毛家庄集中下山破碎大巷修复支护技术

由于受长壁工作面机械化一次采全高所形成的剧烈采场矿压影响,毛家庄矿一采区拱形砌碹支护的集中下山出现明显破坏。为此采用数值模拟分析工作面采动对巷道围岩的应力分布及变形的影响,并提出了巷道修复方案。现场工业实践表明,采用断面锚杆结合金属方格网且锚索加强支护帮部关键区域的修复方案,有效控制了集中下山围岩变形,解决了采动应力下破碎大巷的修复问题。     

浅析工作面跨采对底板岩巷的影响

为了寻求底板岩巷围岩因工作面跨采引起的围岩表面位移变化规律,进行了巷道围岩表面位移的测定. 考虑到跨采时工作面移动支承压力对煤层底板岩巷的影响比较复杂,各种影响因素不断变化而又互相制约,我们选择地质条件及生产技术条件都具有一定代表性的-537轨道下山进行了重点矿压观测,观测其受上部7319工作面跨采的影响规律.     

近距离跨采巷道围岩加固技术研究

皖北煤电集团任楼煤矿为煤层群联合布置,采区轨道下山往往要经历上方工作面的多次跨采影响,造成跨采巷道围岩变形强烈、支护极为困难。针对任楼煤矿高埋深、近距离跨采巷道的变形与破坏原因,在增加原有支护强度的基础上采用结构补偿锚索措施,有效地保证锚网承载结构的稳定性,实现了巷道围岩整体承载,使得高强锚网技术的优点得以发挥,为该矿解决类似条件下跨采巷道的支护难题提供了实践经验。     

大倾角煤层综采工作面采准巷道支护技术研究

针对石台矿3号煤层倾角大、地质条件复杂等特点,运用理论分析、数值模拟、现场观测等研究手段,对综采工作面采准巷道支护技术进行研究。研究结果表明:石台矿3313工作面通过采用锚杆锚索钢梁组合支护方案可以有效地解决大倾角煤层采准巷道的支护问题,该方案既可以增强围岩自身强度,又可以充分发挥顶板稳定岩层的悬吊作用。在工程实践中该支护方案可以有效控制采准巷道围岩变形量,有利于综采工作面的安全顺利回采,为类似煤层赋存条件下的煤矿开采提供借鉴。     

受二次动压影响大断面巷道强力锚杆支护技术

针对12211轨道顺槽受相邻工作面和本工作面的强烈采动影响,造成巷道围岩变形、破坏严重的情况．结合现场实际条件,采用现场调查、工程类比、理论分析及矿山压力观测相结合的研究方法,应用强力锚杆、金属网、钢带及锚索对巷道进行组合支护,有效地控制了巷道围岩变形,实现了煤巷安全高效掘进,取得了显著的技术经济效益和社会效益.     

干河矿2-107B孤岛工作面超前支护技术研究及实践

针对干河矿2-107B孤岛工作面回采巷道在多重采动影响下围岩变形量大的问题,对孤岛工作面巷道围岩结构进行了分析,提出了在巷道掘进期间采用“锚杆+锚索+金属网+钢带”的支护方式,在工作面回采期间采用中空注浆锚索超前支护和空巷充填的方式。现场实测结果表明:巷道两帮和顶底板最大位移量分别为116.32 mm和141.47 mm,有效地控制了巷道围岩变形,确保孤岛工作面安全高效生产。     

巷道复合结构破坏机理及锚注支护控制技术研究

以宏岩煤矿轨道下山顶板离层破坏控制为工程背景,采用材料力学理论计算和数值分析的方法,对巷道复合顶板破坏机理进行分析研究。分析结果表明,由于巷道顶板岩层的复合结构,在覆岩载荷和相邻工作面的采动影响下,致使巷道出现顶板下沉严重及支护体失效等矿压现象。提出利用注浆加固在顶板形成的多介质结构与注浆锚杆锚索联合控制顶板结构稳定性技术,根据轨道下山围岩结构确定深浅孔锚注加固方案并实施现场工程对比试验,加固区域顶板最大下沉量控制在59 mm左右,对顶板的复合结构取得了良好的控制效果。     

大断面煤巷稳定性及预应力桁架锚索支护

为实现大断面煤层巷道的安全高效控制,采用数值模拟、理论分析和现场实测方法对采动影响下大断面煤巷围岩结构、变形破坏特征和矿压显现规律进行分析。研究发现:采动影响、断面尺寸和围岩岩性是巷道稳定的主要影响因素,提出预应力桁架锚索联合支护技术和技术参数,现场应用中该技术对围岩适应性较好,为类似条件下煤层开采提供了有利借鉴。     

