托顶煤动压巷道顶煤顶板变形机理和加固技术研究

晋能王家岭煤业回采面均采用“两进一回”布置,其中上一工作面辅运顺槽复用作为下一工作面回风顺槽,为托顶煤强烈动压巷道,巷道维护困难,需对其变形特征和变形机理开展研究并提出相应加固设计。通过对动压巷道顶板离层、顶帮变形和支护构件受力的监测,结合顶板岩层窥视,掌握了王家岭煤业托顶煤动压巷道的变形特点,顶板离层主要发生在顶煤范围内。采用数值模拟,研究了顶煤厚度、动压影响程度和不同支护设计等因素对顶煤顶板变形的影响,分析了托顶煤动压巷道顶煤顶板变形机理,认为顶煤厚度和顶煤支护情况直接决定托顶煤变形情况,在巷道支护设计时应充分考虑顶煤顶板支护强度和刚度。根据变形特点和变形机理,结合高预应力锚杆支护技术,提出动压巷道加固设计并在井下实施。实践表明,加固效果良好。     

厚煤层沿底巷道顶板变形机理和加固技术研究

晋能王家岭煤业回采面均采用"两进一回"布置,其中,上一工作面辅运顺槽复用作为下一工作面回风顺槽,为托顶煤强烈动压巷道,巷道维护困难,需对其变形特征和变形机理开展研究并提出相应加固设计。通过对动压巷道顶板离层、顶帮变形和支护构件受力的监测,结合顶板岩层窥视,掌握了王家岭煤业托顶煤动压巷道的变形特点,顶板离层主要发生在顶煤范围内。本文采用数值模拟,研究了顶煤厚度、动压影响程度和不同支护设计等因素对顶煤顶板变形的影响,分析了托顶煤动压巷道顶煤顶板变形机理,认为顶煤厚度和顶煤支护情况直接决定托顶煤变形情况,在巷道支护设计时应充分考虑顶煤顶板支护强度和刚度。根据变形特点和变形机理,结合高预应力锚杆支护技术,提出动压巷道加固设计并在井下实施。实践表明,加固效果良好。     

十字梁的制作及在工作面下端头的应用

采煤工作面下端头设备多,控顶面积大,支护困难而复杂。如煤层倾角大,直接采用铰接顶梁及在下顺槽打超前抬棚的方法支护,使工作面顶板与顺槽巷形成顶煤高差H(图1),致使下安全口支护困难。     

沿顶、沿底掘进留顶煤支护技术试验与研究

近年来，韩城矿务局先后进行了沿底板掘进和沿顶板掘进留顶煤支护技术试验。取得了一些关键性的技术数据和技术经验，沿顶板掘进留顶煤支护效果比较好，但沿底板掘进留顶煤支护效果不是很理想。介绍了试验地质条件、试验过程，比较了经济效益。     

综放工作面端头顶板稳定性分析及控制

针对端头围岩特征,运用UDEC模拟软件分析了工作面不放顶煤长度、端头支护强度以及巷道采用锚杆支护方式等因素与端头顶板稳定的关系。随着不放顶煤长度的增加,端头支护强度的加强及锚杆支护的运用,增强了端头顶板的稳定性。根据某矿S2202工作面生产地质条件,提出了合理的端头不放顶煤长度及端头巷道支护强度。     

特厚煤层大断面托顶煤巷道支护机理及应用研究

为解决灵东煤矿Ⅱ_3煤层大断面托顶煤巷道支护难题。本文采用原位测试、实验室测试以及数值模拟等综合分析方法,分析了顶煤的强度特征、护表构件面积对顶煤应力分布的影响等。结果表明,对于强度偏低、裂隙较发育、顶板稳定性较差的顶煤,通过提高锚杆锚索预紧力并匹配面积大的护表构件更有利于预应力的扩散,形成较大范围的压应力区,有利于控制顶煤的整体稳定。并成功将该理念应用于首采工作面回风巷支护,顶煤完整性得到很好保持,顶板下沉量只有70mm左右,巷道围岩变形得到有效控制。本文为类似条件下巷道支护提供了有效手段。     

