区段煤柱下回采巷道围岩变形特征与控制技术

为解决区段煤柱下回采巷道维护困难问题,采用理论分析和现场试验的方法,分析了区段煤柱下巷道围岩稳定性,包括工作面进煤柱、过煤柱、出煤柱覆岩结构失稳及其对回采巷道矿压影响分析,基于此,采用锚网索+单体综合支护技术控制区段煤柱下回采巷道围岩,现场监测了区段煤柱及周围采空区下巷道变形和离层情况.结果表明,区段煤柱下回采巷道变形...     

迎采窄煤柱巷道围岩控制技术研究

通过数值分析,研究了迎采窄煤柱宽度内应力场和位移场的分布规律,探讨了邻近工作面回采对巷道围岩稳定性、围岩变形的影响,并最终确定了合理的窄煤柱宽度,同时研究得到了高强锚杆锚索加固巷道围岩,重点加固窄煤柱帮的围岩控制技术。现场应用表明,合理留设迎采窄煤柱并采用高强锚杆锚索联合支护迎采窄煤柱巷道,经历两次采动影响后,巷道围岩顶底板和两帮变形量均300 mm,有效控制了围岩的大变形,技术经济效果显著。     

窄煤柱巷道非均匀变形机理及支护技术

为了解决窄煤柱巷道非均匀大变形控制难题,以丰汇煤矿窄煤柱巷道为工程背景,综合采用现场调研、室内实验、数值模拟和理论分析等方法,研究了不同煤柱尺寸影响下,采动巷道围岩应力与塑性区分布特征;分析了窄煤柱巷道变形破坏规律与采场覆岩结构运动特征,揭示了窄煤柱巷道非均匀变形机理,指出采动应力场叠加,支承压力大;覆岩结构非对称,偏载作用显著;煤柱尺寸小、强度低,难以为顶板提供有效支撑;支护方案对称布置,针对性差,是窄煤柱巷道产生非均匀变形的主要原因。基于窄煤柱巷道围岩控制难点,提出以"改变巷道区域支护方式、增加支护密度、破碎围岩注浆改性"为核心的差异化支护技术,加强对围岩局部大变形的控制,充分发挥围岩的自身承载能力;现场监测表明,窄煤柱巷道在服务期间围岩非均匀大变形得到有效控制,稳定性好;可为同类型巷道围岩的控制提供参考。     

受相邻工作面影响的煤巷支护技术

针对某矿受相邻工作面影响的回风平巷12工程地质实际条件,运用FLAC3D三维数值模拟软件,详细分析了工作面回采影响下巷道支承压力分布以及巷道围岩变形规律.研究结果表明,采动引起的侧向支承压力集中区位于煤柱附近上方的岩层中,并靠近采空区一侧.受动压影响巷道变形受工作面开采影响很大,在留有合适保护煤柱的前提下,高强全长树脂锚固锚杆可以有效的控制此类巷道的围岩变形,同时采用钢筋锚网及锚索加强支护技术,以提高锚杆的整体支护效果.     

综放工作面回风顺槽受二次采动影响支护技术

为了解决受二次采动影响下回风顺槽围岩破碎严重、巷道变形大等问题,对矿井邻近工作面围岩具体的地质情况和目前矿井采掘情况进行了分析。确定了在不同情况下的巷道支护形式和参数。根据现场围岩变形情况采用十字布点法,布置2个测站,每隔2 d观测一次,观测时间为一个月。提出了在破碎严重段U型钢支架+锚网索组合支护。根据监测结果巷道围岩变形明显下降,组合支护方式提高了围岩的强度,保证了受二次采动影响巷道的稳定性。     

沿空掘巷围岩稳定性及其控制技术研究

根据新郑煤电公司赵家寨煤矿复杂的地质条件,针对12206工作面下副巷围岩的变形破坏特征,深入研究了沿空巷道在掘进和本工作面采动期间围岩稳定性,提出了沿空巷道高强锚网索支护技术。此技术采用锚网加固围岩体形成强度较高的组合承压梁,在关键部位布置结构补偿锚索,提高支护承载结构的承载能力和结构稳定性。该技术在现场进行工业性试验,成功应用于赵家寨煤矿沿空巷道围岩支护实践,具有较高的技术经济效益。     

近距离跨采巷道围岩加固技术研究

皖北煤电集团任楼煤矿为煤层群联合布置,采区轨道下山往往要经历上方工作面的多次跨采影响,造成跨采巷道围岩变形强烈、支护极为困难。针对任楼煤矿高埋深、近距离跨采巷道的变形与破坏原因,在增加原有支护强度的基础上采用结构补偿锚索措施,有效地保证锚网承载结构的稳定性,实现了巷道围岩整体承载,使得高强锚网技术的优点得以发挥,为该矿解决类似条件下跨采巷道的支护难题提供了实践经验。     