深部采区轨道下山巷道钢丝绳网锚注支护技术研究

深井采准巷道支护技术一直影响到煤矿的安全高效生产。针对平煤五矿采区轨道下山工程地质条件,采用理论分析、现场工业性试验等方法,对轨道下山巷道变形原因、变形特征和支护原则等进行了系统研究并进行现场支护试验。研究结果表明：①围岩应力高、岩性差、受采动影响,以及锚注支护方式及参数不合理是造成轨道下山巷道变形破坏的主要原因;②提出了全断面支护、强化围岩自身承载能力、柔性喷层的支护原则,确定了钢丝绳网混凝土喷层结构、注浆锚杆和注浆参数等钢丝绳网锚注支护有关技术参数。钢丝绳网锚注支护在轨道下山巷道翻修中进行了工业性试验,巷道经历了两侧工作面采动影响后,能够满足生产安全需要,减少了巷道维修次数,现场试验取得了成功。     

远距离煤层群开采下山巷道震动显现成因

为探索远距离煤层群开采过程下山巷道异常震动显现的成因,基于高精度微震监测和现场调查,应用岩体破裂规律分析预测工具MapRAS分析矿震原因,用离散元数值试验工具UDEC分析巷道围岩动力响应规律,得到:工业广场保护煤柱及己二下山非采动区域频发矿震是工作面采动顶板关键层运移对煤柱边缘强剪应力带作用的结果,其作用的效应与开采深度呈正比,与采动影响距离呈反比。震动显现多发生在非采动直接影响的己二下山巷道围岩,这种异常现象与己组煤岩物理力学性质、3组工作面复合压力拱脚动态加卸载作用和矿震动力源影响距离有关。根据矿震震级、震动显现程度和数值试验岩体质点振动速率,提出了与现场实际基本相符的巷道围岩震动显现危险等级判据指标。使用微震频次,用傅里叶周期法反演的图像,可较敏感反映顶板关键层周期破断规律和相邻区段岩体动力响应的相关性。用UDEC数值试验,较好地揭示了工作面采动对己二下山围岩的影响规律。     

松软煤层动压巷道变形破坏特征及加固技术研究

余吾煤业S2206工作面进风巷处于松软煤层中,受工作面采动影响围岩变形破坏较严重。通过分析原有支护条件下巷道的变形破坏特征,结合现场实际提出了锚喷注联合支护加固方案,并进行全方位矿压监测。监测结果表明:采用加固后巷道围岩变形得到有效控制,塑性区显著减小,锚索受力处于较佳状态,充分发挥了支护体的承载能力,能够保证巷道的长期稳定。     

软煤层综放工作面回风巷全锚索支护实践

3304软煤层综放工作面采用"锚-网-索-钢带"联合支护时受到相邻工作面采动影响作用,回风巷顶煤塌冒严重。分析了全锚索支护机理,对该工作面回风巷实施全锚索支护。结果表明通过全锚索支护有效地解决了该工作面回风巷支护难题,实现了工作面安全回采。     

综放采场走向压力分布规律及终采线位置确定

为合理确定综放采场工作面终采线的位置,以谢桥煤矿C_(13-1)煤一综放工作面为研究背景,采用相似材料模拟试验和现场测试,从煤层顶板运动、巷道煤层受力和位移、巷道深部位移、轨道上山支架受力、巷道支架受力和变形、工作面周期来压等方面,全面分析了综放采场走向围岩压力分布规律。结果表明,围岩压力峰值位置平均值为14．4m,超前影响距离平均值为66．8 m,在工作面前方平均29．2 m处,围岩矿压显现由缓和趋向剧烈,并将终采线位置确定在离轨道上山30 m处,比预先按传统设计的50 m缩短了20 m留设煤柱,经济效益十分显著。     

近距离煤层煤柱下工作面强矿压显现特征及控制研究

近距离煤层上位煤层遗留煤柱影响下煤层产生应力集中,导致下位煤层回采工作面冒顶、片帮。以山西上榆泉煤矿9~#(上位)煤层开采后10~#(下位)煤层回采工作面地质条件为工程背景,采用理论分析、数值模拟的方法,对煤柱下工作面矿压显现特征及工作面围岩稳定影响因素进行了研究,提出了以煤层层间距为分类指标,以控制工作面采高为主的采场围岩控制方案。     

