砂岩顶板薄煤层沿空留巷支护技术

针对砂岩顶板条件下采煤工作面沿空留巷围岩变形大、支护难等问题,通过数值模拟软件模拟了沿空留巷围岩变形及应力分布特点,并对沿空留巷围岩变形控制进行了分析。提出了采用"锚杆+锚索"的巷内基本支护和单体液压支柱作加强支护限制顶底板移近,对充填体补打支护锚杆限制充填体向巷道方向的横向运动的支护方法,并进行了现场试验。试验结果表明,采用该技术后,巷道围岩变形得到了有效控制,为工作面的正常生产创造了条件。     

大断面沿空留巷巷旁支护体力学机理和数值模拟

以某矿2714巷大断面沿空留巷为工程背景,采用有限元数值模拟分析了沿空留巷围岩变形特征和塑性区发育情况。首先,通过对不同巷旁支护体宽度下的沿空留巷进行数值模拟分析,得出巷旁支护体宽度对于围岩变形以及塑性区范围的影响呈正比关系;然后,通过合理的确定巷旁支护阻力和巷旁支护体的宽度,同时对2714巷支护系统进行数值模拟,模型中将巷旁支护体中的柔性垫层设置为弹性体进行模拟,模拟结果中顶部位移量与现场实测值相匹配,同时分析了巷旁支护体中对拉锚杆受力规律。     

薄煤层硬顶软底沿空留巷技术研究与应用

为提高煤炭采出率,减少巷道掘进量,在锦丘煤矿开采中实施沿空留巷技术,根据巷道硬顶软底的情况提出了沿空留巷支护方案,并通过数值模拟分析确定了巷道支护的具体参数,实践结果表明:留巷高度满足留巷要求,有效地控制了巷道围岩的变形,并且取得了很好的经济效益。     

巷内预充填沿空留巷数值模拟研究

为减少煤层开采区段煤柱损失,结合煤矿现场的实际条件采用巷内预充填沿空留巷技术,揭示巷内预充填沿空留巷围岩力学特点,并通过数值模拟方法提出3种充填方案,对留巷巷道围岩位移及影响围岩稳定的剪切应力进行分析,得出沿空留巷最大剪切应力集中在留巷巷道上方,充填体强度不易过大,应具有一定的柔性特征等结论。最终通过3种模拟方案对比,确定了充填宽度2 m、充填强度20 MPa的充填方案。     

原相煤矿沿空留巷支护技术研究

针对沿空留巷围岩变形大、维护效果差等状况,以原相矿沿空留巷为工程背景,采用数值模拟分析了锚杆预应力承载结构,研究发现预应力承载结构对锚杆发挥主动支护作用具有重要作用,配合锚索的悬吊作用能够有效控制围岩变形。基于预应力承载结构开发了沿空留巷巷内的基本支护和加强支护技术。     

三软煤层沿空留巷矿压显现规律研究

为探究沿空留巷矿压显现规律及支护对策,以河南西部典型三软煤层为研究对象,构建了数值分析模型,模拟了工作面前方和后方一定范围内巷道围岩变形和应力变化规律,得到了工作面后方围岩受采动影响大、范围广,顶板下沉现象明显。基于现场实测,得到了顶板下沉量、底板鼓起量、充填体的变形、实煤体变形等随采动影响的变化规律,监测了锚杆的轴向受载情况。研究发现,巷旁膏体充填与巷道内高强锚杆+W型钢带构成的支护体系,较好地解决了三软煤层回采巷道围岩控制问题,为类似开采条件下沿空留巷的实施提供了理论和实践依据。     

突出矿井深部巷道沿空留巷技术研究与应用

通过对高水充填材料的力学特性及沿空留巷矿压显现规律的研究与分析,并针对车集煤矿煤与瓦斯突出矿井大埋深特殊条件,选择高水材料巷旁充填工艺进行沿空留巷。从沿空留巷围岩稳定性控制入手,构建"充填体+锚杆、锚索"复合支护系统。在实践应用过程中,通过对巷道、充填体等矿压显现情况进行观测、分析,优化了沿空留巷支护参数与工艺,确保了突出矿井大埋深条件下沿空留巷成功,提高了采区煤炭资源采出率,保证了矿井采掘抽接替,为类似条件下沿空留巷提供了理论与实践参考。     

