高水平应力跨采巷道围岩控制技术

为了提高受高水平应力和采动影响巷道围岩的稳定性,利用相似材料模拟试验方法研究了采用不同支护方式的巷道,在不同水平载荷下的变形破坏特征。然后运用FLAC3D数值模拟软件,研究受上方工作面回采影响的巷道在不同支护方式下,工作面推进至距巷道中线不同位置时,巷道围岩位移的变化规律。结果表明,锚网索喷+注浆支护能显著减小顶板下沉量和提高围岩自承能力。     

工作面末采期间煤层大巷群围岩控制技术研究

N2105工作面末采期间所形成的超前支承应力和采空区上方覆岩运移所形成的动载扰动均会对停采线前方的煤层大巷群造成影响,基于此工程采用UDEC^3D离散元软件模拟分析揭示了对顶板内厚硬关键层进行充分致裂后,煤柱体内所承载的垂直应力在“双峰值”位置处降幅分别为21.1%和16.0%.同时采用COMSOL Multiphysics数值仿真软件模拟确定了1号回风大巷围岩注浆加固的最佳的水灰质量比和压力值分别为1.5∶1和1.0 MPa.在1号回风大巷内实施工业性应用后的60 d内,围岩顶底板和两帮收敛率分别为3.3%和1.4%,煤层大巷围岩控制效果良好。     

缓倾斜煤层迎采巷道围岩控制技术研究

为有效解决缓倾斜煤层迎采动掘进巷道围岩控制难题,以某矿缓倾斜煤矿开采为工程背景,分析了巷道顶板岩层破断特征及其围岩应力分布特征。结果表明,巷道顶板岩层浅部主要为水平裂隙,深部主要为垂直裂隙,距孔口10～14 m内,超前工作面受采动影响更为剧烈;当3205回风顺槽超前工作面10 m至滞后工作面15 m时,巷道所受应力最高可达19.8 MPa,是最主要的应力影响区,应对迎采巷道加强支护。据此提出了适应现场巷道围岩条件、安全可靠的“锚杆+锚索+钢筋梯子梁”联合支护方法。通过现场实践,3205回风顺槽加强支护后,锚杆受力最大值为设计锚固力的70%,顶板垂直位移减小了67.6%,巷道围岩控制效果显著。     

骑跨采动压巷道围岩稳定性数值模拟研究

当煤层工作面推进方向与底板岩石大巷走向一致时,大巷围岩将长期受上部煤层回采时的采动影响.相对于其它跨采巷道,骑跨采巷道围岩的应力与变形相对较复杂.借助弹塑性理论,运用岩土数值模拟软件FLAC3D,分析骑跨采巷道围岩的应力、变形、塑性区分布的一般特征.可为骑跨采动压巷道的修复及加固设计提供理论依据.     

跨采巷道围岩应力分布特征数值模拟研究

我国近距离煤层和厚煤层群赋存所占比重较大,造成很多大巷布置在煤层底板岩石或围岩较稳定的下部中厚煤层中,形成了许多不同类型的近距离跨采巷道。在上方回采工作面影响下,巷道围岩弱面进一步发育,微裂隙进一步扩张,使得围岩的强度和稳定性进一步降低。针对受上方工作面回采影响的锚网索喷+U型钢支护巷道变形比较严重的问题,通过FLAC3D数值模拟软件对该巷道围岩的应力分布特征进行了研究。结果表明,工作面推进至距巷道中线0 m时,顶板和底板应力集中区范围最大,峰值应力为30 MPa。为维护其稳定,应提前对该巷道进行加强支护。     

跨采巷道围岩加固控制技术研究

 基于跨采巷道变形剧烈、围岩难以控制的技术难点,结合淮北矿业集团杨庄煤矿WIII5110工作面跨采影响巷道的工程实践背景,分析了巷道破坏的原因,得出原有支护方式不足以承受跨采的剧烈影响,针对巷道工程地质特点,通过理论分析优化了巷道加固方案参数,采用高强度锚杆、锚索支护系统,运用锚网喷索+滞后注浆支护关键技术,对巷道进行了有效加固。工业性试验达到预期效果,巷道顶底板最大移近量为73mm,两帮最大移近量为38mm,经受跨采后巷道形状完好,保证了矿井的正常安全生产。     

