窄煤柱沿空掘巷技术关键参数研究与应用

为解决开拓煤业沿空巷道围岩过度变形、反复返修的问题,以3109工作面掘巷和回采为工程背景,通过理论分析计算、工程实践等研究方法,将区段煤柱宽度优化为6.0 m,提出采用“高强锚杆+柔性长锚杆+锚索”联合支护技术,工程应用期间进行巷道表面位移监测。结果表面,掘巷期间围岩稳定,工作面回采期间,沿空巷道断面收缩在合理可控范围内,能够满足工作面的安全高效开采,窄煤柱沿空掘巷在开拓煤业取得了较好的应用效果。     

锚杆支护参数对巷道围岩稳定性影响研究

针对山西陵川崇安关岭山煤业工程条件,利用数值模拟方法,研究该矿开拓巷道和回采巷道帮部锚杆支护参数对巷道围岩稳定性的影响特征。研究结果表明:关岭山煤业开拓巷道和回采巷道顶属于I类巷道顶板,稳定性好,但为维护顶板完整性,利用少量锚杆支护即可;对于关岭山煤业15号煤层,帮部在锚杆直径较粗、锚杆较长、锚杆间排距较小时对巷道围岩稳定性有利,即帮部锚杆支护密度和长度较大时围岩稳定性越高;关岭山煤业开拓巷道和回采巷道帮部锚杆支护都宜采用直径18mm,长度2.4m,间排距为0.8m×0.8m的支护方式。     

经坊煤矿综放小煤柱工作面矿压监测设计及实践研究

经坊煤业3-509工作面是本矿井首个小煤柱设计工作面。本文研究多种监测手段相结合的巷道围岩矿压监测方案,并结合现场应用实践检验,分析小煤柱巷道围岩应力变化规律,为小煤柱工作面煤柱尺寸设计及巷道支护设计提供可靠的依据;利用钻孔窥视仪、锚杆无损检测仪、钻孔应力计等仪器监测煤柱内煤岩完整性、顶帮锚杆受力及煤柱应力变化情况,探讨了3-509综放小煤柱工作面煤柱设计尺寸和巷道支护的合理性。研究表明：锚杆工作载荷仍有较大富余系数;5～10 m范围内煤柱应力变化较小,巷道围岩变形量小;煤柱尺寸缩短至6～8 m更为合理。     

孤岛工作面护巷煤柱宽度及支护技术研究

针对潞宁煤业21109孤岛工作面运输巷受未稳定采空区影响及围岩破碎条件,采用理论计算和数值模拟分析,研究了不同煤柱尺寸下围岩变形和受力变化规律,确定22109运输巷采用10m煤柱较合理;分析了该类巷道支护对策,提出采用高预应力锚杆锚索组合支护系统,进行该类巷道支护。井下实践表明,设计支护方案能有效控制围岩变形,回采期间两帮最大移近量为269mm,浅部离层量为45mm,深部几乎没有离层,无底鼓,巷道整体稳定。     

高地应力高瓦斯井下玻璃钢锚杆在回采巷道中的应用

针对余吾煤业高应力高瓦斯矿井下的回采巷道,提出在煤帮侧采用高强玻璃钢锚杆支护系统.介绍玻璃钢锚杆的结构及优点,设计支护方案;并在N2202回风顺槽进行工业性试验.试验表明:采用玻璃钢锚杆支护,有效地控制了巷道围岩变形,实现围岩稳定性.     

沿空掘巷小煤柱稳定性分析

文章采用数值计算软件FLAC3D,研究了不同煤柱宽度及锚杆支护强度对沿空留巷侧小煤柱稳定性及掘巷巷道围岩变形的影响,得出煤柱宽度是影响煤柱稳定性与巷道围岩变形的决定性因素,高系统支护强度能有效地控制巷道围岩变形的结论。同时,以朱集矿沿1111(1)工作面轨道平巷为工程背景,得出:煤柱宽度为3m时,煤柱内垂直应力集中系数低,应力集中影响范围小,煤柱与掘巷巷道变形量最小,稳定性最好。在此基础上确立的高强度锚杆支护方案,成功保持了小煤柱的稳定性并控制住掘巷阶段巷道围岩的大变形。     

深部孤岛面回采巷预应力锚杆支护技术

许厂煤矿430采区在支护方式上沿用130采区的支护方案,即锚杆采用普通全螺纹钢锚杆.由于430采区深度加大且地质条件发生较大变化,掘进过程中施工难度极大.针对该采区4303孤岛工作面的工程实践,在数值模拟研究巷道围岩变形机理的基础上,得到不同尺度煤柱条件下,上覆围岩运动及应力传递规律,提出了该条件下回采巷道采用窄煤柱沿空掘巷时合理尺寸,设计了巷道断面,确定了预应力锚杆支护参数,巷道围岩得到有效控制.     