深部矿井沿空留巷围岩控制技术研究

针对深部矿井沿空留巷围岩变形严重的问题,以海石湾煤矿6113工作面运输巷沿空留巷为工程背景,采用数值模拟和理论分析的方法,研究了深部沿空留巷围岩位移、塑性区等演化规律,得到:充填体宽度2.5m,配合巷内基本支护、巷内超前支架、工作面后方单体液压支柱加强支护,充填区域顶板采用锚杆、锚索加强支护,巷道变形得到了有效控制,深部沿空留巷取得成功,为类似条件沿空留巷提供参考。     

我国沿空留巷围岩控制技术研究进展与展望

我国煤矿沿空留巷技术研究与应用已超过60 a,形成了充填式沿空留巷和切顶式沿空留巷两大技术类型，但是由于不同矿区煤层生产地质条件复杂多样、留巷巷道所处矿压显现强烈等诸多困难，导致沿空留巷技术推广应用呈现起伏。首先梳理了近年来我国沿空留巷主要技术类型、围岩稳定原理、巷内支护技术、巷旁支护技术、适应性评价与围岩稳定性监测方面取得的成效和关键技术进展，分析了现阶段不同技术的应用适用性。然后，总结了目前沿空留巷技术面临的难题与挑战：对强矿压工作面沿空留巷仍未能形成系统理论；充填沿空留巷围岩与支护体相互机制的理论认识仍然存在缺陷；巷旁支护体充填材料力学及变形特性尚不能适应深部、强矿压工作面沿空留巷；沿空留巷底臌机理及控制技术尚不完善；强动载或冲击地压沿空留巷充填体稳定控制研究尚处于空白。最后，针对现阶段我国沿空留巷技术应用面临的难题和挑战，提出了几项储备型技术：厚煤层综放/一次采全高沿空留巷有控切顶–充填围岩协同控制技术、面向强矿压工作面含外加剂改性高水材料沿空留巷技术；针对沿空留巷数值模拟岩石力学参数智能反演问题，建立了一套沿空留巷数值模拟岩石力学参数智能反演工作流，提出了沿空留巷支护参数智能...     

复合顶板条件下沿空留巷围岩控制技术研究与应用

为解决黑龙煤业1103工作面运输顺槽沿空留巷的支护问题,通过理论分析、数值计算等方法,确定了合理的巷旁充填体宽度、补强支护详细的参数。现场应用及巷道围岩位移、锚杆受力监测结果表明沿空巷道变形得到有效的控制,满足工作面生产的需求,为类似工作面沿空留巷的支护设计和应用提供了参考。     

厚煤层综放工作面沿空留巷巷道支护技术研究

针对厚煤层综放开采沿空留巷围岩变形大、巷道稳定性差等情况,以潞安集团王庄矿沿空留巷为工程背景,采用数值模拟方法分析了沿空留巷巷道在不同支护方案条件下的围岩变形情况,最终确定了采用"锚杆+锚索+钢筋梯子梁+金属网"的联合支护方式,并对支护参数进行了确定。通过现场监测结果,证明该支护方式能够有效的控制围岩变形,提高了沿空留巷巷道的稳定性,实现了对厚煤层综放开采沿空留巷巷道的围岩控制。     

较大采高综采面沿空留巷锚杆索支护技术研究

沿空留巷技术在3 m以上的较大采高工作面中应用较少,经过朱庄矿3625较大采高工作面风巷的试验研究,提出了一种主动的沿空留巷支护技术-巷内采用锚杆支护,巷旁采用锚索加强支护.通过数值模拟正交试验,得出优化后锚杆支护参数.     

高水材料充填沿空留巷应力控制与围岩强化机理及应用

高水材料被广泛应用于不同条件下的薄及中厚煤层沿空留巷、部分条件较好的厚煤层沿空留巷,形成了丰富的高水材料充填沿空留巷围岩控制实践。基于高水材料充填沿空留巷理论研究和现场实践,以应力控制与围岩强化为主线,分析了充填留巷围岩在巷道掘进、工作面超前采动影响、留巷围岩调整稳定和邻近工作面复用4个阶段的应力与变形特征,提出了“基本顶二次破断”的覆岩顶板运动特征。以青龙同昌煤矿15102工作面沿空留巷为背景,数值模拟研究了留巷过程中围岩应力和塑性区分布特征,揭示了充填留巷覆岩基本顶的旋转下沉是留巷巷道所受外力的主要来源;在此基础上,提出了充填留巷围岩控制的关键区域,根据高水材料固结体的较强塑性变形特性,提出了高水材料充填沿空留巷围岩分时分区强化机理,确定了合理的高水材料充填体支护阻力计算式、留巷顶板离层计算式和实体煤帮的支护强度计算式,给出了高水材料充填沿空留巷围岩控制关键参数设计方法,关键参数包括充填体支护阻力(充填体宽度和强度)、顶板支护强度(巷内支护和临时支护)、实体煤帮支护强度。介绍了山西高平青龙同昌煤业15号煤层和赵庄煤业9号煤层高水充填沿空留巷围岩控制2个应用实例,留巷围岩变形控制效果...     

