长壁工作面“T”型交叉口围岩稳定性分析

采用理论分析和数值模拟方法,分析长壁工作面顺槽和开切眼交叉口煤柱、顶板和底板的应力场与位移场分布特征,以确定围岩稳定性状况。研究结果表明:由于受二次应力场叠加的影响,煤柱在交叉口拐角处围岩裂化,形成较大范围的弧形三角形卸压区,此处是煤壁片帮严重、顶板下沉剧烈区和底鼓区集中的地方;交叉口处围岩的强扰动区域半径大约是巷道的宽度;建议在强扰动区域内采用整体锚固方式,加大锚杆、锚索支护的强度、深度和密度,并采用锚网、钢带和钢筋梁等支护构件,必要时利用单体支柱支护顶板。研究结果可以给同类条件下长壁工作面的开采支护提供参考。     

2612工作面切眼围岩的稳定性分析

采用锚网索支护技术解决东庞矿2612工作面切眼支护难题,通过FLAC3D数值模拟分析在锚网索支护下切眼围岩稳定性和锚杆锚索力学特性。结果表明:该面切眼采用高强度锚网索支护,简化工作面超前支护工序和加快工作面推进;切眼围岩位移最大值为435.4mm,切眼围岩应力集中区位于煤帮围岩深部14～18m,应力集中系数为1.52,满足巷道支护要求;锚杆和锚索受力明显,适当的增加煤帮顶板帮角处的支护强度。     

焦煤集团台头前湾煤业破碎顶板条件切眼支护技术

针对台头前湾煤业2~#煤层2S230综采工作面开切眼断面大、顶板压力大、顶板破碎、支护较困难的情况,提出了开切眼锚杆+锚索网+托棚、单体液压支柱联合加强支护技术。通过窥视孔对开切眼顶板围岩岩性及破碎范围进行分析,运用支护理论对支护参数进行了设计。现场围岩监测结果表明:支护方案较好的控制了开切眼围岩的变形,有效解决了破碎顶板开切眼的支护难题。     

深埋大断面开切眼大厚度泥岩顶板冒顶机理及其梯次支护技术研究

针对深埋大断面开切眼大厚度泥岩顶板易发生冒顶的问题,以张家洼煤矿9 m宽的大断面开切眼为研究对象,采用室内试验、现场实测、理论分析及数值模拟等研究了该类巷道的围岩变形破坏特征与应力场分布特征,揭示了冒顶机理,并提出了锚网梁+长短锚索的梯次主动支护与单体柱+木垛的联合被动支护相组合的协同控制技术。结果表明:发生冒顶的内在原因是直接顶的大厚度泥岩强度低,外在原因是水对泥岩的崩解破坏、单体柱反复加卸载的疲劳损伤以及深部高应力,主要原因是支护参数不合理。通过梯次支护中9.3 m的短锚索与锚网梁将顶板中下部的软岩有效组合在一起,形成一个具有承载作用的锚固体,且受力均匀;通过梯次支护中12.3 m的长锚索将该锚固体悬吊于深部稳定岩层。再配合该联合被动支护的有效支撑与信号作用,协同实现该条件下巷道围岩的有效控制。采用梯次支护技术后,1305开切眼围岩稳定性显著提高。     

复合顶板大断面开切眼锚网索支护技术研究

为解决复合顶板大断面开切眼支护难题,根据王家岭煤矿20106工作面大断面开切眼的地质条件,通过物理模拟试验分析了复合顶板大断面开切眼围岩变形破坏特征,结果表明:大断面复合顶板开切眼顶底角及顶板易变形破坏,开切眼扩帮期间围岩变形破坏明显超过掘巷期间围岩变形,提出了具有针对性的围岩控制对策,确定工作面开切眼采用"二次成巷+锚网索+单体液压支柱"联合支护方式,现场工程实践结果显示,开切眼最大离层量为9 mm,最大断面收缩率为6.6%,支护方案较好地控制了大断面开切眼的围岩变形。     

破碎顶板动压巷道锚注支护技术的应用与研究

为解决首旺煤业综采工作面回采巷道顶板破碎、围岩变形量较大的问题,基于弹塑性力学及锚注支护机理,采用理论分析和数值计算相结合的方法,对工作面顺槽塑性变形范围、顺槽围岩应力场分布、顺槽围岩位移场特征进行分析。结合工作面推进动压施加在回采巷道的采动影响分析,应用锚注支护技术后的巷道顶底板移近量和两帮移近量明显降低,巷道完整稳定;锚注支护技术对动压巷道破碎围岩改性,提高了承载能力和完整性,能实现对其围岩大变形的控制。     