孤岛工作面动压巷道高强锚(杆)索联合支护技术

针对高应力孤岛工作面围岩破碎巷道支护难的问题,以国阳一矿81202回风巷为研究对象,结合其采矿地质条件,分析了孤岛工作面围岩破碎巷道的破坏失稳机理,提出了锚杆与高强锚索联合支护的优化方案,采用FLAC3D软件模拟了优化方案与原支护方案对围岩变形的控制效果。结果表明:采用锚杆与高强锚索联合支护后,81204工作面回风巷在掘进及回采期间,巷道顶底板相对移近量分别减小了23%和63%,两帮移近量分别减少25%和60%。     

浅埋煤层回采巷道矿压显现与控制的研究

结合万利矿区寸草塔二矿3^-1,煤层的地质赋存状况与开采技术条件,研究了长壁工作面回采巷道矿压显现规律,评价了现有支护方案的实际支护效果;测试了巷道的围岩松动圈,积累了支护设计实测依据;并用测试巷道煤柱支承压力分布的方法,论证了护巷煤柱的整体稳定性,选择了煤柱宽度合理参数;最后采用全新的锚杆支护设计理论,提出了寸草塔二矿3^-1煤层回采巷道优化支护技术参数。     

裕泰煤业15104工作面 复合顶板巷道围岩控制技术研究

为保障裕泰煤业15104工作面回风巷围岩的稳定,基于回风巷复合顶板的具体特征,分析了锚杆对围岩滑移面的加固以及锚杆预应力对围岩稳定的控制作用,确定巷道顶帮角锚杆安装角度为35°,顶板锚杆的预紧扭矩为400 N·m,并进行了高预应力锚杆支护技术设计。现场监测结果表明:工作面回采期间,顶板下沉量及两帮移近量均较小,满足回采巷道使用要求,支护方案合理。     

深部高应力双巷布置工作面煤柱宽度合理性研究

为确定深部高应力双巷布置工作面合理巷间煤柱宽度,提高巷道煤柱稳定性及资源回收率,以园子沟煤矿1022101工作面为工程背景,采用现场调研、理论分析、数值模拟的研究方法,掌握巷道巷间煤柱应力分布规律,确定深部高应力巷间煤柱侧向支承压力分布特征,并采用FLAC3D数值模拟分析了工作面多次回采影响下的不同宽度(7m、10m、...     

中厚煤层窄煤柱沿空掘巷围岩稳定性研究

以恒源煤矿487工作面窄煤柱沿空掘巷为工程背景,基于该矿工程实况采用理论计算、数值模拟等手段综合确定487工作面回风巷最优护巷煤柱宽度为5m;基于数值模拟分析了487工作面回采后沿空掘巷超前段顶板、实体煤以及煤柱内围岩应力分布、围岩变形与塑形区演化特征,针对性提出了高强锚杆索组合非对称支护技术,并分析了巷道支护应力场的...     

复采煤层末采煤柱合理留设宽度研究

为优化煤柱留设宽度,提高采区煤炭采出率,确保工作面的回采推进速度,结合薛虎沟煤矿2-106工作面实际开采条件,运用理论分析与数值模拟相结合的方法对2-106B工作面停采护巷煤柱尺寸进行研究,通过对护巷煤柱进行极限平衡计算,确定留设合理煤柱尺寸应不小于20.32 m;通过FLAC3D数值模拟分析保护煤柱宽度为25,22,20,15,10 m条件下巷道围岩变形情况,得出留设保护煤柱宽度为22 m时,煤柱内集中垂直应力逐渐向稳定非对称拱形分布形态过渡,煤柱两侧产生一定剪破坏和拉破坏,但煤柱中部未破坏区域范围扩大,煤柱稳定性较好;煤柱留设宽度为22 m时,对2-106B工作面液压支架拆除的时间段护巷煤柱应力进行监测,结果表明,巷道围岩得到有效维护,并处于稳定状态。     

