平沟煤矿020903工作面回风巷多次采动影响围岩稳定分析

采煤工作面回采巷道受采动影响矿压显现剧烈,复杂采动影响不利于回采巷道围岩稳定控制,致使支护工程问题日益凸显。本文以平沟煤矿020903工作面回风巷为研究对象,运用FLAC3D数值模拟技术,对多次采动影响下的回采巷道围岩应力环境变化、围岩变形破坏特征、承载结构进行数值模拟分析,分析得知:903回风巷处于邻近902采空区的围岩应力环境,同时存在来自903工作面回采影响,多重采场围岩应力叠加,围岩应力环境复杂变化造成巷道变形速率快、变形量大且支护较为困难,为此提出903回风巷采动巷道"锚索+锚杆+钢筋梯子梁+网"联合支护方案,实现对巷道的帮顶围岩的保护,进而充分发挥围岩本身的自承能力实现采动巷道的围岩控制。     

深井软岩巷道双套棚灌浆支护技术研究与应用

为解决深井软岩巷道变形大、支护难的问题,以盘江矿区某矿121213工作面运输上山为工程背景,进行深井软岩巷道变形破坏特征及变形破坏原因的研究,得出结论:高地应力、围岩遇水易膨胀变形及围岩承载能力难以发挥是造成巷道变形失稳的主要原因。针对性地提出了双套棚灌浆支护技术,设计一种"锚杆锚索+灌浆+双U型套棚"的复合支护方案,即在锚杆、锚索支护的基础上,在围岩外部两架U型棚之间进行高压注浆,强化围岩承载结构。现场监测结果表明:采用双套棚灌浆支护后,巷道顶板、两帮及底板平均变形速率分别为0.55,0.43mm/d和0.36mm/d,最大变形量分别为145,115,87mm,巷道变形量在可控范围内,有效地控制了深部软岩巷道收敛变形。     

深部软岩巷道超长锚杆-锚杆联合支护技术

为了解决深部软岩巷道支护问题,在赵固二矿11030工作面下顺槽这一典型深部软岩巷道进行了围岩变形规律研究和超长锚杆与围岩相互作用机理的分析,得出超长锚杆-锚杆联合支护更能适应巷道围岩的持续变形。在赵固二矿的工业性试验也表明,使用超长锚杆-锚杆联合支护技术后,顶板最大下沉量比原支护方案减少了34.6%,有效地控制了巷道后期的持续变形,使巷道围岩在较短时间内就趋于稳定。     

深部矿井软岩回采巷道围岩松动圈厚度的确定与控制

软岩支护是巷道支护的一大难题,随着开采深度的增加和综放技术的应用,软岩回采巷道受采动压力和围岩压力的影响增大,围岩变形量大,控制十分困难。通过对围岩压力和松动圈分析,提出了松动圈厚度的确定方法和采用锚杆支护控制软岩回采巷道的技术措施。     

煤矿千米深井巷道围岩支护-改性-卸压协同控制技术

针对煤矿千米深井、软岩、强采动巷道围岩大变形难题,以淮南新集口孜东矿350 m超长工作面运输巷为工程背景,分析了巷道围岩大变形、支护构件失效原因;采用理论分析、实验室试验和井下试验方法,从围岩物性劣化、偏应力诱导围岩扩容、软岩结构性流变及超长工作面采动影响等方面,揭示了高地应力与超长工作面强采动应力叠加作用下巷道围岩大变形机理。以此为基础提出千米深井、软岩、强采动巷道支护-改性-卸压协同控制理念,采用数值模拟对比研究了无支护、锚杆支护、锚杆支护-注浆改性、锚杆支护-注浆改性-水力压裂卸压4种方案巷道围岩应力、变形及破坏规律,阐述了巷道支护-改性-卸压协同控制原理。研发出CRMG700超高强度、高冲击韧性锚杆支护材料,研究揭示了锚杆受拉、剪、扭、弯及冲击复合载荷作用的力学响应特征;开发出微纳米无机有机复合改性材料及配套高压劈裂注浆技术;研发出分段压裂水力压裂卸压技术与设备,形成了巷道支护-改性-卸压协同控制技术。基于上述研究成果,提出口孜东矿示范巷道支护-改性-卸压布置方案与参数,并进行了井下试验与矿压监测。监测结果表明,巷道围岩协同控制技术应用后,巷道变形量降低50%以上,锚杆、锚索破断率降低90%,工作面采动应力明显减小,有效控制了千米深井、软岩、强采动巷道大变形。最后,对下一步的研究工作进行了展望。     

综采工作面软岩煤巷围岩变形原理及控制技术

为解决察哈素煤矿软岩煤巷受采动影响产生的围岩变形和支护困难问题,采用理论分析和数值模拟相结合的方法,分析多次采动影响下巷道片帮和底鼓机理,得出护巷煤柱合理留设宽度,并在原支护方案的基础上设计31采区巷道改进支护方案。研究结果表明:该矿巷道底板为膨胀-挠曲复合型底鼓,煤柱片帮主要受煤柱尺寸影响。加大煤柱留设宽度至25 m可有效降低煤柱内侧向应力峰值和底板底鼓变形,减轻煤巷片帮;采用"补打底角锚杆+增加两帮支护密度+增加锚杆(索)长度"综合补强措施,可增强煤柱自承力和控制底鼓变形,有效控制现场围岩变形和破坏。     

