复杂采动条件下煤矿巷道围岩稳定性研究

依据济宁三号煤矿的地质条件和资料,采用有限元数值模拟软件FLAC3D模拟了183下05工作面胶带运输平巷先沿底板掘进,183上07工作面后回采;183下05工作面胶带运输平巷先沿顶板掘进,183上07工作面后回采;183上07工作面先回采,183下05工作面胶带运输平巷沿顶板掘进3种不同的183下05工作面胶带运输平巷布置层位与183上07工作面之间的采掘关系方案,得到了不同采动条件下的巷道围岩应力应变情况。结果表明,方案二胶带运输平巷沿顶板掘进巷道两帮垂直应力和水平应力与方案一相比基本一致,两帮位移量出现一定程度的降低,但是底板底鼓量显著增大。方案三巷道两帮的垂直应力明显大于方案一,顶板下沉和巷道底鼓量均明显增大,两帮最大变形量与方案一区别不大。     

近距离煤层群下层煤回采巷道合理布置研究

近距离煤层下行开采时,下层煤回采巷道的位置至关重要。针对106煤矿7#煤回采巷道的布置问题,通过数值模拟和理论分析研究得出:当考虑11采区上山与7#煤回采巷道连接时,7#煤层11701工作面回采巷道应采用垂直布置;当考虑6#煤层采动影响时,11701工作面的回采巷道应采用内错布置,11701的运输平巷由11601运输平巷向内平移15 m,11703的回风平巷由11603回风平巷向内平移25 m。     

无煤柱沿空掘巷在高瓦斯突出煤层的应用

平煤股份十一矿主采的己组煤层为高瓦斯突出煤层,目前已进入深部开采的己二采区情况更为严重.回采巷道布置原采用跳采,现为顺序开采.工作面回风巷采用留4～5 m宽的小煤柱沿空掘巷,但在掘进过程中仍有煤与瓦斯突出征兆,需要进行防突,采掘接替紧张.通过对小煤柱和无煤柱沿空掘巷巷道的矿压分析,提出采空区下无煤柱掘巷布置方式,并成功实施,实现了回采巷道快速、安全、高效掘进.     

采空区下近距离特厚煤层回采巷道失稳机理及其控制

采空区下近距离煤层开采时,下层煤回采巷道将受到上煤层采空区遗留煤柱、本煤层相邻工作面动压的影响,针对孙家沟煤矿特厚煤层放顶煤工作面13311回风巷严重的冒顶、两帮内挤和底臌等变形破坏现象,采用现场实测、理论分析及数值模拟等研究方法,探讨了回采巷道失稳机理及主要影响因素。研究表明,13311回风巷变形失稳主要影响因素为迎邻近工作面回采动压掘进、巷道布置方式和巷道支护参数不合理。与上层煤回采巷道垂直布置、巷道支护强度低且迎采动掘进时,下层煤回采巷道容易失稳。为改善13313回风巷围岩稳定性,有效控制巷道变形,根据试验巷道围岩物理力学性质及受力特征,研究提出了有针对性的解决方案:首先改进巷道布置方式,将下煤层回采巷道布置在采空区下,且应距离上煤层采空区遗留煤柱不小于20 m;其次增大护巷煤柱宽度,把区段护巷煤柱宽度增加到20 m以上,减少迎采动掘进动压的影响;最后,采用高预应力全锚索加强支护,提高锚杆锚固段的整体性及其承载能力。据此,在13313回风巷进行了工业性试验并进行了巷道矿压观测,结果表明:经受相邻13311工作面回采动压影响后,区段煤柱整体完整,具有良好的承载性能;锚索受力达到了250～300 kN,约为其破断力的50%,锚索受力增长平稳,较好地控制了巷道离层和围岩变形;13313回风巷顶底板移近量为400 mm左右,两帮移近量为300 mm左右,巷道围岩变形量得到了有效控制,保证了巷道的整体稳定性,取得了良好的支护效果。但是,采用该种巷道布置方式,下层13号煤层13313工作面回采时,因工作面上方11号煤层区段煤柱集中应力的影响,对其顶板和煤壁管理提出了更高的要求,需引起高度重视。     

