矿山近距离交错巷道硐室结构稳定性控制研究

矿山的硐巷布局受矿井设计,经济效益和使用等条件的影响。存在多个硐巷之间的距离较近的情况,例如平行和倾斜的交错排列的狭窄空间中的多巷道布置。近距离交错不相交布置的巷道围岩较单一布置破坏严重。交错巷道巷间岩体一旦发生失稳,进一步引起交错巷道巷间岩体整体失稳的情况,对安全生产和巷道的正常使用造成严重影响。由于实际生产需要往往在井底车场、采区转运车场等附近出现空间近距离交错巷道布置形式,目前针对多巷道布置及交叉巷道研究较完善,但近距离空间立体交错巷道的研究需要更加完善。     

矿山开采区巷道掘进对交错巷道稳定性的影响分析

巷道作为井下连通一井下切生产活动的网络,巷道的开掘必将破坏原有的地应力平衡,当不可避免的出现近距离交错布置对巷道地层的稳定性影响程度也不容忽视。近距离交错巷道为彼此不相交空间立体交错布置形式,结合某矿山井下巷道施工案例,探究下巷的掘进扰动的上巷影响。通过数值模拟理论分析研究对上巷的应力扰动、地层破坏、巷道变形等方面进一步揭露其稳定性影响因素。对改善矿井环境及安全生产具有重要意义。     

掘进巷道火灾人员应急疏散数值模拟研究

为探明矿井掘进巷道火灾时人员应急疏散情况,给矿井掘进巷道内避难硐室的合理设置提供参考。通过Pyrosim火灾仿真模拟软件和Pathfinder人员疏散仿真模拟软件对矿井掘进巷道仿照真实情况分别进行建模,在Pyrosim模型中掘井巷道与联通巷交汇处高1.6 m设置8个烟雾探测器,在Pathfinder模型中设置3种不同布置的避难硐室,得出掘进巷道火灾、烟雾蔓延规律以及3种情况下人员应急疏散结果。研究发现:火灾发生后烟雾迅速在掘进巷道内蔓延开来,人员在3种情况下疏散的时间依次为232,123,55 s,比较火灾时各烟雾监测点的TASET与3种情况下相同位置的TRSET,只有情况3时避难硐室的设置才能够满足全部人员安全疏散。矿井掘进巷道避难硐室的修建要跟上掘进巷道深度的推进,且避难硐室的间距应控制在100 m以内。     

松软破碎巷道围岩注浆加固技术研究

为解决20705运输巷掘进至松软破碎带时巷道围岩变形量大、支护困难等问题,提出采用注浆方式对围岩进行加固,确保巷道掘进以及使用安全。依据现场实际情况,在巷道断面布置5个注浆钻孔,钻孔排距为3.0 m、孔深为3.0 m,钻孔注浆压力2～4 MPa并确保单个钻孔注浆量在897 kg以上。现场应用后,加固范围内破碎岩体内裂隙被注浆浆液充填,巷道围岩变形量得以有效控制,应用取得较好成果。     

片理岩体巷道合理布置数值模拟研究

结合某矿山工程实际情况,利用三维有限元数值模拟软件3D-σ对片理状岩体下中段主运输巷道的布置方式进行了数值模拟,通过对不同布置方式下的巷道岩体最大主应力和顶板安全率进行分析,论证了巷道布置的合理性,得到了片理状岩体巷道的最佳布置方式.     

中深孔爆破振动传播特性分析与控制

爆破振动是引起地下矿山岩体失稳的重要原因,掌握爆破振动传播特性,有效控制爆破振动危害,对矿山安全高效生产具有重要意义。为研究金山金矿湾家坞矿区中深孔爆破对采场周边构筑物的影响,开展爆破振动测试工作。对采集的爆破振动信号,从爆破振动强度、频率、时间等方面进行综合分析,并建立湾家坞矿区爆破振动强度的传播模型。确定了中深孔爆破振动影响范围,获取了允许的最大单段药量计算方法,优化了排间微差起爆时间,使中深孔爆破参数更为合理,确保采场周边运输巷道、硐室等构筑物岩体的稳定性,进而实现矿山绿色、安全、高效的生产目标。     

矿井下避难硐室设计、施工概述

按照《国务院关于进一步加强企业安全生产工作的通知》的要求,根据同忻矿的井下实际情况和构造特点进行选址,在井下一盘区辅运巷与皮带巷间的五联巷设计施工1个100人的带地面钻孔的永久避难硐室,永久避难硐室涵盖了防火密闭系统、气幕喷淋系统、监测监控系统、等几大系统,为同忻矿井下人员安全生产提供了有力的保障。     