超大采高综采面开切眼锚网索联合支护

潘一矿针对2141(3)超大采高综采面开切眼断面大、支护难的实际,在支护体系上大胆创新,采用"锚网索加挑棚和木垛联合支护",有效控制住了开切眼大跨度、大高度顶板及两帮围岩的变形,支护取得了成功。     

关岭山煤业3号煤层30104切眼支护设计研究

为了加强在3号煤回采巷道围岩破碎、承载力下降条件下的锚网支护,通过现场调研取样,测算出巷道围岩力学条件,利用FLAC-3D数值模拟技术对30104切眼锚网支护方式进行仿真模拟计算,根据计算结果对回采巷道支护进行优化设计。结果表明:按照设计的锚网支护参数对30104切眼进行支护,围岩的塑性破坏范围、破坏深度较小,切眼顶板及回采、非回采两帮破坏区域范围也较小,满足支护要求。     

大断面开切眼锚网索支护技术实践

工字钢棚支护开切眼属于被动式支护,其存在的主要问题是棚架倾斜、歪倒、变形等,同时,工字钢回收难度较大,故常会影响到工作面正常安装工作。针对此,决定变被动为主动,采用锚网索支护方式对3031工作面大断面开切眼进行支护,根据理论计算和现场实际得出了开切眼的支护参数,并提出在顶板异常地带采用补强支护。3031工作面开切眼围岩变形实测结果表明,采用锚网索支护可有效地控制开切眼围岩变形,提高开切眼围岩的稳定性和整体性,支护效果较好,满足了工作面安装需求,为工作面快速安装和提前投产奠定了基础。     

二次掘进下大跨度开切眼支护数值模拟及应用

针对煤矿开采深度增加,开切眼跨度增大、地质条件复杂多变、围岩支护日益困难的问题,利用FLAC3D数值模拟软件,对南阳坡煤矿8702综采工作面大跨度开切眼支护进行了研究,分析了该开切眼在二次开挖过程中的围岩应力、位移变化规律。研究结果表明:开切眼的位移量大于刷扩开切眼位移量的50%,开切眼左帮位移量大于开切眼右帮及刷扩开切眼右帮的位移量,开切眼左帮顶部位移量大于开切眼右帮顶部位移量。开切眼的破坏形式为顶板拉裂破坏,刷扩开切眼的破坏形式为帮部挤压破坏。依据悬吊理论及其他矿区成功经验,确定了锚网索联合支护方案。通过对现场监测结果分析,表明巷道围岩的变形量与支护条件下数值模拟的变形量基本吻合,该支护方案能有效控制围岩变形,保证开切眼的稳定。     

厚煤顶大断面切眼裂隙场演化及围岩稳定性分析

针对厚煤顶大断面切眼宽度日益增大,围岩控制难题日益凸显的窘境,选取山西五家沟煤矿5203切眼为工程背景,采用UDEC数值模拟了切眼宽度6~10 m过程中,围岩裂隙场分布特征、拓展趋势及相对演化规律。结果表明:围岩裂隙场分为3个区:裂隙贯通区、裂隙发育区、微裂隙区,均呈"半椭圆"状;切眼宽度的增加,顶板裂隙3区深度与切眼宽度成正比关系;两帮裂隙3区呈"台阶式"增长;底板裂隙贯通区呈"台阶式"增长,其余两区线性增长。同时,加剧了顶板微裂隙区向裂隙发育区的转化和裂隙发育区向裂隙贯通区的转化。由侧压系数1.0时不同切眼宽度等应力轴比分析,可知:顶板塌落区高度与巷高呈正指数增大,两帮塌落区厚度呈负指数减小。认为:性能优越的锚杆可更好的限制裂隙滑移,延缓围岩碎胀变形;双桁架锚索可锚固在肩角无裂隙区和顶板深部预应力叠加区,可封闭顶板中部裂隙贯通区。基于此提出了高强、高预紧力锚带网和双桁架锚索联合控制技术,切眼掘出后10 d实现自稳,顶底板相对移近量125 mm,两帮相对移近量94 mm,顶板累计离层3 mm。该研究丰富了大断面切眼围岩控制理论及实践经验。     

软煤综放开切眼顶板锚固支护理论研究

为了研究软煤综放开切眼顶板锚固支护原理,采用数值模拟方法对已破碎顶板近似处理为似连续体,分别对一系列不同锚固体厚度进行模拟.经对其表面中点水平应力及垂直位移场分析后得出:当锚固体厚度小时(厚宽比＜3/10),其内部的拉应力为顶板破坏的决定因素;当锚固体厚度大时(厚宽比1≥3/10),其内部的剪应力为顶板破坏的决定因素.因此,通过力学理论分析和数值模拟计算,提出软煤综放开切眼顶板内形成的锚固体厚度与开切眼跨度比为3:10较为合理.     

