高应力极软厚煤层全煤巷道锚网支护关键技术研究

鹤壁矿区所采二1煤层平均厚度8 m左右,煤体硬度一般在0.3～0.7,采用走向长壁综采放顶煤开采,回采巷道都是采用U型钢支架支护。随着采深不断增加,矿压显现极为明显,U型钢支护已满足不了采煤工作面安全生产需要。鹤煤九矿3204工作面最为典型,该面是32采区最后一个工作面,埋深-520～-600 m,左右两侧均为采空区,属孤岛工作面,应力高度集中,为保证工作面安全生产,首次在该面进行了全煤锚网支护试验研究。通过在实施过程中不断总结优化,支护效果达到预期目标。     

综放工作面沿空多巷道掘进影响分析及围岩控制技术

以王坡煤矿3204工作面沿空侧巷道为研究对象,采用FLAC2D研究3204工作面沿空侧多条巷道在掘进期间分别采用锚网支护和锚网支护+注浆锚索补强支护的情况下,巷道表面的位移、应力和塑性区变化规律。研究结果表明:相邻巷道掘进时产生的动压会对已掘巷道的稳定性造成影响,采用锚网支护+注浆锚索补强支护后增加了巷道的抗变形能力,为回采过程中巷道稳定提供了保证。     

干河矿2-107B孤岛工作面超前支护技术研究及实践

针对干河矿2-107B孤岛工作面回采巷道在多重采动影响下围岩变形量大的问题,对孤岛工作面巷道围岩结构进行了分析,提出了在巷道掘进期间采用“锚杆+锚索+金属网+钢带”的支护方式,在工作面回采期间采用中空注浆锚索超前支护和空巷充填的方式。现场实测结果表明:巷道两帮和顶底板最大位移量分别为116.32 mm和141.47 mm,有效地控制了巷道围岩变形,确保孤岛工作面安全高效生产。     

主动支护技术在综放工作面回采巷道超前支护中应用

通过对153307综放工作面回采巷道采用增加注浆锚索+锚索的主动超前支护加强形式代替单体液压支柱的加强支护形式,将被动支护变为主动支护,巷道顶板应力在垂直及水平方向上分别降低了32.1%与7.2%,顶板下沉值减少了107 mm,塑性区范围减小了1 m。使用主动支护对围岩整体性进行加固,实现了矿山安全、高效生产,同时为相似条件矿山提供科学指导。     

赵固二矿孤岛工作面区段平巷围岩变形规律研究

针对孤岛工作面应力高度集中导致回采巷道难以支护的问题,分析了厚煤层孤岛工作面回采巷道的变形特征。通过对回采巷道顶底板和两帮变形量进行监测,探究在孤岛工作面回采巷道采用“锚网索+钢筋梯+槽钢梁+喷、注浆”联合支护技术时巷道围岩变形规律。结果表明,在工作面回采过程中,巷道顶底板和两帮移进量先快速增加,后缓慢增加;顶底板受采动影响范围为50 m,两帮受采动影响影响范围为70 m;顶底板移进量最大值为230 mm,两帮移进量最大值为317 mm,孤岛工作面巷道变形主要以两帮变形为主;采用“锚网索+钢筋梯+槽钢梁+喷、注浆”联合支护技术能有效控制巷道的大变形。     

大采高巷道围岩数值模拟分析与合理支护研究

为使谢桥煤矿1232(3)工作面回风巷道围岩得到合理的支护,利用数值模拟方法研究该巷道在受二次采动影响时围岩的应力分布和移动变形规律。研究结果表明,支护体系应具有一定的可缩性并与围岩形成一个整体以适应巷道围岩的变形。巷道支护采用锚杆+锚索+金属网+钢带+喷射混凝土联合支护方式,监测结果表明,巷道两帮最大移近量350 mm,顶底板最大移近量560 mm,满足工作面的安全回采要求。     

锚杆锚索联合支护在大断面不稳定围岩煤巷中的应用

本文以南阳坡矿408-2巷掘进工作面的支护为工程背景,在大断面回采巷道掘进工作面中探索使用锚杆+锚索联合支护形式。结果表明,锚杆+锚索联合支护方式巷道围岩变形过程较为平缓,围岩更快进入变形稳定阶段,能有效地保证巷道围岩稳定。     

锚杆、锚索联合支护技术在综放工作面巷道中的应用

本文介绍了鹤壁矿区在综放工作面巷道中应用锚杆、锚索联合支护技术的实施情况，探讨了煤巷锚杆、锚索联合支护设计及围岩变形规律。文章最后分析了所获得的经济效益和社会效益。     