横观各向同性岩体中位移反分析的测点优化布置

在地下工程中,位移监测已经成为掌握围岩动态变化的关键手段。而测量点的布置对位移反分析的唯一性和反分析精度都有很大的影响。基于最大位移原则,对横观各向同性岩体位移反分析中的测点优化布置问题进行了研究。研究了圆形巷道中位移随角度和半径的变化规律;分析了侧压力系数λ对位移变化规律的影响;获得了测点优化布置准则。研究结果表明,在较大主应力方向靠近硐壁的区域是最优的测点布置区域。     

掘进巷道安全高效过断层技术研究

掘进巷道安全高效过断层,是实现煤炭高效开采的重要保障之一。3702运输巷掘进范围内揭露多个断层,其中DF20对巷道掘进及围岩控制影响较为显著。通过超前钻孔探测发现,该断层有一定涌水性且断层影响范围内煤岩体破碎,封堵断层导水裂隙以及提高破碎煤岩体稳定性是实现巷道安全高效过断层基础。基于此,提出综合使用超前注浆+撞锲方式封堵导水裂隙,并提升破碎煤岩体稳定性,采用锚杆+U型钢架棚方式控制围岩,并根据现场情况对设计施工方案。现场应用后,巷道掘进过断层影响范围掘进速度为8.0 m/d,耗时2 d即可通过断层影响范围,期间围岩始终保持稳定且未有淋水情况,巷道得以安全高效过断层。     

锚索支护技术在锦丰金矿巷道交岔口的应用

锦丰金矿岩体整体破碎,节理裂隙发育,采用机械化上向进路胶结充填采矿法开采,井巷工程较多,巷道断面较大,巷道交岔口处暴露面积较大。针对其巷道交岔口等大尺寸工程结构的顶板和犄角处常发生浆皮开裂和垮塌冒落等的支护问题,提出了锚索支护技术,有效提高了支护强度,解决了巷道交岔口处岩体因开挖失稳的难题,长期未发生开裂和变形现象,维持了岩体稳定性,保证了安全高效生产。对类似矿岩条件矿山巷道交岔口锚索支护具有一定的指导意义。     

掘进巷道过陷落柱破碎围岩控制技术研究

依据5301运输巷与TX1、X181陷落柱间位置关系以及陷落柱内破碎岩体发育情况,对围岩支护参数进行设计。现场应用后,运输巷掘进过陷落柱期间顶板、巷帮围岩处于稳定状态,变形量最大分别为156 mm、142 mm,围岩控制效果显著。研究成果可为其他矿井回采巷道掘进过陷落柱围岩控制提供经验借鉴。     

沿空留巷技术应用研究

结合某煤矿12209瓦斯尾巷的地质特征和围岩特性,基于沿空巷道受力特征、变形机理、影响因素分析和研究,认为沿空巷道受采动影响后,复合层状顶板较破碎,易产生离层、回转、滑落和失稳破坏.现场试验了锚网素注支护技术,试验结果表明,采用锚注支护技术的效果较理想,经济效益好.     

不稳定围岩巷道综合加固技术研究

提出采用综合加固技术提高围岩稳定性,具体是：巷帮采用注浆方式提高破碎煤体强度及承载能力、通过表层喷浆封堵围岩裂隙、巷帮及顶板采用锚索补强。依据胶带巷实际情况,对巷道综合加固参数进行设计,现场应用后,巷帮、顶板变形量均在安全值范围内,可满足巷道掘进以及后续使用需要,取得较为显著的应用成果。     

某金矿掘进工作面粉尘浓度分布及影响因素分析

金属非金属地下矿山掘进巷道钻孔、爆破、铲装等作业工序产生大量岩尘，导致井巷空间粉尘浓度高，危害职工健康和影响作业环境。以某金矿掘进巷道为研究对象，建立掘进巷道压入式通风模型，依据气固两相流理论，结合现场测定数据，利用Fluent软件分析风筒布不同布置条件下除尘效果，得出巷道内粉尘运移规律和风速分布情况。研究发现：风机压入风流在掌子面附近形成涡流，携带粉尘在掌子面附近涡旋，不利于粉尘的排出，风筒布出口距掌子面7～8 m风流逐渐稳定流向回风巷；当风筒布出口距掌子面8 m,高度为1.5 m时，巷道内粉尘排出较快，除尘效果最为理想。研究结果对指导掘进工作面粉尘防治具有一定的指导意义。     

