浅埋厚煤层综放工作面主回撤通道矿压规律研究与分析

浅埋深综采工作接近主回撤通道过程中,顶板压力大,巷道变形严重,影响综采设备回撤速度及工作面正常接替。通过不连沟煤矿F6201工作面末采阶段主回撤通道矿压监测,分析得出了巷道破坏变形、垛式支架压力分布等规律,提出工作面距主回撤通道8m～9m位置时,必须强化巷道支护,确保垛式支架的工作阻力保持在8 800kN以上,为进一步优化回撤巷道支护参数提供了理论和实践依据。     

上庄煤矿综采面收尾回撤巷道矿压规律研究

文章以上庄煤业综采工作面末采期间采用双排垛式支架支护回撤通道,完成工作面搬家倒面工况试验为背景,采用理论分析、工况现场监测等手段,监测巷道顶板、两帮围岩变形、矿山压力实时动态变化规律等情况,深入分析2.1 m煤厚煤层综采工作面末采收尾搬家倒面期间,采用双排垛式支架支护预掘回撤通道顶板,巷道围岩及其上覆岩层矿山压力显现变化规律。为预掘回撤通道巷道设计、支架参数优化、垛式支架选型以及垛架间排距优化设计提供依据。此次工况验证表明:基于双排垛式支架支护巷道围岩变形得到有效控制,将收尾搬家倒面工期缩短一半以上,为今后矿井综放工作面预掘回撤通道收尾搬家倒面提供方案与依据。     

综采工作面回撤通道切顶卸压技术实践

介绍了浅埋中厚煤层综采工作面回撤通道切顶卸压技术及改进的施工工艺。施工工序为:主回撤通道顶板恒阻锚索补强支护、布置矿压观测站、施工切顶爆破孔、爆破形成切缝线、单排垛式支架支护回撤通道。采用切顶卸压技术后,工作面回撤期间回撤通道矿压显现并不剧烈、垛式支架阻力变化及回撤通道顶底板移近量均能满足安全回撤要求。     

综采工作面回撤通道围岩控制技术研究

为控制某矿30405工作面回撤通道围岩变形,保证末采阶段的安全,通过分析回撤通道围岩变形规律,采取停采让压、对回撤通道采取垛式支架+锚网索复合支护,有效控制了回撤通道围岩变形,满足了工作面设备回撤的要求。     

破碎围岩预掘回撤通道围岩支护技术研究

30903综采工作面采用预掘回撤通道方式提高综采设备回撤效率,由于回撤通道顶板为泥岩,加之受区域构造影响,回撤通道顶板围岩破碎。为满足采面综采设备回撤需要,采用锚网索+注浆方式支护回撤通道围岩,提高回撤通道顶板稳定性;采用垛式液压支架提高顶板支护强度,避免超前支承压力作用下顶板下沉量增大或者垮落问题;同时末采期间采用让压、挂网等方式降低开采对回撤通道围岩控制的影响。现场应用后,回撤通道围岩变形量整体较小,可满足综采设备回采需要,取得了较好的围岩控制效果。     

综采工作面回撤通道围岩变形规律研究及其控制技术

为控制30450工作面回撤通道围岩明显变形的问题,采用理论研究及计算的方式,得出更加安全、可行的工作面停采让压位置,对回撤通道采取垛式支架+锚网索复合支护形式。根据巷道变形观测结果:回撤通道中帮部最大位移量为120mm,顶板最大下沉量为200mm,巷道断面满足回撤使用条件。     

大采高工作面末采期间矿压显现规律研究

预掘双通道综采设备回撤工艺作为榆神矿区主要综采设备回撤工艺,实现了综采设备的安全、高效回撤。但是目前大采高综采工作面末采期间回撤通道矿压显现规律能够参考的工业试验数据有限。因此,以红柳林煤矿15205综采工作面6.3 m大采高设备为研究背景,监测工作面回撤通道垛式支架压力、顶板下沉量以及围岩离层数据,发现在综采工作面末采阶段,垛式支架能够对顶板起到明显的支护效果,主回撤通道内片帮分布规律与顶板下沉规律基本一致,并且工作面分别在距离回撤通道42 m、14 m、9 m以及6.5 m时出现明显矿压显现变化。     