综放沿空掘巷顶煤稳定性及不对称支护

针对综放沿空掘巷顶煤稳定性差这一问题,建立了顶煤稳定性力学模型,研究了巷道顶煤破裂的判别条件及巷道上覆岩层的运动规律,在此基础上提出了综放沿空掘巷不对称支护的理念,结果表明:综放沿空掘巷巷道顶煤稳定性存在3种类型:即顶煤几乎不开裂、开裂比较频繁和开裂频率很高。顶煤开裂位置在巷道顶板中心偏煤柱侧,裂缝处的巷道顶板经历着"冒漏-回转挤压-冒漏"的往复过程,巷道顶板的支护设计应是适当靠近煤柱侧的偏心设计。工业性试验表明不对称支护对综放沿空掘巷有较好的控制效果。     

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。     

煤巷小倾角大落差逆断层支护的实践

针对旗山煤矿94103材料巷5 m逆断层落差大、倾角小、断层处应力集中范围大的技术难题,经过研究支护方案及现场实践,成功控制了顶板上覆顶煤支护困难,围岩松动破碎的难题,实现了安全过断层。     

显德汪矿软煤巷道托顶煤锚网支护研究

通过理论分析和数值计算，确定了在软煤层综放面巷道中托顶煤锚网索支护的施工工艺及支护参数。巷道掘进时，采用分次掘进方式增加顶部软煤的自稳时间，保证了锚杆施工的顺利进行。选择长度合理的顶板锚杆支护，防止了锚固区外顶板离层的发生。利用数值计算的支护强度与顶板下沉量关系曲线拐点确定了锚网支护强度，有效地减少了顶板下沉量。方案实施后，巷道总体维护效果良好，顶煤处于稳定状态。     

郑州矿区“三软”煤层锚网支护技术研究与应用

针对郑州矿区“三软”煤层煤巷支护技术难题,阐释了“三软”煤层的赋存特征和形成原因,分析了三软煤巷支护失稳因素,并基于组合拱梁原理揭示了锚杆支护的作用机理,提出煤层锚固性能、锚杆预紧力、护表强度、快速安装工艺和及时支护是“三软”煤层锚网支护的关键技术。在此基础上,结合超化煤矿22011A运输巷地质条件,进行三软特厚煤层锚网支护技术设计,现场试验结果表明：该巷道从掘进开始到回采结束,巷道顶板离层浅基点和深基点下沉量最大值分别为48mm和52mm,顶底板和两帮相对移近量值最大值分别为372mm和310mm,有效保证了巷道的支护断面,支护效果良好。     

特厚煤层大断面巷道支护设计及分析

在特厚煤层中掘进的巷道,巷道周围围岩均是煤岩。为了进一步研究特厚煤层中巷道周围煤体的变形和破坏特征,确定合理有效的支护形式和支护参数,保证煤矿的安全顺利生产,选取南阳坡5#煤层中的1条巷道为研究对象,巷道断面形式为圆弧拱形,宽4.3 m,弧顶高度3.4 m,为大断面巷道。在确定巷道断面形状和尺寸的基础上,对巷道进行支护设计,并结合现场监测和数值模拟方法,确定了锚-网-索支护方案。工程实践表明：该方法能够有效的控制巷道周围煤岩的变形,支护效果好,两帮和顶板的位移得到了有效的控制,巷道变形短期内即趋于平稳。且支护成本大大降低,支护采用锚杆锚索,减少了支护所用时间。该支护方法具有较高的应用价值,应积极推广应用于生产。     

松软岩层条件下煤巷支护设计与矿压观测

以同煤集团挖金湾虎龙沟煤矿5#煤层为研究对象,进行了松软岩层条件下煤巷支护设计与矿压观测研究.通过原岩应力、松动圈测量,确定5#煤层煤巷顶板为剪切-拉伸破坏模式,应用FLAC3D对比分析多种支护方案,提出斜顶锚和强帮强角的支护设计方案.巷道围岩表面收敛和顶板离层量监测结果表明,优化后支护设计方案合理可行.     