特厚煤层小煤柱沿空掘巷围岩控制技术实践

为了解决特厚煤层大采高综放开采强动压影响下小煤柱沿空掘巷围岩控制难题,结合马道头矿5211回风顺槽地质情况,分析了留小煤柱沿空掘巷的关键技术及巷道锚网支护技术,并进行了井下试验。试验结果表明:通过确定合理煤柱宽度、切顶卸压以及高强锚网支护后,巷道围岩变形量较小,围岩稳定可控,满足安全使用要求。     

特厚煤层综放工作面沿空掘巷围岩控制技术研究

为了控制特厚煤层沿空掘巷围岩变形,保证巷道服务期间安全稳定,结合马道头煤矿8211工作面5211回风巷地质条件,分析了留小煤柱沿空掘巷围岩变形特点,并提出相应的沿空巷道顶板及煤柱控制方案。试验表明,采用"锚索-槽钢组合支护+帮部高强锚索支护"的联合支护技术后,沿空掘巷围岩变形得到有效控制,保证了巷道围岩稳定。     

西冯街煤业残煤复采巷道围岩分区域控制技术应用

以西冯街煤业3402运输顺槽揭露的地质条件为工程背景,提出了残煤复采巷道围岩分区域控制原则,开发了残煤复采巷道围岩分区域控制采空稳定区巷道支护技术、遗留煤柱影响区巷道支护技术.技术应用后,3402运输顺槽围岩变形得到有效控制.     

软弱破碎围岩高强高预紧力支护技术与应用

为了达到对软弱破碎围岩巷道的一次支护到位,从加固破碎岩体、提高支护阻力和降低围岩采动应力3方面综合研究入手,提出了以高强高预紧力锚网喷主动支护为基础,配合U型钢可缩支架的支护方式,旨在使各支护方式在承载力上优势互补,并且充分调动围岩的承载能力,使支护体系与围岩形成承载整体。基于小康矿和木城涧矿等不同地质条件下的软弱破碎围岩巷道变形破坏原因,分析了软弱破碎围岩巷道破坏特征和高强高预紧力支护技术特点。现场试验结果表明,针对不同地质条件,高强高预紧力支护技术能够通过调动深部稳定岩层的承载能力和提供较大支护阻力等手段有效控制巷道围岩的剧烈收缩,并且一定程度上降低了工作面采动应力的影响,取得了良好的支护效果和经济效益。     

高水平应力跨采巷道围岩稳定性模拟研究

某矿地应力测试结果表明,水平应力是垂直应力的2.46～2.72倍.受高水平应力、采动、支护等综合因素影响,该矿底板巷道变形严重,巷道返修2～3次仍难以满足生产要求,影响了矿井的正常生产秩序.针对该矿底板巷道工程地质特点,通过数值模拟手段研究了高水平应力条件下底板巷道在采动过程中围岩位移场与应力场分布的形态,得出该类巷道肩角处是首先发生破坏的弱结构部位,即影响围岩稳定性的关键部位.因此提高弱结构部位的强度,从而使支护与围岩共同作用形成有效承载结构,是治理高水平应力跨采巷道的主要技术途径.结合受上部煤层开采影响中三石门工程,提出了在关键部位采取非均匀支护技术体系并进行了现场实践.结果表明,该技术有效控制了巷道围岩变形量,为矿井的安全生产创造了条件,取得良好技术经济效益.     

倾斜特厚煤层综放沿空掘巷围岩稳定性研究

为提升矿井采掘接续能力、实现煤炭资源的精采细采,改变以往留设大煤柱导致回采率低的现状,以石槽村煤矿211203工作面回风巷为工程背景,在研究综采工作面采动矿压显现规律基础上,对比分析了巷道3种布置方式的优缺点,提出上覆岩层协同控制系统,分析窄煤柱沿空巷道围岩结构体系各组成元素对上覆岩层的协同控制作用,给出了沿空掘巷围岩控制方法,具体优化方法为：①确定窄煤柱合理留设宽度使新掘巷道处于最佳应力环境以确保煤柱稳定性;②应用钻孔卸压技术、“三高”锚杆(索)支护技术增强巷道围岩自身承载能力。结合现有支护经验和具体地质条件,设计了211203综采工作面回采巷道围岩变形控制具体支护方案,重点控制煤柱三角区域、肩窝、底角等薄弱部位的稳定。应用表明现场支护效果较好,能满足巷道使用要求。

     

动压影响下锚网索联合支护技术实践

米村煤矿-150 m泵房为矿井后期26、28采区大巷煤柱回收的核心硐室,已受到临近工作面的多次采动影响及工作面停采后永久煤柱的高支撑压力作用.基于不破坏围岩本身承载强度和将巷道围岩控制在其允许变形范围内,提出了锚网索联合支护技术方案,充分发掘支护结构的支护潜力.通过现场持续观测发现,巷道变形得到有效控制.     

