大倾角破碎煤层巷道冲击破坏特征与支护方法

大倾角煤层巷道冲击地压破坏表现出非对称特征,支护控制方法也特殊.以古山煤矿为工程背景,揭示锚杆锚固体脱落及巷道围岩非对称破坏的原理,提出全断面锚索、网、喷联合非对称支护方法,并进行现场试验.结果表明:随着巷道围岩塑性区域的发育以及外露破碎煤体风化等作用,锚杆轴力衰减严重,锚固体近似处于零压力区,在冲击载荷作用下整体脱落;巷道两帮存在较大的垂直应力,顶底板存在较高的水平应力,在煤层倾角参与作用下,巷道结构出现大致垂直于煤层倾斜方向的主作用力,导致与煤层倾角垂直方向,巷道一侧肩窝和对应的底角变形剧烈;基于巷道破坏原理,提出以帮锚索取代帮锚杆,并进行锚网支护煤体喷浆,解决锚杆轴力降低、锚固体整体脱落问题;针对巷道结构主作用力方向进行非对称加强支护,以控制肩部与底角围岩剧烈对称破坏.工程试验表明,该方法不仅提高了巷道围岩抵抗冲击地压破坏的能力,而且大大减小了巷道围岩变形量.     

深井厚复合顶采空区上方煤巷支护技术及应用

分析了深井厚复合顶板采空区上方煤层巷道的支护难点和特点,提出了围岩强化控制技术和此类巷道的锚杆支护方案,介绍了应用于淮南某矿深井厚复合顶板采空区上方煤巷锚杆支护的成功经验。实践证明,高预应力高强锚杆组合的围岩强化控制技术是控制深井厚复合顶板采空区上方煤巷围岩变形的有效方法。     

煤巷用锚索治帮固底研究

本文对倾斜煤层煤巷锚杆支护巷道围岩受力情况进行了分析研究 ,建立了上帮“锚网挤压连续体”受力情况数学模型 ,在此基础上提出了应用帮锚索治理大倾角煤巷锚杆支护巷道因动压影响造成底鼓变形、上帮折帮破坏的技术方案 ,并形成了一套完整的施工工艺 ,取得了理想的控制效果和经济效益     

锚杆支护在急倾斜煤层中的应用

简要介绍了锚杆支护技术在沿沟煤矿急倾斜煤层中的应用。采用锚杆支护进行巷道支护效果较好,有效地控制了巷道的围岩变形。急倾斜煤层巷道利用锚网支护取得了成功,为沿沟煤矿急倾斜煤层支护提供了一条新途经。     

煤巷用锚索治帮固底研究

本文对倾斜煤层煤巷锚杆支护巷道围岩受力情况进行了分析研究，建立了上帮“锚网挤压连续体”受力情况数学模型，在此基础上提出了应用帮锚索治理大倾角煤巷锚杆支护巷道因动压影响造成底鼓变形、上帮折帮破坏的技术方案，并形成了一套完整的施工工艺，取得了理想的控制效果和经济效益。     

首阳煤业15~#煤井巷锚杆支护技术研究

基于我国《缓倾斜和倾斜煤层回采巷道围岩稳定性分类方案》,根据首阳煤业15~#煤层巷道围岩稳定性分类指标,确定了巷道锚固支护参数并采用数值模拟方法验证了支护效果,得出巷道锚杆支护参数设计应加大两帮锚杆的长度与强度,达到防止两帮围岩向巷道内滑移和减小巷道底鼓量的结论。     

锚网索支护在急倾斜煤层巷道中的应用

针对急倾斜煤层巷道支护现状,在试验巷道探索采用锚网索支护技术。对试验巷道表面位移、围岩深部位移和锚杆(索)受力进行了现场监测,分析了试验巷道围岩变形规律。试验表明,在急倾斜煤层巷道采用锚网索支护是可行的,为锚网索支护在急倾斜煤层巷道的推广应用和支护参数设计提供了依据。     

倾斜煤层回采巷道锚杆支护参数数值分析

以云驾岭煤矿实测的岩层参数为基础,针对倾斜煤层回采巷道,建立数值计算模型,并通过改变顶板锚杆和锚索的直径、排距、倾角等建立了10种数值试验方案,应用FLAC3D2.0进行数值计算,比较分析了倾斜煤层回采巷道中各支护构件在控制围岩变形方面的作用,得到了以下结论:倾斜煤层中的回采巷道支护应该以顶板、高帮下部、低帮上部和靠近低帮的底板为关键部位;顶锚索和锚杆由垂直于顶板改为竖直设置能更好的发挥悬吊作用,减小顶板下沉。本研究成果可为倾斜顶板巷道支护机理的研究以及支护设计与施工提供参考。     

