91208巷沿空留巷顶板控制实践

介绍了晋城古书院矿在91304工作面回风巷应用高水速凝材料进行沿空留巷试验情况,并对沿空留巷的支护技术措施和矿压显现进行了详实叙述,总结了沿空留巷实践中的几点体会。     

沿空留巷坚硬顶板关键块稳定性研究

为了减小沿空留巷巷道的变形量,确定巷旁充填体支护阻力大小,通过理论计算确定关键块的长度和沿空留巷时支柱所需的切顶阻力。采用数值模拟软件建立关键块顶板的力学模型,分析巷道围岩变形及应力分布特征,分析应力变化与关键块断裂存在的关系。结果表明:根据煤矿的坚硬顶板条件以及大结构中关键块的断裂位置及特征,选择0.6 MPa的支护切顶阻力在控制巷道变形量方面效果明显。     

沿空留巷顶板下沉变形规律及补强支护控制机理

以大同某矿12~#_-2层307盘区2714巷为工程背景,利用RS2二维有限元数值模拟软件对受切顶动压影响的巷道顶板的变形规律及应力分布特征进行数值模拟分析。通过对顶板应力和下沉变形位移量的变化分析来评价在原支护基础上补强支护锚索、锚杆对顶板变形的控制效果。工程实践和数值模拟结果表明：巷道顶板受切顶动压影响剧烈,原支护控制效果减弱甚至失效,需施加高预应力锚杆、锚索对顶板进行补强支护以保证巷道顶板和上覆岩层的稳定性。利用数值模拟方法可有效模拟并分析巷道顶板受切顶动压影响的变形特征和顶板补强支护的控制效果。     

沿空留巷围岩控制技术研究

分析沿空留巷顶板破断垮落特征,建立了巷旁充填沿空留巷的力学模型,提出了巷旁支护体主要参数的确定方法。分析沿空留巷巷内支护特点,介绍沿空留巷锚杆支护技术,并将研究结果应用于工程实践。     

锚杆支护巷旁充填沿空留巷技术研究

研究了锚杆支护巷道沿空留巷的支护与围岩相互作用关系，尤其是巷内锚杆支护对沿空留巷顶板及煤帮的作用机理，为沿空留巷围岩控制提供理论依据。结合工程实例，介绍成功应用锚杆支护、沿空留巷的工程实践。     

岩浆岩顶板沿空留巷技术工程应用

卧龙湖煤矿首采103面顶板受岩浆岩侵入,顶板较坚硬。为提高回采率,对倾斜长壁回采巷道采用沿空留巷,并采取针对性加固方案对回采巷道及充填墙体顶板进行加固,在巷道内超前和滞后工作面段布置测点,进行表面位移观测。结果表明,两巷留巷效果良好,解决了矿井采掘接替紧张的问题,实现了无煤柱开采。     

基于结构力学的沿空留巷顶板变形控制原理研究与应用

为了进一步研究沿空留巷顶板变形控制原理,基于悬臂梁结构力学模型,给出了卸压支护条件下顶板固定端弯矩及自由端扰度计算公式。根据公式可知：固定端弯矩与悬臂梁长度的2次方呈正比,末端挠度与悬臂梁长度的4次方呈正比,通过切顶缩短悬臂梁长度,可以几何级降低悬臂梁弯矩及挠度;加密加强锚索支护,将顶板叠合梁串连形成组合梁,大幅增加了顶板整体性和抗弯能力;悬臂梁自由端加载支撑力,可以线性降低悬臂梁固定端弯矩及自由端挠度,自由端挠度为0时,支撑力需达到2～3倍单位面积地压力。根据公式可总结沿空留巷顶板变形控制三原理及对应的顶板变形控制三要素。采用FLAC7.0软件对6种工况进行了模拟计算,切顶卸压与墙体联合留巷并适当让压取得了最佳效果,切顶、巷旁墙体支撑分别对于降低顶板变形起到40%、50%的作用。进行了切顶卸压与柔模墙联合沿空留巷工业性试验,留巷一次回采断面收缩率19%,留巷二次回采无返修,留巷效果良好。     

石灰岩顶板沿空留巷支护技术

为深入研究石灰岩顶板条件下沿空留巷技术,针对石灰岩顶板具有悬顶大和缓慢下沉的特点,建立了沿空留巷切顶力学模型,定量设计了锚索与单体支柱联合切顶支护参数.实践表明,该支护方式能够有效保证石灰岩顶板沿空留巷切顶与支护,效果十分明显.     