动力扰动下锚-喷-注一体化围岩加固技术

针对某矿东翼采区上山煤层大巷群受工作面回采扰动影响破坏严重现象,提出了锚-喷-注一体化强化围岩结构、控制巷道围岩稳定性的防治思路。通过理论分析、数值模拟以及实验室对水泥浆液参数测定结果,提出了采用水灰比为1.5∶1的超细水泥浆液对巷道围岩进行分层次耦合注浆加固。现场矿压观测结果表明:锚-喷-注一体化强化技术能够很好的控制受工作面采动扰动影响煤层大巷群围岩的稳定性。     

近距离多煤层采动影响巷道围岩控制技术研究

为解决近距离多煤层采动影响巷道围岩控制难题,采用现场调研、工业性试验等方法,以变被动为主动控制的设计原则,采用高预紧力锚杆实现对顶板岩层的主动控制,同时采用预应力锚索及大尺寸托板构件提高护表面积,约束表层围岩变形。基于此,开发了近距离多煤层采动影响巷道围岩控制技术,实现了近距离多煤层采动影响巷道的有效控制。     

大采高综放工作面矿压显现规律研究

大采高综放开采技术增加了割煤高度和放煤空间,大采高综放工作面的矿压显现和围岩控制必然不同于普通综放工作面.根据某大型矿井9号煤层的赋存特性,对9304大采高综放工作面进行现场观测,并分析矿压数据,研究了9304工作面矿压显现规律和支架合理工作阻力等问题.     

深部近距离煤层群采动力学行为探索

我国深部近距离煤层群赋存开采比重大,采动力学机理不清,导致开采效率低,安全事故频发。深部煤岩体所表现出的物理力学特性及变形破坏特征较浅部有着本质差异,尤其在深部近距离煤层群开采条件下,临近工作面扰动影响将导致更加复杂的采动应力重分布过程。针对深部近距离煤层群采动影响下巷道围岩控制难题,依托平煤十二矿己_(14)和己_(15)深部近距离煤层群工程实践,在己_(15)-31030工作面进风巷内开展了巷道收敛变形、锚索应力现场原位监测试验,理论计算了近距离煤层群底板破坏范围并推导得出了巷道围岩变形速度公式,初步揭示了深部近距离煤层群采动力学行为。研究表明:己_(14)煤层底板破坏深度理论值约21.24～30.88 m,上覆煤层采动影响导致本煤层采场边界改变,巷道顶底板及左右帮收敛量约400 mm,巷道收敛变形量随采煤工作面推进呈现阶梯式缓慢增长与指数式快速增长两阶段模式,其中指数式快速增长阶段为巷道变形的主要阶段;锚索应力随采煤工作面推进呈现"近线性增长—跃阶式降低"两阶段演化模式,顶板锚索应力平均变化率、峰值应力均显著高于巷帮相应参数,巷道顶板采动效应较巷帮更为明显;锚索应力峰值点滞后最大收敛变形位置约40 m,采动影响时效相比单一煤层开采大幅延长约35 m,采动应力变化率及其峰值分别降低约53.5%,24.5%,己_(15)煤层采动影响范围约105 m;巷道围岩变形速率与距采煤工作面距离呈现反比例函数关系,在此基础上,进一步推导得出深部近距离煤层群距采煤工作面不同距离处围岩变形速度预测公式,并对比现场原位监测数据验证了该公式的合理性。研究成果可为同类深部近距离煤层群的巷道围岩变形速度预测、巷道支护及采矿技术优化等工程问题提供参考。     

阶梯式立体支护技术应用实践

平顶山十一矿受煤层倾角大、埋深大等地质条件的影响,围岩构造应力大,巷道支护困难,长期以来虽采用多种复合支护形式,效果均不理想,巷道围岩得不到有效控制,在短时间内就要反复维修,成本居高不下,不能满足煤矿安全生产需要.在对己二胶带下山采区巷道围岩变形规律和锚网支护机理进行分析研究的基础上,提出了实施阶梯式全锚索支护技术,取得了良好的支护效果.     

近距离下煤层安全开采矿压监测

针对木瓜煤矿近距离煤层采空区、遗留煤柱下回采工作面停采线确定的技术难题,基于矿山压力与岩层控制理论,采用现场监测的方法,对工作面回风巷的围岩表面位移、超前支护段支柱工作阻力及液压支架工作阻力随工作面推进的变化等进行监测,得到超前支撑压力影响范围和工作面上覆岩层矿压显现规律;并通过力学计算结合现场监测的方法确定近距离下煤层回采停采线,该成果为近距离下煤层安全开采研究具有现场指导意义。