高水压大采深矿井突水危险性评价研究

大采深、高水压是我国老矿井的普遍特点,以开滦赵各庄矿为例,其奥灰水压高达12MPa。通过对赵各庄矿充水因素分析,对奥灰底板进行了带压开采评价,提出了加强奥灰含水层和断层防治的具体安全技术对策,为矿井的十四水平安全开采提供了科学依据。     

高水压巨厚砂砾层裂隙岩体下控水采煤技术

该文结合某高水压巨厚砂砾层裂隙岩体开采现场实际案例,针对当前存在的砂砾层突水淹井以及砂砾层涌水问题,分析了高水压对开采工作面安全性的不良影响,结合现场实际情况,研究了控水采煤技术方案的设计要点,并就该方案的实施效果进行了监测,证实了控水采煤技术在提高高水压巨厚砂砾层裂隙岩体开采安全性、稳定性方面的价值,值得重视。     

高水压松散含水层原生纵向裂隙发育覆岩的异常突水及其防治

介绍了高水压松散含水层及原生纵向裂隙发育覆岩的基本特征,分析阐述了在该类特殊地质采矿条件下采煤时所发生的异常突水乃至淹没矿井等异常灾害及其原因,探讨了防治该类灾害的技术途径。     

大埋深高应力回采巷道支护技术研究

本文以曙光煤矿1228工作面大埋深高应力回采巷道为研究对象,对巷道围岩地质力学参数进行了评估,分析出巷道原有支护方案存锚杆锚索同排布置、锚杆锚索预紧力小及托盘形状及承载能力不足的问题,因而导致了巷道围岩的大变形,基于此提出了改进支护方案,工业性试验结果表明,该方案可有效控制巷道围岩变形,效果良好。     

裂隙岩体巷道稳定性试验研究

用模型试验研究裂隙岩体巷道稳定性规律，分析了裂隙间距、裂隙倾角及其裂隙方位和巷道轴向夹角等因素对巷道围岩收敛变形的影响，提出了有利于巷道稳定与维护的轴向布置总体选择原则。     

裂隙岩体渗透特征的研究

采用力学理论研究了裂隙岩体渗透系数随埋深及水压力的变化规律，得出渗透系怀埋深水及水压力的关系式。另外，将裂隙岩体介质假设为互相平行的几组裂隙网络，提出了应力与渗流的耦合模型，得出了裂隙岩体与三向应力的关系式。     

大采高软岩回采巷道底臌分析及防治

针对大采高软岩回采巷道底臌治理的难题,对大采高软岩回采巷道底臌形式及机理进行分析,采用数值模拟方法分别研究了巷道断面大小、煤柱宽度及强度、围岩强度、一侧采动等因素对底臌的影响,以此为基础提出卸压法、加固法等针对大采高软岩回采巷道底臌防治方法,研究结果在赵庄大采高软岩回采巷道底臌治理中得到广泛应用。     

大断面回采巷道层状底板底臌机理及其防治对策

为研究大断面回采巷道底臌机理并寻求控制底臌的有效对策,通过对大断面回采巷道层状底板底臌机理进行理论推导,提出该类底板底臌的预测方法。结果表明:随着回采巷道底板断面的增大,岩梁的临界应力逐渐减小,更易失稳破坏;在水平力的作用下,几乎所有大断面回采巷道均受到底臌的威胁;随着巷道宽度的增加,底臌量大致呈线性增加。同时对巷道一般支护、加固巷道帮角和顶板及在加固巷道帮角和顶板的基础上安装底板锚杆的3种支护方案分别进行数值模拟,发现加固巷道帮角和顶板的同时安装底板锚杆可更好的防治底臌。     

受贯通裂隙控制岩体巷道稳定性试验研究

研究了构造控制性裂隙与巷道布置匹配不同对回采巷道的稳定性影响规律,分析了裂隙间距、裂隙倾角及其裂隙方位和巷道轴向夹角因素对巷道围岩收敛变形的影响关系,提出构造控制性贯通裂隙条件下保证巷道稳定及其维护的裂隙-巷道轴线匹配布置原则。     