近距离煤层跨采巷道围岩支护技术研究

近距离煤层上部煤层开采对下部煤层已有回采巷道的影响十分剧烈,当上部煤层与下部煤层回采巷道重叠时,下部煤层回采巷道的维护尤其困难。针对付村矿209孤岛工作面回采巷道重叠的特殊情况,通过理论分析与UDEC数值模拟计算,提出了合理控制下部煤层巷道围岩的空间斜拉锚索支护方案,并成功应用于修复巷道。     

近距离跨采巷道围岩控制技术研究

某矿Ⅱ4采区主采8煤和10煤,该采区准备巷道布置在10煤底板岩层中,底板巷道在同一区段需经受至少2次工作面跨采影响,巷道变形极为强烈。分析了现有支护方式及巷道变形破坏的原因,数值模拟结果表明:采用小孔径预应力锚索进行结构补偿,在围岩浅部形成稳定的共同承载体,能够有效的控制巷道变形。现场工业性试验结果表明:实行棚索耦合+底板锚网索支护后,巷道围岩变形得到有效控制,支护效果良好。     

厚煤层群底板跨采巷道围岩变形机理分析

底板跨采巷道的支护问题一直是巷道支护的难题之一,在该过程中底板巷道不仅承受回采区段侧煤柱内形成的高支承压力,而且承受工作面开采的强烈动压影响.尤其厚煤层群工作面逐一跨采时,底板巷道变形更加强烈.针对某矿轨道上山实际地质采矿条件.运用数值模拟软件详细分析跨采巷道处于不同位置时巷道围岩应力分布状况和变形特征.     

深井跨采巷道围岩应力分布及变形规律模拟研究

基于煤矿跨采过程中存在的工作面矿压显现加剧、巷道围岩难于控制等现实问题,结合具体工程条件,应用FLAC数值模拟软件对上方工作面开采过程中的巷道围岩应力分布特点及围岩变形移动规律进行了模拟研究,得出了工作面前方移动支承压力在底板的传播引起底板岩层处于应力升高区,位于该区内的底板巷道,随着工作面的推进,巷道依次处于原岩应力区、应力升高区、卸压区和卸压稳定区,且在工作面距离跨采巷道前后50 m范围内,应力集中程度较强。在跨采期间,巷道的主要变形发生在工作面跨巷道的时间段,2帮应力集中程度强于顶底板,并引起巷道一定程度的变形。     

碎胀煤层复用留巷支护技术

通过现场调研和钻孔窥视等方法,分析受掘进扰动和采动影响时煤柱体的变化及裂隙张开、扩容变形情况;研究围岩结构对巷道围岩变形和稳定性的影响;同时借助数值计算软件,分析围岩强度和结构与围岩变形的关系,提出成庄矿5306工作面受多次采动影响下的碎胀煤层留巷巷道支护设计方案,并成功应用现场生产实践,取得了显著的支护效果。     

厚煤层综放开采技术的动压控制机理

鉴于冲击地压对深部厚煤层工作面安全高效生产具有严重的影响性,采用RFPA2D数值模拟软件研究综放工作面采场周围支承压力的分布规律,分析综放开采对于有冲击危险性厚煤层的动压控制机理。研究表明,对于具有冲击危险性的厚煤层采用综放开采是有利于冲击地压防治的[1],在采用放顶煤开采方法时形成的"高位结构"改变了支承压力在煤层上的分布形态,支承压力的范围明显扩大,从而达到对采场周围动压显现的控制目的。     

大倾角松软煤层综放面矿压规律及控制

针对五阳煤矿5102工作面倾角大、煤层松软、煤层起伏大、综放开采的条件,利用UDEC数值模拟软件分别通过沿工作面走向和倾向剖面建立模型,对顶板（煤）、底板的位移和应力变化进行了研究．结果表明：5102工作面在开采过程中,上部端头的空顶距将增加,工作面中、下部的片帮、冒顶现象加剧,必须加以控制才能防止事故的发生．通过加固煤壁、优化推进方式和提高推进速度等技术措施进行控制,该工作面26d共安全出煤4．5万t,取得了良好的技术经济效果．     