浅埋煤层综采工作面回撤通道顶板支护技术研究

针对回撤通道受采动影响巷道顶板稳定性差、变形大等问题，以内蒙古高家梁煤矿20117回撤通道为工程背景，提出回撤通道顶板补强支护方案，建立回撤通道锚固梁结构力学模型，通过理论计算分析了锚固梁结构的稳定性，并在20117回撤通道进行现场实践。结果表明：20117回撤巷道顶底板移近量较小，巷道相对比较稳定，优化后的锚(网)索、垛式支架联合支护方式对围岩起到了加固与强化作用，很好地控制了围岩变形，保证了工作面回撤安全。     

综采面回撤通道围岩变形及矿压显现观测研究

通过对张家峁煤矿N14201工作面末采阶段的围岩变形和矿压观测,得到了巷道变形、垛式支架工作阻力及矿压显现规律等数据,为该矿及同类条件矿井4-2煤工作面回撤通道的支护评价和参数优化提供了依据。     

破碎顶板预掘回撤通道支护技术实践

破碎顶板综采工作面采用预掘回撤通道进行支架回撤,当回采工作面与回撤通道贯通剩余50 m时,回撤通道安装垛式支架补强支护。通过现场监测表明,回撤通道在工作面回撤过程中顶板最大移近量为400 mm,未出现压架事故,实现了综采工作面支架安全快速顺利回撤。     

李雅庄矿易碎胀围岩变形规律研究

针对李雅庄矿2号煤层回采巷道围岩易碎胀弱稳定问题,进行了围岩变形规律的研究。研究表明:地质构造条件,巷道布置位置和采掘扰动是影响围岩变形的主要因素,围岩变形内表比呈先快速增加后缓慢减小趋势。建议支护过程中,应对地质构造带、底板进行特殊加固处理,选取长锚杆进行围岩控制,对巷道表面进行喷浆处理防止岩体碎胀弱化,同时底板采取排水措施。     

梯形断面掘进巷道围岩稳定性数值模拟

针对埋深和断面对巷道围岩破坏这一煤矿安全的关键问题,通过对掘进巷道围岩的理论建模,分析了不同埋深梯形掘进巷道的围岩应力场和位移的变化规律,结果表明:随着埋深增加,无锚杆支护的巷道两侧会受到很大的应力而发生变形直至破坏,而锚杆支护后,可以明显降低围岩周围的应力,且巷道位移较小,不产生破坏。煤矿巷道开挖后,应立即进行锚杆支护,可以十分有效的控制巷道两侧围岩以及顶板和底板的变形,从而使巷道处于安全状态。     

强力锚杆锚索在巷道支护的研究及应用

在掘进过程中运用动态信息设计法中日常测量反映的信息对巷道支护进行变更,使设计在安全有效的基础上达到支护费用的最低,施工工艺的简单。采用该种支护提高了破碎围岩的残余强度及抗变形能力,使锚固体实现既能让压、释放围岩变形能量,又能保持自身稳定、支撑外部围岩,使锚杆支护既有必要的锚固力,还有一定的让压性能,有效地控制围岩变形,实现动压巷道围岩稳定。     

深井软岩巷道峰后特性支护技术研究

随着开采深度增加,巷道围岩趋于体现软岩的特征,因此深井软岩巷道支护的研究对指导现场施工具有重要意义。在现场实测的基础上,采用数据分析和理论依据相结合,对深井软岩巷道支护技术进行研究,结果表明,对于软岩巷道支护要充分发挥其软的特征,允许围岩进入塑性状态,发挥围岩自身的承载能力。在实测的基础上选择最佳二次支护时间,控制其二次变形量,在实践中取得了显著的经济效果。     

深部高应力巷道围岩预留变形控制技术

采用理论分析、数值计算、现场试验等手段,研究了支护阻力对深部高应力巷道围岩变形与塑性区的影响,提出了支护结构应满足围岩大变形的协调支护原则。研究结果表明:在现有支护条件下,支护阻力对深部高应力巷道围岩变形、塑性区影响十分有限,深部高应力巷道围岩总是存在一部分变形量依靠现有支护水平无法控制,将此部分围岩变形量称之为巷道围岩的"给定变形",并且这种"给定变形"随着开采深度的增加而增大;因此,对于深部高应力巷道围岩变形控制,可在巷道掘进时预留一定的变形空间,并要求支护结构应能够适应巷道围岩的大变形,以维持围岩的完整性,同时保障支护结构本身能够持续不断提供支护阻力而又不出现断裂失效。工程实践结果表明:考虑预留变形并采用"锚杆+自动让压桁架锚索"为主体,锚索加固为辅助的综合控制技术可较好的控制巷道围岩的稳定性,保障了巷道服务期间的安全使用。     