巷道底臌机理的研究

底臌一直是煤矿软岩巷道支护中难以解决的问题之一，但迄今为止人们对巷道底臌的机理尚无统一的认识。只有正确认识了底臌的机理才能建立反映实际的力学模型进行有效的数值计算。在大量现场研究、实验室模型试验和数值计算的基础上，全面讨论了煤矿巷道的底臌特征及其机理，分析了影响底臌的主要因素，为在不同的矿山地质条件下采取有效的防治巷道底臌的措施和进行正确的力学数值计算提供了依据。     

底角锚杆在深部软岩巷道底鼓控制中的应用研究

底鼓作为深部软岩巷道围岩变形与破坏的主要形式之一,一直困扰着贵州开磷集团马路坪矿。通过对700m中段运输大巷变形状况的实地调查,以及对底鼓因素的理论分析,同时运用数值模拟方法,研究底角锚杆在控制底板变形中的受力特征,从而提出底角锚杆控制底鼓的工作机理。通过对三种底锚形式(单排底锚、双排底锚以及垂直底锚)的数值模拟对比,得出如果在高地应力情况下,安设垂直底锚能够防治由于较高的应力集中而形成的剪切破碎带随着破坏的发展、剪切带贯通而形成的楔形破坏。同时加设双排底锚,利用材料自身的抗剪强度,切断底板基角部位的塑性滑移线,使应力向岩体深部传递,最终有效地控制巷道底鼓。     

大雁二矿高应力软岩巷道底臌变形机理与支护的研究与实践

软岩巷道变形是软岩矿区影响煤矿安全生产的主要危害之一,大雁二矿二水平( 250m)高应力软岩巷道失稳变形的主要因素是底臌,文章对引起巷道底臌的原因以及底臌变形规律进行了分析,提出了针对现场切实可行的防治措施。     

深井软岩破碎巷道底臌原因及处置技术研究

根据顾北煤矿南翼(11-2)胶带机巷道工程实际,依据长期的现场调查和变形监测,对顾北矿区深井软岩破碎巷道底臌影响因素、特性进行了分析,得出了底臌主要原因,认为底臌主要是由于巷道底板处于敞开状态而成为巷道变形和应力释放的主要场所,软弱破碎的围岩在地应力作用下挤压流入到巷道内,形成较大的挤压流动性底臌。在此基础上,提出了采用混凝土反拱地坪、深浅孔注浆、高预应力组合锚索的针对深井软岩破碎巷道底臌综合处置技术,同时研制开发底板锚索钻机,解决了底板组合锚索孔施工的困难。现场的跟踪监测表明,该技术能有效治理底臌还能加强两帮稳定性。     

软岩回采巷道底臌破坏机制与支护技术

软岩巷道底臌治理一直是软岩支护中重点攻关的难题之一,作为受采动压力影响的软岩回采巷道来说,巷道的底臌问题尤为突出。针对山东能源临矿集团上海庙矿区软岩大变形技术难题,首先从巷道底臌变形的力学机制入手,根据巷道围岩本构关系及应力作用模式,在结合朗肯压力理论的基础上建立了剪切错动型巷道底臌力学模型,导出了巷道底臌力源P_0的计算方程。计算分析知,当底臌压力P_0大于底板岩体的强度极限时,巷道底板岩体将发生剪切和扩容变形挤入巷道空间,随时间效应的加大最终导致巷道底臌;其次,结合建立的底臌力学模型,提出了一种与剪切错动型巷道底臌力学机理相适应的新型反底拱底臌控制技术,对反底拱伸出段、底板预应力锚杆和反底拱主体段3部分在底臌控制过程中的作用进行理论分析,揭示了其"控底-助帮"的底臌控制机理,并综合数值计算和正交实验的方法对新型反底拱结构的3个主要参数进行试验优化,模拟显示影响巷道底臌量指标的主要因素为底板超挖深度和反底拱伸出段长度,影响巷道两帮移近量指标的主要因素为反底拱伸出段长度;最后,通过对榆树井矿13803工作面回风巷原始支护条件下底板压力的验算,确定了底板围岩压力与矿井水的耦合作用是造成该巷道底臌的主要原因,并根据优化后的底板治理方案在榆树井煤矿13803工作面回风巷返修段进行工业性试验。工程实践表明,该项新技术控制软岩回采巷道底臌及两帮变形效果较好,有效保证了工作面回采期间巷道的稳定性。     