近距离煤层群上行开采薄煤层覆岩移动规律研究

为了安全有效的上行开采遗弃的煤炭资源,根据汾西张家庄煤矿煤层赋存条件及开采现状,通过理论分析及UDEC离散元数值软件模拟研究了10#煤层、9#薄煤层分别开采时上覆岩层破坏和移动规律。对比分析了泥岩和石灰岩2种典型岩性结构覆岩运动变形规律。通过监测煤层开采过程中覆岩随开挖时步位移变化,得出泥岩岩性结构覆岩开采稳定时间要短于石灰岩岩性结构覆岩,与现场情况一致。     

大倾角松软煤层综放面矿压规律及控制

针对五阳煤矿5102工作面倾角大、煤层松软、煤层起伏大、综放开采的条件,利用UDEC数值模拟软件分别通过沿工作面走向和倾向剖面建立模型,对顶板（煤）、底板的位移和应力变化进行了研究．结果表明：5102工作面在开采过程中,上部端头的空顶距将增加,工作面中、下部的片帮、冒顶现象加剧,必须加以控制才能防止事故的发生．通过加固煤壁、优化推进方式和提高推进速度等技术措施进行控制,该工作面26d共安全出煤4．5万t,取得了良好的技术经济效果．     

强动压巷道围岩变形规律及分段控制技术研究

为解决某矿单翼开采工作面采掘接替紧张的难题,提出迎采动面掘巷技术。采用数值模拟的方法,分析了某矿4102回风平巷掘进过程中的应力分布和位移场分布规律,得出巷道掘进端头受到的强动压影响范围为距4101工作面-30～+80 m。采用分段控制技术,对巷道强动压影响段采取高强大延伸率锚杆和锚索网联合支护、高水材料加固窄煤柱帮、单体支柱和铰接顶梁加强支护顶板,有效控制了迎采巷道围岩变形,确保了工作面的正常接替和安全生产。     

Blast-Free Mining of Coal Seams by Excavators Equipped with Rotary Dynamic Buckets

The necessity to equip cable excavators with rotary buckets is substantiated. The results of graphic-analytical analysis of the rotary bucket operation are presented, and its main advantages are determined in comparison with conventional buckets in mining coal seams of complex structure. __________ Translated from Fiziko-Tekhnicheskie Problemy Razrabotki Poleznykh Iskopaemykh, No. 2, pp. 59–99. March–April, 2005.     

坚硬顶板厚煤层回采巷道破碎围岩修复技术

针对新疆艾维尔沟矿区2130煤矿坚硬顶板厚煤层开采条件,通过对25221回风巷和调整回风巷间煤柱及巷道顶板破碎原因进行分析,提出采用工作面超前爆破弱化老顶降低围岩应力和跨巷注浆加固围岩相结合的回采巷道破碎围岩修复技术。该技术在不影响25221回风巷正常使用的同时,很好地解决了25221工作面回风巷和调整回风巷之间煤柱及巷道顶板破碎严重、巷道不易维护的难题,对回采巷道破碎围岩控制技术研究具有积极的参考价值。     

放顶煤工艺在旧区复采的实践

益新煤矿采用π型钢梁与单体液压支柱配套支护放顶煤工艺进行旧区复采,取得了较好的经济效果,针对在旧区复采期间遇到的各种问题,采取措施进行处理。     

上山近距离压覆倾斜煤层无煤柱开采技术

由于地质原因,铁山南煤矿212采区与214采区,在倾向方向上近距离重叠超过400m。为了在不留或少留保护煤柱的情况下,达到确保采区轨道上山不发生破坏的目的,经过综合分析、理论建模、力学计算,求出最佳参数,通过现场试验,在开采过程中,对轨道上山底板变形进行了观测,观测结果表明该技术方案可行,围岩变形量和底板下沉量均微小,巷道安全状况良好,获得了可观的经济效益。