深部软岩巷道高预应力增阻大变形锚杆研究及工程应用

为解决深部软岩巷道大变形、返修率高等问题,在前人研究基础上研发了一种新型高预应力增阻大变形锚杆,该新型锚杆主要由托盘、夹片、杆体1、杆体2、连接套、锥形套、滑移套管等组成,可以施加不低于120 kN的高预应力,让压点可控为180~240 kN,变形量可在150~1 000 mm内灵活调节,锚杆的破断力可达到350 kN左右,且在变形的过程当中能保持较高的渐增支护阻力;室内静力拉伸特性试验结果表明,该新型锚杆与传统锚杆相比,具有“先抗后让再抗,防断增阻”的优良特性;为进一步研究新型锚杆的力学支护机理,在建立该锚杆杆体轴向力学特性曲线的基础上,采用Fish 语言编程对FLAC3D数值模拟软件CABLE单元进行了相应二次开发,数值试验获得的试验结果与室内试验结果基本完全一致,高精度模拟了大变形锚杆的轴向拉伸力学行为;典型深部大变形软岩巷道-金阳煤矿-500 m疏水巷变形机制研究表明,围岩强度低、地应力高以及锚杆初始预应力低是导致其变形的主要因素,采用传统等强螺纹钢锚杆支护已经无法解决三者之间的突出矛盾,必须设法加强支护强度降低围岩的变形速率,同时提高支护构件适应围岩大变形的能力,才能保持巷道围岩的稳定;为验证该新型锚杆的支护效果,提出了以该新型高预应力增阻大变形锚杆为核心的新“锚网喷”支护技术,数值模拟及现场监测结果表明,该支护方案可有效提高锚杆受力状态,降低围岩变形量,与原支护方案相比,围岩最终变形量减少了近60%,取得了良好的支护效果,具有重要的推广应用价值。     

基于内外承载结构的软岩巷道围岩控制技术研究

为解决采动影响下赵固二矿14030回风巷软岩巷道围岩变形显著问题,采用钻孔窥视仪探测了围岩变形破坏规律,针对采动软岩巷道围岩破坏特征提出了控制对策,提出了软岩巷道主动式围岩加固控制技术,针对巷道参数设计了注浆锚索加强支护方案,并通过现场监测验证围岩变形控制效果。研究结果表明：随着扰动程度加深,浅部围岩的松散破碎范围不断扩大,难以形成有效的承载结构,深部围岩离层裂隙发育高度进一步增高;以提升浅部围岩的承载能力为出发点,通过增强内承载结构的支护强度及围岩自身抗扰动能力,可发挥出内外承载结构和支护体共同的围岩变形控制作用;在锚索力学性能允许承受载荷范围内,适当提高预紧力及加长注浆锚索长度可改善巷道围岩变形控制效果。     

深井软岩巷道围岩变形特征及支护参数的确定

根据马路坪矿巷道围岩主要物理、力学性质的实验室测试以及现场围岩变形的监测结果,探讨了深部软岩巷道围岩变形破坏特征.借助FLAC^3D进行数值模拟计算,分析了巷道开挖后和原支护形式下围岩破碎区、塑性区范围和应力位移分布状况;并通过数值模拟优化了支护参数,确定了二次支护时间,提出了用短锚杆或铆钉取代管缝式锚杆挂网、采用底角锚杆对巷道底板进行加固的技术方案.工业试验结果表明,该方案对深部巷道围岩变形的控制效果良好.     

南方复杂条件下的薄煤层开采巷道围岩支护问题及对策

针对复杂地质条件下南方薄煤层开采巷道出现的大变形与控制等问题,开展了一系列现场调查、理论分析和试验等研究。首先,分析了南方煤层地质条件、巷道变形特点和支护中存在的突出问题,同时进行了大量巷道变形的现场调研;然后,研究了薄煤层巷道变形破坏的影响因素和作用机理,主要体现在泥质岩类的物化膨胀与裂隙扩容、半煤岩巷道接触面滑移、水平构造应力挤压、工程扰动偏应力影响和高瓦斯孔隙压力弱化作用等;最后,阐明了复杂条件下薄煤层开采巷道的控制原理,强调应重视发挥巷道深部稳定岩体的承载能力,增强巷道围岩侧向支护作用,实现高阻让压和改善巷道围岩的整体力学强度等。提出了高强度自动让压桁架锚索支护系统和叠加拱“长、短”密集锚索支护技术,并分别进行了软弱半煤岩巷道的返修控制和松散煤岩体巷道支护技术的现场试验研究。监测表明,支护后的巷道围岩变形量都在可控范围之内,满足生产要求。