基于自然平衡拱的巷道锚杆锚索支护参数优化与应用

针对色连一号煤矿4-1煤8107工作面煤层采高大及回采巷道易片帮的问题,结合该工作面回采巷道实际地质情况,提出采用锚杆锚索联合支护技术,基于自然平衡拱理论对支护参数进行计算,确定相应的支护方案,并在回采过程中现场监测顶板及两帮位移变化量。结果显示：回采过程中顶板最大沉降量为19.8 mm,两帮最大收敛量为26 mm,围岩基本处于稳定状态,验证了该回采巷道锚杆锚索联合支护方案的合理性和安全性。     

软弱特厚煤层综放巷道支护方案数值模拟分析

为了解决软弱特厚煤层回采巷道难以支护的问题,对煤、岩力学特性进行了实验室试验分析;采用数值模拟分析方法确定了回采巷道锚杆锚索联合支护形式和参数,工程实验结果表明:在受采动影响的情况下,巷道使用状况良好,保证了回采工作面安全正常回采。     

灰岩顶板巷道小煤柱尺寸确定及支护技术研究

辛置煤矿东四左翼采区开采10号煤层,基本顶为K2灰岩,为提高资源回收率,工作面间留设小煤柱。在地质力学参数测试和分析的基础上,理论分析和数值模拟确定了工作面合理小煤柱尺寸,设计了高预紧力锚杆锚索巷道支护方案,进行了现场试验。试验结果表明,6 m小煤柱设计宽度合理,巷道围岩应力较低;掘进期间锚杆锚索预紧力高主动支护效果好,锚杆锚索受力稳定,回采期间巷道两帮变形量可控,能满足工作面安全、高效开采的需求。     

大埋深孤岛工作面过断层带回采技术研究

车集煤矿2608工作面回采期间机尾相继揭露DF₀₅₅（78°∠60°H=5 m）、F₂₆₀₈-7（76°∠65°H=3.5 m）、F₂₆₀₈-6（78°∠50°H=1 m）、F₂₆₀₈-5（81°∠40°H=0.5 m）断层,受断层带影响工作面12°仰采推进,煤层呈阶梯状错断、顶板节理发育,且回风巷36U弧形棚支护段钢棚变形严重、巷道大采高段超前支护困难,严重制约工作面安全生产。结合矿井实际生产情况,研究制定了工作面回采层位调整、巷道替棚、挑顶、绞顶施工方案及过断层带支护保障技术体系,确定工作面在DF₀₅₅断层上盘断层面以下5架范围内提前挑顶、起溜,限定起溜幅度100～150 mm/0.6 m,挑顶段增幅1架/1.8 m,回风巷替棚、挑顶施工14 m、绞顶施工32 m。结果表明:工作面机尾过断层带期间回采层位与回风巷层位基本一致,工作面防片帮、防掉顶措施科学有效,回风巷超前及端头支护衔接有序,安全出口畅通,实现了复杂地质条件下工作面安全高效开采。     

三心拱形巷道锚索超前支护研究及应用

针对回采工作面单体支柱超前支护存在支护强度不足、工人劳动强度大等问题,提出了采用超前锚索主动支护替代原有的单体支柱被动支护的技术方案,并针对协庄煤矿三心拱巷道建立了围岩变形预计模型,通过理论分析得到了巷道合理超前支承力为0.83 MN,而超前锚索支承力可达到1.52 MN,满足超前支护需要;确定了巷道超前支护技术参数为...     

注浆锚索在沿空留巷工作面超前支护中的应用研究

为解决煤矿超前支护工序繁琐、劳动强度大、影响工作面快速推进以及超前液压支架破坏顶板锚杆（索）严重等问题,以古汉山矿1604工作面运输巷为工程背景,理论分析了工作面超前巷道围岩变形特征和注浆锚索支护原理,提出在工作面超前巷道采用锚注支护技术,取消原工作面超前液压支架,减小了单体支柱支柱密度,并在现场进行了工业性试验。试验结果表明,工作面超前巷道顶板实施注浆锚索后,顶板围岩裂隙内浆液充填范围广;超前巷道受工作面支承压力和采动影响后,巷道变形不明显;进入沿空留巷后,留巷实体煤帮最大移近量为276 mm,采空区帮最大移近量为216 mm,顶板最大移近量为225 mm,底板最大鼓起量为164 mm,顶板控制效果较好。     

浅埋深薄煤层综采面回采巷道支护技术研究

浅埋深开采过程中由于顶板垮落容易影响地表,工作面覆岩破断角较大,变形速率快,来压较为明显,薄煤层综合机械化开采时由于受地质条件影响,矿压规律较为复杂。山西某矿主采平均0.93 m的3号薄煤层,煤层埋深较浅,采用综合机械化采煤工艺,工作面矿压规律复杂,回采巷道支护困难。针对该复合问题,利用理论分析、数值模拟手段,合理确定支护参数为顶锚杆直径20 mm,长度2.8 m,间距和排距均为0.7 m,帮锚杆直径为20 mm,长度为2.3 m,间距和排距也为0.7 m;锚索长度为8.8 m,间距1.2 m,排距1.4 m。现场应用表明,其支护效果良好。     