锚索支护在煤层顶板和破碎岩石顶板条件下的应用

根据大同煤矿集团公司忻州窑矿应用锚索支护的实际情况，介绍了锚索支护在煤层顶板或破碎岩石顶板条件下的具体应用，分析了锚索支护在实际应用中的支护效果和经济效果，展望了锚索支护的推广应用前景。     

单一特厚煤层围岩监测技术

以彬长矿区单一特厚4#煤层为背景,采用现场工业实践的方法,通过对回采工作面进行深基点位移监测,确定采动影响下,巷道两帮和顶板的动态位移量,以此为基础来判断巷道围岩的离层情况,及时发现存在的安全隐患,为控制围岩的稳定性和保障煤矿的安全生产提供依据。同时对巷道锚杆锚索进行测力研究,分析锚杆锚索的受力状态,确定锚杆锚索支护安全与否,及时发现锚杆锚索支护存在的问题,进而改善支护效果。     

深井软岩巷道穿厚煤层碎裂顶板区围岩控制技术

针对深井软岩巷道穿厚煤层碎裂顶板区围岩控制技术难题,通过现场调查,分析工程破坏特点,结合钻孔窥视分析结果,得出巷道围岩变形失稳原因为破碎岩体降低了内层锚网的支护性能,未能与围岩形成统一承载体,围岩松动圈扩大及变形不均匀致使U型棚支护性能降低,支护阻力不足,围岩扩容膨胀,发生破坏。提出通过超前预注浆和组合金属骨架实现破碎围岩改性、围岩应力优化,形成稳定的承载结构,进而实现破碎岩体的二次承载,强化内层锚网支护效果,做到内锚有效、外架可靠。以此提出“超前预支护+内锚外架联合控顶+锁腿控帮+喷注补强+底板控水卸压”联合的组合控制技术,形成了锚固体与注浆围岩互相强化,强控顶、辅以控帮治底的联合支护体系;现场开展了工程实践,并取得了较好的支护效果。     

顶板破碎煤层联合支护方式的改进

顶板支护作为煤矿开采过程的重中之重,直接关系到煤矿企业的综合生产效益以及煤矿职工的生命安全.为提高顶板支护的安全可靠性,针对石炭系煤层岩体强度较低、易造成顶板破碎的特性,对联合支护方式进行了改进.在锚杆+锚索联合支护的基础上,提出一种以锚杆+锚索+金属网+组合锚索作为承载结构,配合局部串钢针+局部架棚支护+喷浆处理的联...     

软煤层巷道支护技术研究及应用

软煤层巷道围岩控制问题是一直以来制约煤矿开采的重大难题,具体表现为强烈的底鼓、两帮移近量较大和顶板下沉剧烈,在分析巷道支护所要遵循原则的基础上,结合新义煤矿11011工作面运输顺槽巷道支护工程实践,采用U型钢、锚索联合支护技术很好地控制了软煤层巷道的稳定,此项研究成果为解决突出软煤层巷道支护问题提供了借鉴经验。     

深部煤层合成区切眼支护技术实践

张双楼煤矿9421切眼处于深部煤层合成区,又有火成岩的不规则浸入,地质条件复杂。通过数值模拟分析,采用高强、高预应力锚杆、锚索和双层金属网支护以及"单体液压支柱+工字钢棚"和木垛加强支护,提高了支护体的整体性、强度和刚度,实现了对煤层合成区切眼的有效支护,取得了较好的围岩控制效果。     

唐山沟煤矿11~(-2)号煤层主要大巷加固支护技术探析

针对唐山沟煤矿需要加固支护的11-2号煤层主要巷道现状,应用钻孔探测技术取得顶板岩层离层松动范围,对跨采影响段和非跨采影响段分别制定了符合巷道围岩情况的锚、网、索联合支护技术,进行巷道加固支护后,保证了8号煤层开采安全。