采动影响下巷道围岩变化特征研究

应用FALC~(3D)数值模拟软件,对凤凰山矿15号煤层区段平巷道围岩变形特征进行了模拟研究,分析了区段平巷在掘进、上区段及下区段工作面回采过程中,上下区段平巷围岩变形特征,对于合理布置15号煤层区段巷道和选择有关参数具有指导意义。     

采空区下近距离煤层巷道变形机制分析

针对采空区下近距离煤层巷道在掘进期间变形严重和难支护现状,考虑了开采技术和地质岩性等因素,采用理论分析与现场实测的方法对采空区下近距离煤层布置巷道的位置和应力分布状态进行了总结,分析了巷道围岩变形机制,为采空区下近距离煤层巷道支护工艺及安全开采提供借鉴。     

近距离煤层回采巷道合理布置研究

为解决近距离煤层联合开采下位煤层回采巷道的合理布置难题,结合某煤矿31101工作面和11201工作面实际情况,建立巷道围岩稳定性分析的二维数值计算模型,详细模拟分析了31101工作面开采后底板垂直应力分布规律及11201工作面回采巷道处于不同位置时的巷道围岩位移分布规律。分析结果表明:11201轨道平巷应内错31101工作面35 m左右布置,11201运输平巷应外错31101工作面70 m左右布置时,不仅能够使巷道所处应力环境较为有利,而且巷道围岩变形较为对称,避免支架承载过程中处于偏载状态,影响支架承载性能。     

急倾斜煤层回采巷道矿压显现规律研究

基于四川某煤矿急倾斜煤层综采工作面回采巷道条件,结合巷道内支柱支护阻力以及巷道变形量的观测结果,分析了急倾斜煤层回采巷道的变形特征。得出以下结论：回风平巷围岩变形量比运输平巷围岩变形量大;围岩变形量随距工作面距离的减小而增加。     

极近距离下位煤层开采巷道布置优化和支护技术研究

为解决四台矿11#煤层采空区下12#煤层8215工作面回采巷道的布置和支护问题,通过数值模拟及理论分析,设计采用锚杆架棚联合支护对采空区下的12#煤层8215运输顺槽进行支护。围岩位移监测结果表明巷道围岩变形量有效控制在合理的范围内。     

减压区开拓巷道布置方式研究与应用

通过优化开拓巷道的设计,即提前开采巷道上方保护煤柱,促使开拓大巷布置在工作面回采后的采空区应力降低区内,以使巷道提前减压,从而降低巷道的变形破坏。巷道减压开采方式提高了矿井煤炭回收率、减少巷道维护量、矿井经济效益得到增加。     

采空区侧及空巷区掘进巷道围岩控制方案分析

为解决回采巷道在采空区侧及空巷区掘进时,围岩松散破碎,变形量大,顶板岩石随掘随冒,巷道支护困难等问题,以3109运输顺槽为例,通过技术研究,提出了回采巷道空巷冒落区地段的支护方案,较好地解决了巷道过空巷区的安全问题。     

辛安煤矿近距离煤层回采巷道合理位置确定

为确定近距离煤层开采下层煤回采巷道布置问题,以辛安煤矿1102工作面为工程背景,采用滑移线场理论对上位9^#煤层开采后底板岩体的最大破坏深度进行了力学分析计算,同时结合弹性力学理论绘制了9^#煤层遗留煤柱下方岩体内应力等值线图,并通过数值模拟方法对下位11^#煤层回采巷道的应力和位移分布特征进行了对比分析,确定了11^#煤层回采巷道的合理布置位置为外错煤柱中心20 m。通过现场对1102工作面运输顺槽顶板及两帮的变形量进行跟踪观测,巷道在开始掘进到回采前,顶板最大位移为113 mm,两帮最大位移为81 mm。观测结果表明,该巷道布置位置合理,巷道支护效果较好,矿山压力显现较缓和,可为类似条件下的巷道布置提供一定的参考。     

积水采空区下近距离巷道探放水掘进施工技术

近距离煤层的分层工作面基本成重叠布置,分层开采的上层采空区积水对下层煤工作面掘进及回采存在严重的水患威胁。针对存在采空区积水的下层煤深部工作面掘进探放水施工技术作了较详细论述,对同类型条件下的掘进施工有较强的指导意义。     

巷道过采空区超前预注浆及围岩控制技术

整合矿井回采巷道掘进时容易揭露小煤窑采空区,采空区内岩体松散、不稳定,巷道掘进面临冒顶、围岩变形量大甚至失稳等问题,制约矿井巷道正常掘进.文章以5503运输巷掘进过采空区为工程实例,提出综合使用超前注浆加固、架棚以及锚杆索支护方式控制围岩,具体措施为:以安固儿KDG为注浆材料对巷道迎头进行超前注浆加固,实现掘进外轮廓线...     