中厚煤层综采面切顶沿空留巷围岩控制技术研究

为解决煤矿采掘接替紧张、巷道围岩控制困难等问题,以鹿台山矿为研究背景,综合理论分析、现场试验等手段,对沿空留巷上覆岩层运动规律开展研究,提出沿空留巷围岩控制的关键技术。研究结果表明:根据沿空留巷上覆岩层运动结构及其运动特征,提出沿空巷道围岩稳定性控制基本原理,并确定沿空留巷围岩控制应在采空区侧强制切顶卸压、巷道顶板加强、挡矸防护和滞后支护组成的沿空留巷围岩控制技术;留巷巷道顶底板下沉量98 mm,底板底鼓量最大约102 mm,实体煤帮最大变形量约134 mm,采空区帮最大变形量约108 mm,锚索最大受力322 kN,留巷变形在合理范围内,留巷效果良好,可为类似条件下的切顶沿空留巷工程提供借鉴。     

煤矿松散煤层破碎顶板巷道支护技术研究

安阳煤矿1512工作面胶带巷沿5号煤层顶板掘进,煤层松散顶板破碎,巷道支护难度大。通过现场原位测试地应力大小和方向、顶帮煤岩体强度和节理裂隙发育情况、顶底板岩石矿物成分分析等手段,揭示巷道变形机理为煤层强度低且松散,顶板砂质泥岩完整性差,顶底板岩石黏土矿物含量高遇水易软化和膨胀,加之锚杆锚索预紧力低且护表构件面积小,锚杆锚索预紧力不能实现有效扩散,巷道初始支护强度低,以上因素综合影响致使巷道产生较大变形。针对性提出以提高锚杆锚索预紧力并增加支护构件护表面积为技术核心,设计了巷道支护方案,进行了现场试验,矿压监测结果显示,高预紧力锚杆锚索+喷浆支护的协同控制技术方案,基本解决了安阳煤矿松散煤层破碎顶板巷道支护难题。     

木瓜矿近距离煤层采空区下巷道支护技术应用

针对木瓜煤矿近距离煤层采空区下巷道支护问题,本文以10-102工作面为工程背景,通过对巷道围岩应力测试和煤岩层可锚性分析,选定了巷道支护的相关参数,并通过借助FLAC3D软件对巷道开挖、支护后的巷道围岩应力、应变情况进行模拟,验证支护方式的合理性。对巷道掘进与工作面回采期间的巷道变形、锚杆锚索受力状况进行监测,结果表明,采用锚杆树脂加长锚固锚索网联合支护,可以满足近距离煤层采空区下巷道安全掘进和采煤工作面安全、高效回采的要求。     

“两软一硬”厚煤层综采工作面超前扩巷施工技术研究与应用

某矿204综采面运输巷掘进期间,进入厚煤层时,由原来的沿顶掘进逐渐进入托顶煤施工,22204综采面回采期间,厚煤层区域由于巷道变形严重,不能满足采面安全生产的需要,同时也为了满足后期沿空留巷的需求,需要对22204运输巷进行扩巷、沿顶施工。在厚煤层中进行扩巷,由于之前托顶煤施工,顶煤最厚处达到3 m,若要沿顶施工,巷道中高将达到6 m左右,且扩巷后由于断面大,更容易导致巷道变形。针对厚煤层扩巷施工方面存在的问题,通过对综采工作面超前扩巷施工技术的研究,采用分层作业以及顶板打注浆锚杆、锚索,帮部打设锚索梁的方式,成功解决了厚煤层扩巷施工的难题。研究为地质条件类似的矿井在厚煤层综采工作面超前扩巷施工提供了参考。     

软弱岩层中近距离采空区煤柱下开采的实践

近距离采空区煤柱下长壁回采将受到上煤层采空区遗留煤柱和本煤层工作面动压的共同影响。针对乌鲁木齐某矿9#煤层顶底板为软岩的特点,在分析围岩破坏机理后,提出了梁、索协同支护+顶底角注浆锚杆加固＋帮部锚杆组合支护＋底板锚梁支护及全断面铺网的联合支护方案,即实施巷道“顶底帮整体化”治理,通过在巷道中布置卸压孔,有利于高应力向巷道深部转移,改善围岩与支护结构的应力作用环境。实践证明,采取上述措施有效解决了回采巷道的顶板破坏、煤壁片帮、底板鼓起等问题。在开采过程中采取的降低采高、调斜工作面、工作面加速通过煤柱的方法也使得工作面的生产条件得到了极大的改善,保证了工作面安全开采。