高支承压力区沿空留巷围岩稳定性数值分析

在双鸭山东荣二矿综采工作面高支承压力区试验沿空留巷,为分析该沿空留巷巷道的稳定性,采用FLAC3D软件进行了3次数值模拟分析:首先数值模拟求出了17煤残留煤柱形成的底板应力场,得出平均支承压力值为25.2 MPa;进而建立沿空留巷巷道围岩力学模型,模拟分析巷道围岩应力场,得出了充填体支护体片帮原因是垂直压力超限;由此提出了对充填支护体实施预留变形层和锚杆钢带加固等强化支护措施,并模拟分析证实了强化支护后充填支护体的稳定性,经现场工程实践表明采取强化支护措施,沿空留巷巷道稳定性良好.     

木瓜煤矿极近距离下位煤层沿空留巷技术研究

木瓜煤矿现阶段开采的10号煤层上部为9号煤层采空区,为提高10号煤层的采出率,解决矿井采掘接替紧张的问题,设计在10煤层的首采工作面应用巷旁充填沿空留巷技术,通过采用数值模拟的方法,结合10-100工作面具体的地质条件,研究确定了留巷巷旁充填体的参数,并确定留巷期间加强支护和顶板管理方案,现场应用期间通过围岩位移监测得知,留巷效果良好。     

马堡煤矿15201工作面沿空留巷关键参数优化

为确保沿空留巷技术在马堡煤矿应用成功,通过数值模拟的方法分析充填体的最优参数。以15201工作面作为研究背景,对比选择4种不同的充填体方案,探究沿空留巷时不同力学参数情况下的充填体应力、应变和维护效果,最终得到最优参数。数值模拟结果表明,当工作面5.4 m采高时,留设3 m充填体的宽度是切实可行的;在留设巷道初期充填体的强度越大,留设巷道的维护效果就越好;研究结果为大采高工作面沿空留巷巷旁充填支护提供了一定的借鉴。     

沿空留巷围岩控制与支护技术研究

通过理论分析,得出对沿空留巷围岩控制的基本原则、巷内支护技术和加强支护技术. 应用FLAC3D数值模拟结合工程实践,通过对比分析,研究了加强支护对沿空留巷巷道围岩垂直应力及垂直位移的影响,得出了最佳巷内初始支护方案和加强支护方案.     

沿空留巷巷旁支护体宽度的合理确定

 巷旁支护体是沿空留巷围岩控制的关键,在充填材料力学性能和巷道高度确定的情况下,巷旁支护体的宽度就成了主要影响因数。本文以焦煤集团九里山煤矿巷旁充填沿空留巷为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场试验相结合的方法,得出巷旁支护体合理宽度的确定方法。现场试验表明,采用该方法确定的巷旁支护体宽度在沿空留巷围岩趋于稳定后,巷道围岩及充填体稳定、变形量较小,说明采用该方法确定的支护体宽度科学合理,对沿空留巷实践具有一定的指导意义。     

大采高工作面大断面材料巷沿空留巷支护技术研究

针对斜沟煤矿18503大采高工作面材料巷沿空留巷变形大、围岩破碎等问题,理论分析了沿空留巷不同阶段的围岩变形,根据工作面具体条件,确定了18503工作面沿空留巷的基本支护及加强支护方式,并通过工业试验及现场监测,巷道变形量小,保障了沿空留巷的围岩稳定性。     

锚杆支护巷旁充填沿空留巷技术研究

研究了锚杆支护巷道沿空留巷的支护与围岩相互作用关系,尤其是巷内锚杆支护对沿空留巷顶板及煤帮的作用机理,为沿空留巷围岩控制提供理论依据。结合工程实例,介绍成功应用锚杆支护、沿空留巷的工程实践。