符山铁矿残采中散体巷道支护技术研究

符山铁矿在下盘残矿回收过程中,针对沉实散体围岩中掘进巷道存在的问题,以满足作业设备最小空间需求为原则选择巷道断面尺寸,利用自然平衡拱理论,优选了断面尺寸和U型钢拱架+背板的支护形式,并利用ANSYS有限元分析软件计算确定了18UY架型及600 mm拱架间距。该支护方案用于符山铁矿压实散体巷道,支护效果良好。     

深部高地应力软岩巷道围岩分区破裂模拟及支护设计

基于深部巷道分层破坏现象机理的分析,开展了深部巷道物理模拟破坏试验。结果表明:巷道的破坏自巷道底板开始,向侧墙和拱顶部位依次发展,在拱脚部位不但产生裂缝,而且会产生向巷道内的明显位移;左侧墙最远裂缝距巷帮距离为80 mm,割裂体宽度范围为3~20 mm;右侧墙最远裂缝距巷帮62 mm,割裂体宽度为3~17 mm;底板最远裂缝距巷帮距离为120 mm,割裂体宽度为10~33 mm;拱顶最远处裂缝距巷帮距离为60 mm,割裂体宽度为5~35 mm。针对巷道围岩变形特征,采用高预应力锚杆锚索注浆分次支护,巷道围岩变形得到了有效控制。     

落地卸载式带式输送机在复杂地质巷道的应用

我矿2501下巷带式输送机机头段顶板破碎压力大,又处于冒顶区,交叉点巷道支护困难,原有巷遣棚梁变形,后采用套棚处理以加强支护。由于巷道断面小,扩刷困难,通用胶带输送机机头硐室又要求必须扩刷巷道才能满足设备安全使用要求。     

圆弧拱形巷道断面积的计算方法

煤矿开拓与准备巷道采用砌(石旋)或U形钢支护时,断面形状有半圆拱形、三心拱形和圆弧(即切圆)拱形三种,巷道断面形状的选择除了以围岩应力分布状态和支架强度的计算作为主要依据外,对于可以采用圆弧拱形的巷道,还存在着如何有效地利用断面面积,以及在保证必需的面积时如何节省支护材料的问题,特别是对采用U形钢支护的巷道,由于钢材价格昂贵,节省支护材料用量的经济效果更为显著。为此,提出圆弧拱巷道断面的计算方法,供选择巷道断面和确定支架定型系列时参考。     

超长孤岛工作面沿空掘巷矿压显现规律及原因分析

为研究孤岛工作面条件下矿压显现规律及巷道支护,以两淮矿区刘庄矿120502超长孤岛工作面机巷为工程背景,通过现场实测以及FLAC~(3D)数值模拟软件对该孤岛工作面沿空掘巷矿压显现规律进行研究。结果表明:巷道顶板离层量较大,离层量最大达到117mm,且以浅部离层为主;在巷道掘进前期巷道围岩变形较小,随后巷道围岩变形随距巷道起点距离增加而增大,在距巷道起点600～800m之间变形更为剧烈,120503工作面采空区侧变形最大,平均值为180. 41mm,最大值为780mm,依次为煤体实侧(平均值为138. 23mm,最大值为445mm)、底鼓(平均值为124. 29mm,最大值为545mm)、顶板下沉(平均值为64. 03mm,最大值为430mm);由于垂直应力在煤柱内形成弹性核,使垂直应力达到32. 5MPa,工作面侧垂直应力达到26. 3MPa,相比增加了6. 2MPa,机巷邻近采空区侧受120502工作面开采影响大,使采空区变形增大;由于巷道采用直墙三心拱断面,顶部拱结构将垂直应力转换为切向应力,塑性区显示顶板受压底板受拉,由于岩石具有抗压不抗拉特性,因此顶板下沉小于底鼓量,并针对性地提出了巷道加强支护技术。工程实践表明,在初始支护设计的基础上,通过锚网索与喷浆、注浆联合等加强支护手段可以有效地对巷道围岩变形进行控制。     

采矿设计软件简介

根据采矿设计的需要开发了部分绘图软件 ,目前在设计中使用的有单开交岔点程序、单轨巷道断面程序、双轨巷道断面程序、无轨巷道断面程序、根据捕捉点绘制平面坐标表程序及单罐笼井筒断面布置程序。1 单开采矿交岔点程序有 1 /2拱、1 /3拱、1 /4拱、1 /5拱四种 ,岔开方向可选左开或右开 ;三个岔道的巷道净宽、墙高、支护厚度均可不同 ;交岔点主视图与巷道断面图的比例可以分别设定 ;图中列出岔心掘进工程量及支护工程量。2 巷道断面程序 (单轨、双轨、无轨 )可以对巷道断面进行优化 ,自动计算断面墙高 ,也可以由设计人员给定墙高 ;程序可…     