深井复杂条件切眼巷道锚网索支护技术实践

深井复杂条件下,回采工作面切眼巷道因断面大、跨度大成为支护难题,长期困扰生产矿井。以范各庄煤矿3221S切眼巷道为例,分析大断面和大跨度巷道的破坏机理及支护原则,分别设计锚网索支护参数,通过采用顶板离层仪观测与十字测线位移观测及锚杆索测力计的监测手段,得出锚网索支护的巷道变形规律,采用“锚杆+锚索+钢带+托梁”构成强力锚杆和锚索支护技术,解决范各庄煤矿深井切眼巷道的变形失稳技术难题,满足设备安装中的运输、通风、行人要求,实现锚固体效能的高效发挥,实现了巷道的安全运营,为类似工程提供借鉴。     

厚冲积层薄基岩大断面开切眼稳定性控制技术研究

为解决厚冲击层薄基岩大断面开切眼稳定性控制难题,以赵固一矿16001工作面开切眼为工程背景,采用现场调研、数值模拟和现场工业性试验等相结合的研究方法,对厚冲积层薄基岩大断面开切眼稳定性控制技术进行系统研究.研究结果表明,复杂的高应力场、围岩强度低且层理裂隙发育、传统支护系统的预应力及强度不足是影响16001工作面开切眼...     

大采高综采工作面切眼扩刷支护技术研究

针对大采高综采工作面切眼扩刷情况下矿压显现剧烈、应力集中严重和支护困难等难题,本文以木瓜矿S10-102大采高首采面切眼为例,分析了锚杆索在切眼支护中所起到的作用,结合现场地质条件提出了“锚网梁+锚杆(索)”联合支护方案。现场试验与矿压观测结果表明,该支护方案通过改善围岩体的力学特性,提高了切眼围岩整体强度和稳定性,控制了切眼顶底板及两帮变形,保障了采煤工作面开采初期支架安装期间的安全性。     

大采高工作面开切眼支护方案

针对某矿大采高工作面托顶煤开切眼顶煤比较破碎的现实,开切眼难以维护的问题,提出将破碎顶煤全部掘出的方案,即超大断面非常规切眼。针对其支护问题,结合现场实际,应用FLAC3D模拟软件对新切眼围岩应力分布、变形破坏等进行了研究,得到巷道围岩破坏范围。提出采用高强度高刚度锚梁网索系统进行支护,并经现场应用证明了该方案的合理性。     

炭窑峪煤矿22801综放工作面切眼支护技术

炭窑峪煤矿22801综放工作面切眼设计长度155m,矩形断面,掘进宽度9.0m,掘进高度3.4m,掘进断面积30.6m2;根据工作面煤层赋存状况及地质条件,提出并采用了锚带网(索)+组合锚索+单体液压支柱的联合支护方式。简要介绍了切眼施工工艺、支护方式、支护参数及支护质量要求。切眼施工后,进行了矿压观测,支护效果良好。该项支护技术对于顶煤厚度大、顶板易离层、两帮易片帮、巷道压力大的大断面综放工作面切眼支护具有借鉴价值。     

特厚煤层综放工作面大断面切眼支护技术

为了解决塔山煤矿综放工作面跨度10 m切眼的支护难题,采用理论分析、数值计算方法确定了大跨度切眼的支护形式为高强度锚杆、组合锚索、W钢带、金属网、混凝土联合支护,以形成群锚封闭效应,维护切眼巷道围岩的稳定性和安全性。试验中锚索锚固力达140~160 kN,锚固区内顶板最大离层值7 mm,顶底板移近量最大值38 mm,试验结果表明,设计提出的锚杆-组合锚索-混凝土支护提高了支护结构的整体承载力,有效控制了切眼巷道围岩的变形,保证了大断面切眼的安全使用。     

坚硬顶板综采面初采深孔预裂爆破技术研究

针对西曲煤矿18403工作面坚硬顶板悬空较大容易引起剧烈来压等问题,根据工作面具体条件和工程经验,工作面初采期间,采用在开切眼、端头、胶带顺槽、回风顺槽实施深孔预裂爆的方法对顶板进行弱化处理。确定了炮孔布置方案及爆破技术参数,并对胶带顺槽、回风顺槽超前30 m加强支护。