塑性区宽度、顶板旋转角度成线性增大的关系,与巷帮煤体残余强度、充填体宽度成线性减小的关系,与巷帮煤体弹性模量成反比例关系。根据各影响因素与顶板下沉量之间的关系,提出巷内支护采用“分期联合支护”,巷旁采用“超前复合加固”等控制沿空留巷顶板稳定性的措施。     

岩浆岩顶板沿空留巷技术工程应用

卧龙湖煤矿首采103面顶板受岩浆岩侵入,顶板较坚硬。为提高回采率,对倾斜长壁回采巷道采用沿空留巷,并采取针对性加固方案对回采巷道及充填墙体顶板进行加固,在巷道内超前和滞后工作面段布置测点,进行表面位移观测。结果表明,两巷留巷效果良好,解决了矿井采掘接替紧张的问题,实现了无煤柱开采。     

沿空留巷顶板冒顶分析及预防

以朱集东矿1122(1)工作面上顺槽沿空留巷巷道冒顶控制为背景,对沿空留巷复杂条件下破碎带、断层及裂隙发育等异常区域巷道顶板破坏特征和顶板冒顶失稳机理进行分析。根据分析提出了预防顶板冒落措施,为沿空留巷安全生产提供保障。     

复合顶板巷旁充填沿空留巷技术实践

淮南矿业集团顾桥煤矿1115(1)工作面为复合顶板,高瓦斯。为了无煤柱连续开采的需要,提出了在复合顶板条件下巷旁充填沿空留巷技术。通过选择合理的充填材料,对沿空留巷充填设备进行改造,并设计合理的充填工艺及充填布置系统方案,分别对沿空留巷及充填体表面变形、充填体下沉变形及其应力变化等情况进行监测。结果表明,巷旁充填沿空留巷技术能有效地保证复合顶板的稳定,成功控制顶板下沉,适应老顶回转变形的要求。     

顶板预裂沿空留巷的应用

为了解决坚硬顶板条件沿空留巷工作面顶板悬顶距大,悬顶时间长,围岩应力集中程度大,围岩不稳定的难题,基于定向爆破理论提出顶板预裂沿空留巷方式。该留巷方式采用岩石定向爆破原理控制留巷采空侧顶板的垮落,冒落的大块矸石经喷浆密闭后形成新巷帮,减少巷旁支护成本且明显减轻基本顶的来压强度。根据断裂力学理论推导出顶板预裂单孔装药量q及炮孔间距S计算公式,并将研究结果成功应用于工程实践中。     

沿空留巷巷旁软介质接顶作用机制及工程应用

针对某矿坚硬灰岩顶板条件下薄煤层沿空留巷问题,建立了巷旁软介质接顶力学结构模型,理论计算得出了软介质的高度范围,利用数值模拟对巷道围岩塑性区、巷旁支护体整体特性、巷道围岩变形与软介质高度关系进行了详细分析,确定了接顶软介质高度为0.2 m。     

沿空留巷顶板结构稳定性分析

充填体的性能对留巷顶板结构的形成有很大的影响。基于叠加的连续层板模型,推导了充填体的切顶阻力计算公式,并建立了侧向顶板结构稳定性的分析模型。研究表明:充填体的切顶能力决定了侧向顶板的垮断特征,充填体切顶能力好时基本顶断裂在充填体外侧,反之则会断裂在留巷实体煤内部,但2种顶板结构均能形成稳定结构。     

沿空留巷顶板断裂规律数值模拟分析

结合葛泉矿1528工作面运输巷的工程条件,在关键层理论研究成果基础上,通过计算机数值模拟的方法,建立了反映岩层基本特征的力学模型,研究了留巷上方顶板断裂的应力特征、变形特征、破坏特征。采用正交试验法对老顶断裂影响因素进行数值模拟,并对其进行影响分析和排序,从而确定了影响次序。     

厚层直接顶沿空留巷顶板侧向破断机理及稳定性分析

针对在厚层直接顶条件下的沿空留巷工程,建立了顶板破断的力学模型;结合材料力学,对顶板断裂位置可能性进行了分析,并通过计算得出顶板断裂位置;顶板破断后形成斜跨梁式的承载结构,给出顶板破断后岩块下沉量的计算公式,在此基础之上,分析了相邻岩块对顶板破断结构的水平挤压作用,得出在厚层直接顶条件下顶板更容易形成稳定的承载结构;提出了临界厚采比作为厚层直接顶条件的评判标准并推导了其计算公式。     

顶板减沉沿空留巷技术研究与应用

为解决新安矿沿空留巷变形严重、围岩稳定性无法保障等问题,结合8#煤层综三工作面地质条件,进行顶板减沉沿空留巷技术研究。该研究以自主研发的粉煤灰基胶结材料构筑巷旁充填体,超前工作面于巷旁支护采空区侧施工顶板深钻孔,弱化充填体及采空区上方顶板联系。数值模拟表明该技术的应用使巷旁充填体侧顶板下沉量及其帮变形量分别降低了44%和27%;现场应用效果表明该技术极大改善了新安矿沿空留巷围岩控制效果。     

沿空留巷充填墙体与顶板运动的协调性研究

为解决沿空留巷充填墙体强度与顶板载荷之间的协调性问题,从采空区顶板结构与来压特点出发,分别阐述了沿空留巷直接顶与老顶的破断特征,认为老顶周期性"半OX"破断后在采场侧向形成的岩块及其结构平衡过程,是影响沿空留巷围岩稳定的关键。据此建立了沿空留巷围岩结构模型,得到了顶板运动初期和末期的墙体载荷。根据不同赋存条件下顶板的运动特征,将顶板运动中期的墙体载荷增长方式分为先快后缓型、均匀发展型和先缓后快型3种,顶板运动的任一时期墙体强度都应大于该时期顶板施加的载荷,从而保证墙体强度与顶板运动相协调。最后结合1个工程案例给出了验证。     

深井坚硬顶板沿空留巷技术研究与应用

针对深部坚硬顶板工作面沿空留巷的充填体遭压坏,留巷围岩变形较大,留巷效果不理想,特采取聚能环定向爆破强制放顶来释放顶板压力,同时采用注浆锚索护帮,提升围岩承载能力以提高沿空留巷的效果。以三河尖矿72207工作面沿空留巷为工程研究背景,通过聚能环定向爆破与超前施工注浆锚索等手段,在经历本工作面回采和充填留巷稳定阶段后,墙体整体维护效果优良,对类似条件下沿空留巷具有很好的借鉴意义。     

沿空留巷巷旁充填系统模板支架及其应用

沿空留巷巷旁充填系统是目前国内机械化程度较高的充填系统。在总结无煤柱开采沿空留巷巷旁支护技术基础上,针对回采工作面以模板支架为关键装备的巷旁支护充填系统,重点阐述了不同形式或用途的模板支架结构特征。结合煤矿生产应用实践,介绍了回采工作面巷旁支护模板支架充填系统工艺。实践证明:充填支架(模板)适于沿空留巷巷旁支护系统,充填体强度性能稳定,可有效控制顶板及围岩活动,留巷维护效果良好。