煤矿大变形软岩巷道联合支护方案研究

以大变形软岩巷道为研究对象,通过分析巷道破坏关键部位和岩体结构面信息,提出注浆锚杆+锚索+底角锚杆联合支护方案并利用离散元程序对无支护、常规支护和联合支护状态下的巷道变形特征进行分析,结果显示:联合支护的软岩巷道未产生张拉破坏区和剪切破坏区,巷道保持稳定。顶底板岩体稳定,整体巷道支护效果良好。巷道开挖后围岩累积变形量小于0.15cm。软岩巷道可以维持较长时间稳定,为采矿作业提供了安全的环境。     

回采巷道变形破坏机理分析及支护技术探讨

针对常村煤矿11221工作面进风顺槽巷道围岩出现大范围变形破坏,制约其安全高效生产问题,根据围岩变形破坏特征及现场观测分析结果,结合巷道恒阻让压耦合支护机理,设计“锚索+恒阻大变形锚杆+钢带梁+底部注浆锚杆”的巷道返修支护方案。通过实践效果分析表明,巷道返修后顶板下沉量为110 mm,底臌量280 mm,两帮变形量为200 mm,变形量在允许范围之内,该方案能够对软岩巷道围岩变形进行有效控制。     

综采工作面采动压力影响下巷道支护技术研究

基于黄陵一号井805工作面地质条件,通过制定锚杆(索)联合支护方案和工业性试验监测,分析在综采工作面超前支承压力作用下,回采巷道围岩应力及顶板离层变化,说明805工作面两条回采巷道在回采期间受采动压力影响下围岩得到有效控制,表明锚杆(索)联合支护方案合理,能够有效地降低采动压力影响下回采巷道围岩收敛变形,满足安全回采需要。     

三软煤层多次采动下巷道支护技术

为解决急倾斜三软煤层多次采动巷道的支护技术难题,基于赵家坝煤矿工程地质条件,对该类巷道的合理支护技术进行了研究.通过现场实测和数值模拟分析了巷道变形破坏的特点,分析得出了巷道围岩岩性差、应力高以及支护结构与参数不合理是巷道变形破坏的主要原因,根据围岩松动圈支护理论提出了应采用以"锚梁网+锚索"为主体的支护形式,并对巷道关键部位加强支护实施动态叠加支护,确保巷道的稳定.结果表明:采用以"锚梁网+锚索"为主体的支护方式,多次采动巷道顶底板移近量不超过250 mm,两帮移近量不超过200 mm;巷道支护15 d内,锚杆锚应力迅速增加,以后基本稳定在2～3 MPa,表明该支护方案是合理的,可以有效控制巷道围岩的变形和改善巷道围岩的受力状态.     

综采工作面回风巷支护方案研究与应用

以莒山矿f3201工作面回风巷道为工程背景,通过基于数值模拟的系统分析法,综合考虑各种影响因素,给出了巷道具体支护方案。现场监测了采动影响下巷道超前压力、围岩变形量、变形速度及锚杆受力情况。实践表明,所确定的巷道支护方案合理,锚杆支护有效,可以满足工作面回风及辅助运输要求。     

单侧受采动影响的软岩巷道破坏规律及支护对策

针对单侧采动造成软岩巷道变形控制的难题,以象山南一石门为工程背景,采用XRD-衍射分析、物理力学参数测定和FLAC~(3D)数值模拟,测定了巷道围岩矿物成分,分析了膨胀性矿物和两煤层回采对巷道围岩稳定性的影响,研究了非均称变形巷道围岩应力场、塑性区和位移场演化特征。研究表明,3号煤层21306工作面开采结束后,巷道周围应力分布不均匀,但未导致巷道围岩产生明显的非对称变形;随着5号煤层21507工作面开采,两层煤采动应力在巷道周边应力形成叠加应力场,使靠采空区巷帮强度弱化,围岩变形以两帮不对称变形、底鼓和顶板非匀称下沉为主。据此,提出了单侧受采动影响下非均称变形软岩巷道"U型钢+反底拱+全断面注浆+锚网索喷"联合支护技术,根据物理相似模拟结果,有效控制了巷道围岩非匀称变形。     