矿井巷道断面风速分布规律研究

本文针对王庄矿630轨道巷和进风分巷的矩形、梯形、三心拱巷道进行了风量参数实测,基于实测参数利用Fluent对巷道断面风速进行数值模拟研究。结果表明:巷道风速由边壁向中心增大,平均风速分布曲线与巷道断面形状一致呈环状分布且与通风风速大小无关,该结果为风速监测器位置的确定和风量准确监测提供了理论指导和依据。     

小间距大断面巷道群围岩控制技术研究

为有效控制潘家窑矿小间距大断面巷道围岩变形，基于普氏理论、强帮强角理论、锚杆悬吊理论，以巷道极限平衡拱、附加平衡拱下部围岩压力为主要控制对象，通过巷道帮部、角部支护以抑制极限平衡拱的形成，从而降低巷道顶部、帮部围岩压力。根据潘家窑矿巷道围岩地质力学参数试验结果，分析巷道围岩普氏拱形成过程，确定普氏拱曲线方程，研究开拓巷道顶部、帮部受力状态，计算巷道支护参数。研究结果表明：潘家窑矿开拓巷道附加平衡拱跨度为47.34 m、高度为14.241 m;附加平衡拱附加压力最大值为99.886 kPa;巷道顶部、帮部压力最大值位于主要运输巷，分别为198.608 kPa、74.8343 kPa。因此，提出了巷道顶板、帮部采用锚杆支护，同时巷道角部及帮部采用锚索加强支护的巷道支护方案。现场监测数据证明，支护后巷道整体变形量普遍较小，锚杆(索)受力稳定，围岩结构保持了较好的完整性。     

底板任意三心拱设计要点

以东海煤矿32#下延巷断面设计为例,提出了底板任意三心拱拱高确定和图形绘制方法。利用ANSYS分析软件,确定巷道底板三心拱的合理拱高;利用AutoCAD绘图工具,借助于内切圆确定三角形内角平分线交点,通过圆弧和镜像命令完成三心拱的绘制。     

锚网梁煤巷锚杆(锚索)施工工艺

煤巷矩型断面锚杆(锚索)支护的工艺方法、所用设备同半圆拱断面岩石巷道施工不同,文章简要介绍了在煤巷矩型断面施工锚杆(锚索)支护的工艺方法及设备。     

砌■巷道的拱型问题

砌(石旋)巷道断面的拱型,一般多采用三心拱或半圆拱。但采用那种拱型最为合理,目前尚无一致的看法,现就下面几点谈谈个人的意见。 1.巷道断面的规格必须符合保安规程的规定,并根据运输设备的规格、管路布置数量及规格进行设计。砌(石旋)巷道的跨度相等时,半园拱的拱断面为三心拱拱断面的1.5倍。(石旋)墙高度相等的巷道,采用半圆拱显然是不经济的。牛圆拱的拱高比三心拱的拱高大,故(石旋)墙高度可以适当降低,所以巷道断面积并不一定要增大。巷道断面设计必须根据已知条件进行具体的方案对比,才可正确地选择出合理的巷道断面。     

圆拱相割交岔点的支模方法

城西立井井底事场处于安山岩和安山角砾岩中,围岩较稳定,2点交岔点采用短掘短砌方法施工,料石砌(石旋),用铁模板和木(石旋)胎。该交岔点如图1所示,自1号断面至11号断面间,巷道长度增加1m,宽度增加250mm,高度增加65mm(半圆拱增高125mm,墙高降低60mm),特别是在主岔、支岔和迎脸这三个半圆平面上,它们的拱基线都不在同一高度上,主岔拱基线1.6m,支岔拱基线1.9m,最大断面处墙高1.0m,这就使三个半圆相割而不相切,大拱和小拱不能圆滑地相接,以致产生锅底坑。     

近距离煤层同时开采巷道布置优化研究

为确定某煤矿3和4号近距离煤层同采时下煤层回采巷道布置方式,结合煤层地质条件,采用理论分析确定下煤层巷道采用外错式布置方式,运用FLAC3D数值模拟软件确定下煤层回采巷道的合理外错距离为20 m,通过现场对4号煤层3409工作面材料巷顶底板及两帮变形进行观测分析,巷道在距工作面60 m以内顶板最大位移为150 mm,两帮最大位移为120 mm,超前工作面60 m以外,巷道变形量趋于稳定,结果表明,2层煤同时开采,工作面巷道外错20 m,在加固条件及合理的锚杆锚网支护作用下,巷道稳定性良好,巷道围岩变形得到了有效控制,能够满足工作面正常推进的要求。     

特厚煤层轻放回采巷道锚网支护试验研究

针对龙固煤矿7煤采用综采放顶煤工艺回采,根据理论分析与数值模拟,确定综放工作面两巷断面开头为微拱形,锚杆采用放射状布置,参数根据组合拱理论计算并由数值计算优化.现场试验证明,锚梁网索支护参数设计合理,有利于控制综放回采巷道围岩离层,改善了支护条件.并根据试验巷道矿压观测结果分析了存在的问题与改进方向.     