城山煤矿回采巷道支承压力观测分析

为研究综采工作面超前支承压力分布规律特征,采用巷道变形量观测和支柱载荷应力测量法,对城山煤矿145工作面回风平巷和运输平巷进行一系列观测分析。结果表明:巷道松动圈的范围在0.6~1.4 m;支承压力显现剧烈阶段为工作面前方10 m范围。提出了类似回采巷道掘进时和回采时超前支护的相对合理的支护方式,为相似巷道围岩支护提供了可靠依据。     

利用煤矸渣砼实施沿空留巷技术

沿空留巷又称沿空护巷,是指区段运输平巷采用单巷布置,随回采工作面推进,在紧靠平巷上帮处砌4～6m宽的防护带,或利用木垛或密集支柱代替矸石带,加强平巷的支护,以保留上区段的运输平巷作下区段回采时的回风平巷用。在煤矿K开采过程中,由于多种原因留下许多煤柱而不能采出。煤柱中数量最大的损失就是各类巷道的保护煤柱,尤其是采区中的采、准护巷煤柱。随着开采深度的增加,煤柱宽度将越来越大。为提高回采率,减少资源损失,降低开采系统掘进率,缓和采、掘衔接关系,因此探讨沿空留巷技术在中厚煤层中的应用具有重要的现实意义。     

81220工作面回采巷道布置位置及围岩控制技术研究

为保障81220工作面回采巷道稳定,通过数值模拟+理论分析进行巷道布置位置的分析,确定巷道合理布置位置为内错上覆采空区6 m。结合巷道地质条件,确定采用锚网索+W型钢带的支护方案。围岩变形及锚杆(索)受力状态的分析结果表明:支护方案实施后,巷道掘进期间围岩变形量较小,锚杆(索)受力均正常,保障了巷道围岩的稳定。     

近距离煤层下分层大断面切巷支护技术研究

针对金达煤矿近距离煤层上部9号煤层被不规则房柱开采破坏导致下部煤层支护困难的问题,采用数值模拟分析对比了上部煤层长壁开采和房柱开采后煤柱对下部煤层巷道影响,提出了"二次成巷、强力快支"的巷道掘进支护技术。井下矿压监测结果表明,一切巷掘进完成后顶板下沉量在70mm左右,二切巷掘进时一切巷顶板受掘进扰动,下沉量再次增加,最终在95mm时保持稳定;回采侧帮变形量在约40mm时保持稳定,回采侧帮变形量很小;采空区侧帮变形量低于回采侧帮,帮部变形量约33mm,可见,该支护方案能保证切巷安全使用。     

挖金湾煤矿煤柱工作面巷道布置及支护技术应用研究

为解决挖金湾煤业大巷保护煤柱回收工作面巷道布置和支护问题,设计采用“锚网索梁”联合支护方式。结果表明,回风平巷侧小煤柱合理宽度为5m,运输平巷侧保护煤柱合理宽度为30m,顶板下沉量最大为125mm,底板底鼓量最大为28mm,窄煤柱帮最大位移量约为123mm,回采帮最大位移量约为180mm,巷道断面能够满足掘进和工作面回采的要求。     

易自燃煤层综放开采采准巷道支护技术研究

采准巷道支护问题一直是矿井研究的课题之一。结合耿村煤矿易自燃煤层的开采条件，提出了控制、减小采区上山巷道变形的具体措施；研究指出易自燃煤层综放开采回采平巷变形破坏的主要原因是：上方小煤矿开采后造成底部回采平巷积水，国岩软化后巷内基本支架钻底，支架工作阻力低。认为应将全煤回采平巷布置在煤层底板煤矸互叠层上方，并采用加强支护措施，以保证巷道的正常使用。研究成果已在耿村煤矿综放开采中得到了推广实施，取得了预期效果。