沿空留巷顶板下沉量计算及分析

基于支架-围岩整体力学模型,利用位移变分原理研究了沿空留巷时基本顶在给定变形下直接顶的受力、变形情况,探讨了顶板下沉量与巷内、巷旁支护阻力、直接顶厚度、巷道宽度及充填体宽度之间的相互关系.结果表明:巷内支护阻力对顶板下沉量几乎没有影响;顶板下沉量随巷旁支护阻力的增大而减小;直接顶厚度在2.5 m以内时,顶板下沉量变化不大;而直接顶厚度大于2.5 m时,顶板下沉量随直接顶厚度的增加而显著减少;巷道顶板下沉量随巷道宽度的增加而加大;巷道顶板下沉量随充填体宽度的增大而增大.     

采场坚硬顶板沿空巷旁柔性充填留巷试验研究

为了实现坚硬直接顶板条件下沿空巷旁柔性充填体(充填矸石)承载留巷,试验得到了袋装矸石体的单轴压缩特征,结合建立的留巷巷旁侧向覆岩结构模型,定量计算了覆岩运动对巷旁充填体的静载荷;采用动力学的方法研究了顶板结构模型的动力效应,定量计算了动载荷,由此设计充填宽度为2 m时,充填体静载荷为816 kN/m,灰岩在煤壁附近断裂时的动载荷为257.3kN/m,柔性充填体能够满足覆岩静、动载荷支护要求.     

沿空留巷顶板冒顶分析及预防

以朱集东矿1122(1)工作面上顺槽沿空留巷巷道冒顶控制为背景,对沿空留巷复杂条件下破碎带、断层及裂隙发育等异常区域巷道顶板破坏特征和顶板冒顶失稳机理进行分析。根据分析提出了预防顶板冒落措施,为沿空留巷安全生产提供保障。     

两种沿空留巷技术的对比试验研究

为了缓解林华矿采掘接替困难的现象,在林华矿20916工作面进行2种沿空留巷技术的应用研究。结果表明,采用高水材料充填和切顶卸压技术均能取得良好的留巷效果,2种工艺在应用方面各有其适用性,在采用沿空留巷时均值得推广。     

采场顶板控制理论在沿空留巷中的应用

由于沿空留巷与采场在顶板控制方面存在一定的相似性,将沿空留巷看成是一个小范围的采场,从而将采场顶板控制理论应用到了沿空留巷支护领域,研究了沿空留巷支护体的"给定变形"和"限定变形"2种工作状态。通过对沿空留巷支撑体系进行详细的力学分析,建立了支撑体系力学方程,得出了沿空留巷顶板下沉量和巷旁支护充填体压缩量,从而限定了支护体的有效作用条件。通过对工程实例进行理论验证和现场实测,证明了采场顶板控制理论在沿空留巷中应用的可行性,研究结果一定的指导意义。     

沿空留巷顶板离层力学模型与机理

为研究沿空留巷顶板离层的变化规律,根据留巷顶板离层演化机制,基于弹性梁弯曲理论,建立沿空留巷顶板离层力学模型。由叠加法原理确定了模型最终的挠度方程解析式,基于此模型确定了锚固区内外顶板离层量的计算方法,根据相关参数求出离层值,进一步确定了顶板离层量为0时有效的锚固荷载。以某矿1205工作面沿空留巷作为模型的算例,结果表明:在没有锚固载荷的作用下最大的离层值为38 mm,以及顶板离层值为0时锚固荷载为2.3 MPa,并结合理论分析与现场情况提出了有效的支护方案。     

综放面沿空留巷围岩控制技术及矿压显现特征研究

为提高煤炭资源回收率,降低回采巷道掘进率,增加工作面顺层钻孔瓦斯的抽采时间,唐安煤矿在3313综放工作面轨道顺槽实施沿空留巷技术.3313工作面轨道巷顶板基本支护方式为锚网支护,加强支护方式为快速承载预应力锚索,留巷前后顶板支护分为一级支护与二级支护,并设计研究了巷旁支护参数和切顶参数.对综放开采条件下3313工作面轨...     

巷内预充填沿空留巷数值模拟研究

为减少煤层开采区段煤柱损失,结合煤矿现场的实际条件采用巷内预充填沿空留巷技术,揭示巷内预充填沿空留巷围岩力学特点,并通过数值模拟方法提出3种充填方案,对留巷巷道围岩位移及影响围岩稳定的剪切应力进行分析,得出沿空留巷最大剪切应力集中在留巷巷道上方,充填体强度不易过大,应具有一定的柔性特征等结论。最终通过3种模拟方案对比,确定了充填宽度2 m、充填强度20 MPa的充填方案。     

综放沿空留巷充填工艺设计实例分析

介绍了厚煤层综放沿空留巷充填体工艺设计的方法，并结合实例进行了效果分析，提出综放沿空留巷技术的成功实施关键在于巷旁充填支护的效果。