三心拱弧与椭圆弧

被井巷工程所采用的三心拱,作图较复杂,其形状不起按需要变化,往往造成巷道断面不尽合理。为满足设计和施工的需要有必要对三心拱形状问题进行研究、探讨。一、对两种弧形的考证确定了巷道宽度2a、拱高b之后,可画出三心拱和它的对称弧(图1),椭圆半弧及对称弧(图2)。     

浅埋煤层综放工作面沿空掘巷围岩控制技术

以井东煤业有限公司浅埋煤层44304综放工作面为工程试验地点,依据理论计算的合理煤柱宽度和围岩主动支护的原理,设计了沿空巷道(辅助运输巷)断面的支护参数。基于数值计算程序UDEC,分析巷道由成巷支护到受采动影响达到极限时,巷道围岩塑性区分布、主应力分布及巷道变形量的变化规律。得出随采动影响增加,巷道底板及两帮移近量增大并稳定在530 mm和320 mm。     

特殊岩巷抡尺定位方法

目前陈四楼煤矿岩巷的主要结构形式为直墙半圆拱断面,为了保证特殊岩巷的成型及掘进方向的精准性,在施工过程中必须采用一种有效的抡尺定位方法。一般巷道的掘进中,通过巷道中心与拱基线的交点确定圆心进行抡尺定位。但特殊岩巷(拐弯巷道、大断面巷道)由于断面大、中线不断变化等原因,普通的抡尺定位方法不能满足需要,永煤公司陈四楼煤矿通过采用一种特殊的抡尺定位方法,从而保证了岩巷拐弯及大断面硐室施工的精确性。     

大埋深破碎围岩巷道变形控制技术

120801运输巷受埋深大、上覆11号煤层采动等多重因素影响,导致巷道围岩破碎、支护难度大。结合现场条件,提出采用中空注浆锚杆+高强柔性金属网+工字钢架棚组合支护方式控制围岩变形。在巷道顶板采用涨壳式终孔注浆锚杆并配合注浆,提升顶板岩体整体稳定性及承载能力,加强锚杆围岩控制效果;巷道顶板及巷帮均铺设TECCO高强度柔性金属网,给巷道壁较大的支护作用力;按照1 000 mm棚距架设钢棚,进一步提升护表强度。现场应用后,120801运输巷顶底板、两帮最大移近量分别为66 mm, 58 mm,锚杆、架棚等支护体系均未出现失效、变形等问题,巷道围岩变形量较小,实现了深部破碎围岩巷道变形的有效控制。     

条带式充填开采矿房煤柱设计方法研究

结合工程实例,探讨分析深埋煤层条带式充填开采矿房煤柱布置中巷道宽度,巷间煤柱宽度,巷间煤柱个数和隔离煤柱宽度等参数之间的相互影响关系,计算出巷间煤柱安全系数和隔离煤柱宽度及安全系数;对开采区间上方压力拱稳定性进行分析,得出压力拱拱腹和拱脚是其稳定性的关键,并计算拱腹和拱脚的安全系数;根据条带式开采布置方式推导出开采率和充填率的计算公式,并计算28种巷道和煤柱布置方案的开采率和不同充填系数下的充填率。最终,根据巷道宽度、巷间煤柱宽度和个数、隔离煤柱宽度、煤柱稳定性、压力拱稳定性以及开采率和充填率等参数对28种布置方案进行比选,推荐满足适用性、稳定性和经济性的合理方案。     

两硬薄煤层沿空留巷稳定性研究

为解决两硬薄煤层条件下沿空留巷难度大的问题,以姜家湾煤矿为研究对象,提出了巷内采用协调让压支护、巷旁采用抗压和让压结合的支护方式,给出了恒阻让压锚杆(索)让压曲线及高分子让压膨胀材料和抗压材料的配比,经分析确定巷内采用18 mm×2 400 mm的让压锚杆和17.8mm×8 000 mm的让压锚索支护,巷旁采用2 m宽高分子让压膨胀材料和抗压材料支护方案。应用结果表明:巷道顶底板和两帮最大移近量分别为255、249 mm,巷道断面最大收敛率为15.0%,确保了两硬薄煤层沿空留巷的稳定性。