某煤矿3411工作面窄煤柱留设可行性分析

为考察某煤矿3411工作面与3408工作面之间留设10 m宽窄煤柱的合理性,结合工况条件设计了矿压观测方案。观测结果表明：3411工作面运输顺槽在与3408工作面相向采掘阶段,巷道变形量较大,但可以满足生产对巷道断面的要求;在进行适当支护的条件下,巷道顶板未出现明显的离层现象,巷道围岩基本稳定,巷道锚杆(索)支护状态良好,围岩变形得以有效控制。综合研究表明：在该矿3411工作面与3408工作面之间留设10 m宽窄煤柱的方案在进行适当支护的条件下具有可行性。     

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。     

顶煤破坏区采动影响下巷道变形机理与控制技术

为解决顶煤破坏区下破碎围岩巷道变形大、破坏严重的难题，以韩咀矿32103工作面辅运巷为研究对象，采用现场实测及理论分析相结合的方法对巷道围岩应力分布及变形机理进行研究。结果表明：32103辅运巷道顶板存在的顶煤破坏区呈非连续分布，32103辅运巷道围岩应力环境调整及顶煤遗留煤柱与区段煤柱有效承载宽度减小是导致巷道矿压显现明显的主要原因。基于上述探测及理论分析结果，提出以“深浅孔注浆+锚网索”联合支护为主的巷道围岩控制技术及以“架棚+底板卸压”为主的加固技术。现场应用结果表明：采用新支护方案后，32103辅运巷道围岩最大顶底板移近量为70mm，最大两帮收敛量为48mm，支护锚杆未出现破断现象，且锚杆受力与围岩变形均在合理区间，巷道支护效果良好。     

沿空掘巷非对称性差异化支护技术研究

针对2103工作面沿空掘巷巷道围岩变形量大,矿压显现明显,煤柱侧与实煤体侧巷道围岩呈非对称变形问题,采用数值模拟分析确定工作面留设煤柱的合理宽度为5 m,同时利用钻孔成像技术对巷道围岩裂隙变化情况进行分析,得出实煤体侧和煤柱侧巷道围岩松动圈范围分别为1.8～2.2 m、1.5～2.4 m,据此提出非对称性差异化支护方案。支护方案优化后,通过对巷道围岩顶底板及帮部位移量变化情况和岩层裂隙发育情况进行监测,监测结果巷道在采用优化后支护方式后,80%锚杆受力在20～60 kN;巷道两帮位移变化量在75～95 mm,巷道顶底板移近量在43～95 mm,巷道围岩裂隙发育大部分集中在距围岩表面深度1.1 m以内。应用结果表明:该支护方案能够有效控制沿空掘巷巷道围岩变形,为类似条件下巷道支护提供了较大的参考价值。     

串草圪旦煤矿末采煤柱宽度合理留设

在工作面开采的情况下,末采煤柱宽度的合理留设是保持巷道稳定的关键因素,合理的煤柱留设不仅可以有效提高煤炭资源的回收率,还可以维护大巷的稳定性。本文以串草圪旦煤矿6102工作面为研究对象,运用数值模拟和理论分析相结合的方式,对末采煤柱的留设尺寸进行研究,通过对煤柱进行极限平衡计算,确定合理的煤柱尺寸上下限在15.00～32.54 m之间,并结合数值模拟对末采煤柱宽度为30.0 m、25.0 m、22.5 m、20.0 m和15.0 m等5种方案的巷道围岩应力及塑性区分布状态进行研究,确定了末采煤柱宽度为23 m。此时工作面的超前支承应力对联络巷的影响较小,且煤柱内存在10 m左右的弹性核区,可保证煤柱的稳定性和阻止采空区内的瓦斯涌入联络巷内。研究成果成功应用于工程实践,为类似条件下煤柱留设提供了有益借鉴。     

深井沿空巷道合理位置确定及围岩控制技术

针对深井高地应力矿井煤柱应力大、巷道围岩变形严重及煤柱宽度大造成资源浪费等特点,以麦地掌煤业21214工作面为研究背景,通过地应力测试、钻孔应力测试了解工作面侧向应力峰值位置及大小。通过现场实测及分析得侧向应力峰值约为43MPa,且位于距巷帮约17m处。并运用理论计算、数值模拟,研究沿空掘巷围岩在掘采期间的变形破坏特征、合理窄煤柱尺寸的确定及沿空巷道的围岩控制。结果表明：煤柱宽度为6.5m时巷道围岩稳定性较好,掘进初期,围岩变形量及变形速率较大,后逐渐减小,掘进影响期为15天,回采期间由于小煤柱侧的支护强度大于工作面侧,小煤柱侧的变形量小于工作面侧的变形量,最大变形量分别为110mm和248mm,均在可控的范围内。