破碎岩体巷道非对称破坏与变形规律定量预计与评价

在综合分析区域地质(震)特征、岩体空间变异性特征、开采技术条件和支护模式的基础上,利用FLAC^3D程序,定量评价了破碎岩体巷道非对称破坏与变形特征.与现场监测对比分析表明,顶部破碎岩层深度、劣化后的岩体强度以及支护模式的合理性等对巷道岩体破坏的影响比较显著,锚杆(索)将破碎岩体与深层稳定岩体承接起来共同控制结构稳定性,从而进一步验证了计算模型的正确性和可行性.工程实践表明,加固后完整稳定顶部岩体与两帮煤体共同控制了非对称载荷作用和煤壁力学强度的劣化,减少了非对称变形、煤壁挤压及滑落失稳,进而有效遏制冒顶的发生.     

基于块体理论的深部巷道围岩稳定性分析

块体理论说明,对于井下巷道围岩存在节理裂隙的情况,巷道的稳定性取决于岩体结构面与临空面所构成的块体的稳定性。因此,对巷道围岩稳定性分析可以归结为块体稳定性分析。由于关键块体是地下工程开挖后首先失稳的块体,因此被引起高度重视。UNWEDGE软件是分析块体稳定性的有效工具,通过分析可以得出关键块体及其安全系数。针对夹皮沟金矿二道沟矿深部开采复杂地压和岩体节理裂隙情况,运用块体理论及UNWEDGE软件对巷道围岩所做的分析基本符合现场实际,可为合理确定深部巷道支护方案提供指导。     

关于矿产巷道支护技术的探究

根据目前井下矿产开采的现状,在钻井扩产过程中,矿井出口岩石周围的应力无形地增大,岩石甚至煤层的长度增大,岩体周围的断裂常常变形或脱落,增加了安全生产的风险。因此,文章研究提出在选择矿产支护技术的形式时,必须充分考虑深层围岩的特点、环境条件和矿产建设条件。要科学合理地运用井下巷道和内部硐室的支护技术手段,选择适合矿山隧道实际需要的加固方法,提高隧道支护技术的强度、抗压强度和防水效果。确保巷道支护技术的安全、有效、科学和稳定,防止井下作业过程中发生安全事故。     

基于曲线拟合和神经网络的独头巷道CO浓度预测研究

为了准确预测矿山独头巷道CO浓度,基于云南老厂锡矿1800运输巷甩车场独头巷道掘进工作面CO浓度监测数据,运用MATLAB曲线拟合工具箱对该独头巷道中CO浓度随时间的变化情况进行曲线拟合,建立了该矿山独头巷道中CO浓度随时间变化的数学模型。通过该模型得到该独头巷道中CO浓度值达到安全规程要求所需的时间。然后,运用卷积神经网络时间序列预测模型（CNN模型）和BP神经网络时间序列预测模型（BP模型）对独头巷道CO浓度进行预测,并比较评价指标R2和RMSE。结果表明：BP神经网络时间序列预测模型对该独头巷道CO浓度的预测效果更好,为该矿山独头巷道CO浓度值的监测和控制提供了准确可靠的理论依据。     

RF固邦特加固材料在矿井巷道维修中的应用

随着矿井开采的不断延深和矿井开采年限的不断增加,再加上一些采动影响,使得一些主要的服务巷道离层、严重开裂、脱落,普通的锚网喷支护不能持久,使得巷修频繁。为了解决这一问题,通过对巷道现场环境的详细调查和根据巷道的实际服务要求,采用RF固邦特加固材料的粘结、加固技术对兖州煤业股份有限公司济宁三号煤矿西部回风巷进行了顶部和帮部的修复施工,使得易脱落的顶板和帮部的煤岩体牢牢粘结在了一起,矿压也均匀分布在了整个巷道断面上,从而消除了矿井巷道顶、帮压力集中造成的煤岩体垮落,可为同类矿井巷道维修提供借鉴。     

官地矿静态切顶卸压的参数设计研究

针对沿空留巷处于采空区附近区域的采动影响较大,巷道变形较大等问题。本文利用静态破碎剂遇水膨胀的原理,对直接顶进行切顶卸压。通过研究钻孔的破碎机理和裂缝的扩展情况,并结合官地矿12607工作面现场实际情况,给出了钻孔设计的最合理间距为0.9 m,对巷道的稳定性作出了一定的贡献,为研究沿空留巷时巷道变形较大,顶板下沉量大等问题作出了一定的贡献。