彭庄煤矿软岩巷道底臌控制技术及数值模拟研究

 针对彭庄煤矿巷道围岩节理、裂隙发育,岩层浸水软化严重的复杂地质条件,以马头门大范围内的岩体为研究对象,通过对围岩物理力学性能的测试、底臌影响因素的理论分析和底臌控制技术的数值模拟,提出了采用全断面注浆、高强超长锚杆加固顶板和两帮、底角锚杆和混凝土反底拱加固底板的综合控制底臌方案。并对马头门围岩收敛变形进行了长期的监测,监测结果表明马头门围岩顶底板的总变形量仅为5mm,这说明该方案有效地控制了底臌。     

深部高应力富水软岩巷道底鼓机理及控制技术

针对深部高应力富水软岩巷道底鼓问题,以胡底矿盘区水泵房为工程背景,分析了盘区水泵房底板变形特征及影响因素,采用UDEC离散元模拟软件对硐室掘进期间的围岩应力状态、位移模式及破坏形式进行分析,研发了适合在富水环境中使用的锚杆(索)新型防水锚固剂FS2350,该锚固剂具有良好的锚固效果。研究结果表明:水泵房在高应力和富水环境下呈现挤压流动性和膨胀性底鼓,底鼓呈全区域、持续性和连锁性等变形特征。底板锚注支护可有效提高煤岩体的物理力学特性,抑制底板岩层剪切破坏,控制破碎区进一步向深部转移,减小底板岩层破坏范围,改善了底板围岩的受力状态。锚注支护后,底板支护系统处于稳定状态,90 d后底板最大变形量为23 mm,有效解决了深部高应力硐室底鼓问题。     

关于软岩巷道底板深部松动爆破的探讨

通过对倾斜软岩巷道底鼓特征的研究,得出了高地应力作用下,采用底板深部松动爆破法的可行方案,研究单面卸压技术参数,并对施工关键环节加以论述,为现场应用提供指导。     

亭南煤矿强膨胀性软岩巷道底臌变形力学机制

针对亭南煤矿西翼轨道大巷的底臌防治难题,运用软岩工程力学理论,分析了底板泥岩的黏土矿物成分和结构及其遇水膨胀强度软化的特性,提出了软岩巷道的底臌变形力学机制。研究结果表明：底板泥岩的黏土矿物含量高达50.9%,主要黏土矿物成分为高岭石和伊/蒙混层矿物,具有强膨胀性;泥岩遇水后的软化特性明显,在暴露20 h后,强度衰减系数为0.72,35 h时强度衰减系数为0.61,开挖后必须及时对底板泥岩进行封闭;底臌变形破坏主要受分子吸水膨胀、胶体膨胀、构造应力、工程偏应力、软弱夹层等多种因素影响,其变形力学机制为I=1\*ROMAN ABII=2\*ROMAN ABDIII=3\*ROMAN BA型;根据该复合型变形力学机制,提出了铺设干石灰粉、开挖反底拱和安装底角锚杆的综合支护对策,经现场应用,效果良好。     

软岩巷道底鼓预测及支护对策研究

软岩特别是膨胀性软岩是巷道底鼓的重要原因之一。根据软岩巷道支护理论和BP神经网络理论,按照信息化施工方法的原理,首先进行了巷道矿压监测,通过底鼓监测数据训练神经网络模型,然后利用Matlab神经网络工具箱进行模型计算,同时预测了未来一段时间底板的高度以反映底板的变化。通过围岩现场应力测试、工程地质调查、室内构件识别试验和理论分析,研究了软岩巷道底鼓的相关特征和具体影响因素。研究提出了有效的底鼓控制对策,对类似工程具有一定的参考意义。