深井强动压作用巷道强化控制技术研究及应用

煤系地层围岩软弱,在高地压作用下开采深部煤层时,由于埋深大使得巷道的围岩变形严重,巷道的顶板及底鼓量均大于浅埋深巷道,导致深部巷道围岩稳定性控制与支护的难度加大,影响顶帮的稳定从而使得整个巷道失去稳定。通过分析巷道变形破坏机理,根据锚杆索支护理论与注浆加固理论制定了“巷道扩刷+顶帮分区耦合强力支护+底角卸压与加固+底板注浆加固、底板锚索束+喷射钢纤维混凝土+顶板与两帮高压注浆加固”的高强度联合支护方案,确定了支护参数,有效解决了深井强动压大变形巷道的支护问题。通过对现场进行监测,巷道变形量明显减小,巷道变形得到了有效控制。为同类条件下的深井强动压巷道的全断面支护问题提供了新的思路和方法。     

倾斜煤层巷道围岩应力分析与支护设计研究

首先分析了岩层自重应力倾斜方向的分量和水平应力对巷道围岩应力分布规律的影响,然后根据围岩应力分布提出相应的支护措施,最后通过现场应用测试对锚杆受力和巷道变形进行监测,以验证选取巷道断面形状和支护方式的合理性。结果表明:选取巷道断面为梯形能够降低岩层自重应力倾斜分量对巷道围岩的剪切破坏程度;锚杆工作状态较合理,充分发挥了锚杆的支护作用;设计支护参数能够有效控制该倾斜煤层的巷道围岩变形。     

石炭井二矿倾斜煤层巷道支护技术研究

针对倾斜煤层巷道围岩应力分布复杂多变、常规支护方案效果欠佳的问题,结合石炭井二矿具体工程背景,采用理论分析、数值模拟以及现场监测的手段,对倾斜煤层直角梯形巷道支护技术进行了系统研究。研究结果表明:倾斜煤层直角梯形巷道顶底板竖向应力向低帮侧偏斜,水平应力在巷道尖角处集中,在顶板两侧尖角处表现得尤为突出。根据这种特征提出了具有针对性的非对称支护方案,并进行了数值模拟分析,支护后围岩应力非对称分布特征得到明显改善,变形量大大减小。现场实施监测表明该方案能有效控制倾斜煤层直角梯形巷道的非对称变形破坏,根据巷道围岩应力非对称分布规律提出针对性的支护方案对倾斜煤层巷道围岩稳定性控制具有重要作用。     

葛店矿倾斜煤层回采巷道支护技术优化

高地压条件下倾斜煤层回采巷道支护技术已成为约束煤矿安全生产的难题之一.在分析总结围岩变形破坏特征和原因的基础上,提出了回采巷道顶部采用1/4圆拱形断面、巷帮采用锚索钢梁护帮支护优化方案,确定了锚、梁、网+锚索联合支护技术参数.工程实践表明,优化支护技术有效控制了围岩变形破坏.     

深部厚煤层巷道失稳破裂演化过程离散元模拟研究

为研究深部厚煤层巷道围岩失稳破裂演化过程,以某煤矿厚煤层巷道为工程背景,采用离散元中随机分布三角形单元块体集合模型研究巷道开挖失稳。对深部厚煤层巷道围岩失稳破裂过程中位移、应力演化规律分析发现:两帮围岩水平应力释放相对于顶底板剧烈,竖向应力反之;围岩竖向应力释放的主要部位是巷道中部。结果表明,深部厚煤层巷道失稳破裂演化的2个主要特征为:1)顶板出现"尖顶型"垮冒,巷中是围岩失稳的关键部位;2)顶底板离层破坏严重。并对其相应机制进行分析:顶底煤岩松散破碎,自稳能力差,顶底板径向应力释放相对剧烈,巷道矩形断面顶、底板受力能力差等因素,导致围岩顶底板离层变形。基于深部厚煤层巷道失稳破裂的演化规律,给出锚索悬吊组合支护方式,结果表明该支护方式可有效地控制厚煤层巷道变形。     

松软煤层巷道围岩变形特征及控制技术

针对松软煤层巷道围岩变形量大、支护结构破坏严重的难题,以华盖山104工作面运输巷为工程背景,在分析巷道围岩变形特征的基础上,采用数值模拟方法,研究了锚网索喷支护巷道围岩位移、应力和塑性区分布特征。研究结果表明,煤层强度低、胶结性差以及支护方式不合理是造成围岩严重变形的主要原因;锚网索喷支护巷道围岩塑性区范围较小,应力集中区位于深部,到巷道中心的距离超过6 m,并取得了较好的工程应用效果。     