近断层采动巷道变形破坏机制与控制技术研究

针对红岭煤矿近断层采动巷道(15141上巷)掘进期间围岩非对称变形破坏与支护结构失效严重等现象,对其变形破坏机制与控制技术进行了数值模拟与工程应用研究。结果表明,断层附近的非对称采动应力场、巷道关键部位的剪切滑移破坏以及煤岩体碎胀变形是造成该类巷道非对称大变形和支护失效的主要原因。利用非对称耦合支护原理和让压锚杆工作原理,提出了该类巷道围岩控制技术,即采用高强让压锚杆、锚索以及注浆加固对关键部位进行加强支护,控制关键部位的剪切滑移破坏、提高其承载能力,减弱围岩关键部位产生的差异性变形,促使支护结构均匀承载,从而实现控制巷道非对称大变形的目的。工程实践表明:采用高强让压锚杆、锚索与注浆加固的非对称支护技术后,巷道变形量与非对称性得到有效控制,巷道围岩稳定性大幅提高。     

沿断层异形区段煤柱密集钻孔卸压护巷技术研究

针对付村煤矿复杂地质条件下异形区段煤柱巷道围岩受二次采动影响易于失稳的问题，结合理论分析、数值模拟和现场实测方法，对下区段煤柱巷道围岩稳定性控制展开研究，主要工作和结论如下：依据砌体梁理论合理配置了密集钻孔切顶技术参数；建立不同煤柱宽度的数值计算模型，模拟研究了不同煤柱宽度条件下受采动影响煤柱及巷道的围岩应力演化特征，验证了切顶参数及补强支护方案的合理性；建立了包含巷道围岩变形监测、顶板离层监测、锚杆(索)受力监测及围岩内部裂隙发展发育监测等内容的矿压监测体系。研究结果表明，切顶卸压方案成功预制了非连续人工弱面，优化了巷道围岩的应力状态，减弱了覆岩运动对煤柱应力的扰动。     

采动影响下煤层上山巷道支护技术

为解决采动动压影响下煤层上山巷道围岩破碎严重、变形大等支护难题,采用现场调查、理论分析及数值计算相结合的方法,分析得出了在采动支承压力作用会使煤层上山巷道围岩岩性变差,破碎区和塑性区范围增大,致使围岩发生强烈剪胀变形的矿压显现特征,从提高围岩强度、支护阻力和支护承载结构的稳定性3方面研究了此类巷道围岩控制机理,提出了U型钢支架基本支护＋锚索结构补偿的新型支护技术,应用结果表明：对前修后扩的煤层上山巷道两帮最大位移量仅160 mm,顶底板最大位移量180 mm,表明了提高围岩强度、支护阻力和支护承载结构的稳定性可以有效地控制此类巷道围岩强烈变形。     

采空区下回采巷道非对称变形研究

针对采空区下回采巷道变形破坏严重难以支护且具有明显非对称特征的现象,运用理论分析和数值模拟等方法,结合具体的工程实践,建立了区段煤柱力学模型,研究了煤柱支承压力作用下底板岩层应力分布规律,分析了10-1051巷道非对称受力和变形破坏特征,并对巷道支护结构进行了优化,有效控制了巷道的变形,为采空区下非对称变形巷道的支护提供了理论指导,对非对称变形巷道围岩控制具有重要的现实和理论指导意义。     

迎采动及冲击矿压沿空巷道综合维护技术

留窄煤柱沿空巷道受冲击矿压及相邻工作面采动影响,普通锚网索联合支护难以控制窄煤柱变形及顶板稳定,针对巷道受力及围岩变形特点,提出"强化矿压监测预报、强化巷道围岩卸压、强化支护结构强度"的"三强化"巷道综合维护技术,将监测预报、围岩卸压和支护有机结合,有效维护了强矿压迎采动沿空巷道的稳定。     

复杂围岩环境下巷道变形破坏特征及支护技术

针对大佛寺煤矿胶带运输巷支护难题,采用工程地质调查、理论分析等手段,分析了复杂围岩环境下巷道的变形破坏特征,得出围岩特性、底板围岩遇水膨胀、采动影响、支护结构的不耦合是导致巷道大变形的主导因素。提出了"高强高预应力锚杆(索)+底角锚杆"支护技术控制巷道围岩稳定性。工程应用结果表明,该支护形式,可以有效控制巷道围岩的剧烈变形,大幅度提高巷道的安全性。