基于塑性区扩展的巷道围岩控制原理研究

采用理论分析、数值计算和现场试验等手段,研究了支护阻力对巷道围岩塑性区半径、几何分布形态与围岩连续性变形的影响,分析了围岩塑性区的形成与发展过程。研究结果表明:在现有支护技术条件下,支护阻力对围岩塑性区半径、围岩连续性变形影响十分有限;在巷道开挖卸荷初期,塑性区处于均匀扩展时段,围岩处于近似均匀协调非连续性变形,此时的支护对围岩变形限制效果并不明显;随着围岩卸荷程度的减弱,受高偏应力与采动应力的影响,塑性区进入恶性扩展时段,巷道围岩部分区域出现不均匀、不协调等连续性大变形,而锚杆(索)对这些大变形能产生较好的抑制效果。因此,对于软岩动压巷道的支护,在整体加固的同时,应对敏感部位加强支护,合理分配支护强度,支护结构具有适应性让压功能是阻止围岩不协调变形的关键。工程实践结果表明,采用"自动让压桁架锚索"为主体、"锚杆+锚索+钢筋网等支护"为辅助的综合控制技术能够保持软岩动压巷道围岩整体均匀协调变形,保障了巷道的长期使用。     

软岩巷道裂隙岩体识别与支护技术研究

以裂隙围岩体软岩巷道为研究对象,通过数字采集技术获取巷道围岩体结构面信息,以表征单元体力学性质为基础获得等效岩体模型力学参数,建立工程巷道模型,模拟结果显示,等效岩体模型真实有效反映了工程巷道的变形特征,并依据顶底板塑性区范围提出了锚杆+锚索+底角锚杆联合支护方式,联合支护状态下的巷道未产生张拉和剪切破坏区,巷道保持稳定,整体巷道支护效果良好。巷道开挖后围岩累积变形量小于1cm,巷道可长时间稳定,为采矿作业提供了安全的工作环境。     

新胜井+90工作面回采巷道锚杆支护设计研究

工作面回采巷道处于煤体中,围岩强度较低,受采动影响较大,围岩变形大,破坏严重,难于支护。针对新胜井+90工作面回采巷道破坏特点,设计了合理的锚杆(索)支护方案,现场实践及矿压观测数据分析表明,该支护方案有效控制了巷道变形,取得了良好的经济效益。     

复杂破碎软岩巷道支护技术及分区分级支护体系研究

为了解决伽师铜矿复杂破碎软岩巷道支护的难题,开展巷道围岩室内试验,试验表明,该矿的复杂破碎软岩具有极强的崩解性和软化性.结合矿岩岩石力学试验和巷道变形监测结果,分析了巷道支护现状及其变形原因.针对伽师铜矿复杂的工程环境和围岩变形特点,提出了以锚杆为核心的"锚杆+钢丝网+喷射混凝土"的新支护方案.对采用新支护方案支护的软...     

沿空掘巷围岩控制技术研究与实践

从沿空巷道力学特征和失稳形式等方面对软岩条件下沿空掘巷的稳定性进行了分析。以伊田山中煤矿101工作面回风巷为研究对象,利用数值模拟和现场实测等手段分析了不同支护条件下巷道围岩受力情况和变形特点,提出了软岩条件下沿空巷道支护方案。通过现场工程实践,得出锚杆+锚索+U型钢联合支护方式能够有效控制巷道变形,相比于单一的U型钢支护方式更适合于软岩条件下沿空巷道支护的结论。     

软岩巷道锚杆支护研究新进展

以大量实测资料为依据，分析了国内外软岩巷道锚杆支护的技术现状和特点。通过定量分析，认为我国目前软岩巷道锚杆支护的主要技术问题是锚杆支护系统支护强度不够。考虑软岩巷道围岩变形特点，提出我国发展软岩巷道锚杆支护的技术关键是：提高系统强度以控制围岩变形，提高支护系统柔性以适应围岩变形。其中提高支护系统强度控制围岩变形更为重要最后，提出了我国发展软岩巷道锚杆支护的技术途径。     

动压软岩巷道围岩变形特征及综合治理实践

随着煤炭资源的不断开发,软岩巷道的支护问题也严重影响了煤矿企业的安全生产。针对某矿一采区轨道上山软岩、动压的复合型工程特点,从测试段巷道围岩岩性及物理力学性能、巷道围岩位移发展的时间效应特征、采动影响后巷道围岩松动圈特征入手,分析了测试段巷道围岩失稳破坏的原因。研究认为:改善巷道围岩的力学性能,提高围岩的自承载能力,同时提高支护体系强度,使得围岩和支护相互协调,起到共同承载的效果,是治理动压软岩巷道围岩稳定的有效途径之一。提出了锚网喷+锚索+底板锚杆+全断面注浆联合支护技术,通过对支护参数的优化,进行了现场的工业性试验,试验结果表明,测试段巷道受采动影响后,巷道围岩变形较小且趋于稳定的时间短,围岩破碎范围较小,巷道返修率低。     

察哈素煤矿软岩巷道变形破坏机理及优化支护技术

针对察哈素煤矿开采过程中软岩煤巷受采动影响产生的围岩变形和支护困难问题,以3101回顺巷道变形为研究背景,分析巷道片帮和底臌机理,并在原支护方案的基础上设计改进支护方案。研究结果表明:巷道底板底鼓为膨胀-挠曲复合型底鼓,采用"补打底角锚杆+增加两帮支护密度+增加锚杆/索长度"、辅以局部强化支护的综合补强措施,可有效控制现场围岩变形和破坏。