急倾斜松软煤层巷道变形特征与控制技术

为了解决急倾斜松软煤层巷道的支护难题,采用数值计算方法研究了急倾斜煤层巷道围岩应力和位移分布特征。研究表明:急倾斜煤层巷道开挖以后,巷道顶部形成的自然平衡拱逐渐沿煤层倾斜面向上扩展,与巷道顶部垂直应力的分布形态相似,巷道顶部煤体及煤帮是支护的关键部位。基于以上研究,提出以锚、带、网、索主动支护为基础,配合高强度拱形梁的综合控制技术,旨在充分调动围岩的自承能力,使支护体系与围岩形成承载整体。现场应用表明,提出的支护方案可有效控制巷道稳定,巷道两帮变形量不足40 mm,为类似条件急倾斜煤层巷道支护提供了一定的借鉴。     

倾斜煤层半煤岩沿空掘巷合理煤柱宽度留设研究

针对倾斜煤层半煤岩沿空掘巷围岩产生非对称大变形的难题,以贵州土城矿1509回风巷为例,进行了该类巷道合理煤柱宽度留设研究。基于极限平衡理论建立了倾斜煤层半煤岩沿空掘巷合理煤柱宽度计算模型,结合该矿实际生产地质条件计算得出煤柱合理理论宽度为4.68～5.46m|通过数值模拟分析了5种不同宽度煤柱下1509回风巷围岩塑性区分布、应力及位移演化规律,模拟结果表明：当煤柱宽度为5m时,巷道稳定性较好且能保证矿井的回采率。现场试验结果显示,1509回风巷采用留设5m宽煤柱进行掘进护巷后,巷道轮廓相对完整,变形明显减小,围岩完整性较好,有利于提高倾斜煤层半煤岩沿空掘巷的稳定性。     

向斜轴部高压力区巷道支护技术的研究与治理

随着矿井开采深度的增加,特别是在深部靠近向斜轴部的两翼附近,断层构造发育,围岩破碎,地质应力集中,掘进巷道开挖后变形速度快,前掘后修,影响到掘进巷道安全,更无法形成采煤工作面。鄂庄矿通过对深井应力集中区掘进巷道压力与围岩应力的分布机理进行分析,采取了有效的综合防治措施,取得了较好的支护效果。     

深部近距离煤层群采动力学行为探索

我国深部近距离煤层群赋存开采比重大,采动力学机理不清,导致开采效率低,安全事故频发。深部煤岩体所表现出的物理力学特性及变形破坏特征较浅部有着本质差异,尤其在深部近距离煤层群开采条件下,临近工作面扰动影响将导致更加复杂的采动应力重分布过程。针对深部近距离煤层群采动影响下巷道围岩控制难题,依托平煤十二矿己_(14)和己_(15)深部近距离煤层群工程实践,在己_(15)-31030工作面进风巷内开展了巷道收敛变形、锚索应力现场原位监测试验,理论计算了近距离煤层群底板破坏范围并推导得出了巷道围岩变形速度公式,初步揭示了深部近距离煤层群采动力学行为。研究表明:己_(14)煤层底板破坏深度理论值约21.24～30.88 m,上覆煤层采动影响导致本煤层采场边界改变,巷道顶底板及左右帮收敛量约400 mm,巷道收敛变形量随采煤工作面推进呈现阶梯式缓慢增长与指数式快速增长两阶段模式,其中指数式快速增长阶段为巷道变形的主要阶段;锚索应力随采煤工作面推进呈现"近线性增长—跃阶式降低"两阶段演化模式,顶板锚索应力平均变化率、峰值应力均显著高于巷帮相应参数,巷道顶板采动效应较巷帮更为明显;锚索应力峰值点滞后最大收敛变形位置约40 m,采动影响时效相比单一煤层开采大幅延长约35 m,采动应力变化率及其峰值分别降低约53.5%,24.5%,己_(15)煤层采动影响范围约105 m;巷道围岩变形速率与距采煤工作面距离呈现反比例函数关系,在此基础上,进一步推导得出深部近距离煤层群距采煤工作面不同距离处围岩变形速度预测公式,并对比现场原位监测数据验证了该公式的合理性。研究成果可为同类深部近距离煤层群的巷道围岩变形速度预测、巷道支护及采矿技术优化等工程问题提供参考。     

庞庞塔煤矿大倾角煤层巷道联合支护技术研究与应用

大倾角煤层巷道存在顶帮应力环境复杂、巷道非对称变形、底鼓严重等现象。以庞庞塔煤矿5-1081巷为工程背景,提出了主被动联合控制原则,具体包括:高强及时主动支护原则、主被动联合提高强度原则、局部加强协同支护原则,设计了机械式高强恒阻支柱,开发了大倾角煤层巷道主被动联合支护技术。该技术以“高强锚杆（索）+高强恒阻支柱”为核心,通过高强锚杆（索）形成强主动承载结构,联合高强恒阻支柱协调巷道变形,从而实现巷道围岩的稳定控制。技术应用后,监测了巷道变形、锚杆受力、支柱变形等情况,结果证明了庞庞塔煤矿大倾角煤层巷道主被动联合支护技术的优越性和可靠性,为类似条件巷道支护提供了参考,也丰富了巷道围岩控制理论。