密集钻孔作用下底抽巷破碎围岩控制技术研究

针对长平矿底抽巷受密集抽采钻孔扰动、水化和风化等因素影响而围岩膨胀破碎等问题,提出了“顶板全锚索支护+定点预注浆+喷浆”的联合支护技术。通过实验室测试、数值模拟和现场实测,得到了底抽巷围岩的物理力学特性,揭示了抽采钻孔对底抽巷稳定性的影响,验证了所提联合支护技术的支护效果。结果表明：底抽巷泥岩黏土类矿物含量高,受水影响显著;打设密集抽采钻孔使围岩变形量增加,在顶板为裸露泥岩区域影响最为显著;联合支护技术提高了底抽巷复杂多变顶板支护的有效性,具有良好的围岩防扰动、防风化作用,控制了围岩的变形与破坏,保障了底抽巷的安全稳定。     

岩巷快速掘进制约因素分析及优化

为了提高底板巷单进水平,保证矿井正常接替,对影响12090工作面底抽巷快速掘进的制约因素进行分析和优化,通过对施工工序进行调整,提高平行作业水平,通过加强组织生产、加强辅助系统维护提高作业效率;调整了底抽巷的施工层位,将底抽巷层位调整为L8灰岩顶部及砂岩底部,提高了锚固效果。解决锚固效果差的问题,对工作面进行差异化支护,改变挂网材料,减少了喷浆工序,提高了作业速度,减少材料成本,采用了气动凿岩机、扒岩机、带式输送机的连续运输模式。提高作业的连续性,减少衔接时间。实践证明：通过以上优化措施,底板巷单进产生较大突破,使底板巷月掘进速度突破160 m/月。     

掘进大巷围岩防护柔性薄喷技术研究

针对掘进大巷存在的围岩强度低、瓦斯含量高、煤层自燃问题,采用柔性薄喷材料和二次喷涂工艺替代混凝土,进行了1000 m薄喷试验。结果表明：柔性薄喷材料喷涂厚度3～5 mm,材料消耗仅为混凝土喷浆的1/10,喷涂层具有良好的柔韧性,变形不开裂,柔性薄喷实施速度快,成型良好,有效控制了巷道变形和煤体瓦斯泄漏。     

义安矿底板抽放巷合理层位数值模拟

对于含水围岩条件下的义安矿工作面而言,底抽巷与煤层底板过近,不但巷道变形破坏严重而无法继续为相邻工作面服务,且底抽巷内的穿层钻孔因周围围岩破碎而难以封孔,造成抽放消突效果差;而距煤层底板过远,不但增加了穿层钻孔工程量和抽放材料消耗,而且还容易造成突水事故。结合义安矿12150工作面的实际赋存情况,采用FLAC3D软件对几种布置条件下底抽巷受力情况进行了模拟,并根据模拟试验和分析结果,探讨了底抽巷的合理布置层位。     

底抽巷合理位置及围岩支护技术研究

以首山一矿己15-12050工作面运输巷底抽巷为研究对象,通过FLAC3D研究分析底抽巷内错布置、外错布置对巷道围岩应力分布及变形效果的影响,综合考虑瓦斯抽放孔施工的难易,确定底抽巷采用内错布置。提出运用高强度高预紧力让压锚杆、锚索以及底角锚杆支护技术控制底抽巷围岩变形。现场使用效果表明,采用内错布置和上述支护技术有效控制了巷道围岩变形。     

深部高地应力巷道围岩变形特征分析与支护应用

针对高地应力下巷道变形大的特点,以鹤煤三矿4103底抽巷(上)为背景,经理论计算确定支护方案,先初喷浆,后锚杆+锚索+金属网支护,有效控制了围岩两帮和顶底板的变形,为同类地质条件矿井提供了一定的依据。     

密集抽采钻孔及浸水蠕变作用下底抽巷围岩控制技术研究

针对长平矿底抽巷变形大、服役期短和存在潜在冒顶风险等问题，提出了“型钢预应力注浆锚索网喷”综合控制技术。采用现场测试、室内实验方法，明确了底抽巷泥岩的结构特性和强度特性，揭示了裂隙化泥岩底抽巷的失稳机制，基于数值模拟和现场试验结果验证了所提围岩综合控制技术的有效性。结果表明：长平矿3号煤底抽巷泥岩具有结构裂隙化、强度低、易风化、浸水软化、蠕变特性显著的特征|以预应力注浆锚索为核心的“型钢预应力注浆锚索网喷”综合控制技术可较好地控制密集抽采钻孔和浸水软化蠕变耦合扰动下裂隙化泥岩底抽巷的围岩变形，使得底抽巷长期安全服役，有效解决了长平煤矿穿层瓦斯治理和采掘接续紧张问题，保障了工作面的安全高效回采。     

穿层钻孔封孔深度与封孔工艺优化研究

为提高穿层钻孔瓦斯抽采效率,以鹤煤中泰矿4201底抽巷瓦斯抽采工程为背景,采用力学模型理论分析与RFPA^2D数值模拟相结合的方法,通过对底抽巷围岩的应力变化规律及塑性区分布特征进行研究,确定4201底抽巷穿层钻孔合理封孔深度为8.25 m.对径向强力膨胀法封孔工艺进行优化改进和现场对比试验,结果表明,优化后的封孔工艺比原封孔工艺的平均瓦斯抽采浓度提高0.68倍,证明了穿层钻孔封孔深度的合理性和优化后封孔工艺的有效性。     

基于围岩应力-裂隙特征的封孔深度优化研究

钻孔的封孔深度直接影响到整个抽采系统的效率发挥,其合理的封孔深度是确保高效抽采的关键。以底抽巷穿层抽采钻孔为研究对象,采用数值计算和超声波探测法对钻场围岩破裂范围进行了分析实测,基于钻进速率曲线分析得到了围岩应力集中边界位置。通过基于抽采效果对比实验确定了最佳封孔深度位置。结果表明,穿层抽采钻孔封孔深度应大于围岩应力集中区边界。     

深部软岩巷道交岔点支护技术优化与应用

超化煤矿21轨道下山与21131底抽巷车场交岔点位置,主巷与支巷夹角小、巷道埋藏深、围岩性质差。为满足使用要求,结合现场条件,提出了U型钢异型梁架棚后使用矿用工字钢大梁配合将军柱抬门,支护后进行打连锁棚、喷浆、注浆、打锚索联合加固支护施工方案,保证了交岔点的有效使用宽度和高度,且稳定可靠。     

芦岭矿Ⅱ84采区巷道布置方案优化设计

淮北矿业集团芦岭矿为高瓦斯突出矿井,采用传统的底板双岩巷穿层钻孔抽采开采区域瓦斯,底板岩巷工程量大,维护困难。为提高生产效率,减少巷道工程量,对Ⅱ84采区进行优化设计。底板双岩巷采用高低巷布置,能够提高打钻效率,减少维护工程量,技术经济效益显著,彻底改变了芦岭固有的巷道布置模式。     

深井破碎围岩巷道变形机理及控制研究

为解决深井破碎围岩巷道的支护问题,针对薛湖煤矿西翼轨道大巷的地质状况,建立了巷道底鼓力学模型,研究巷道围岩的破坏特征及其影响因素,通过分析得出:巷道两帮围岩的破碎起到天然卸压作用,延缓了底鼓的产生,随着帮部岩体的压实,应力继续向底板传递,进而引发了巷道底鼓.据此提出针对深井破碎围岩巷道采用二次支护方法控制围岩变形的方案:即一次支护采用U型钢可缩性支架进行支护、二次支护采用锚注与锚梁网索联合支护,其最大的特点是将传统的滞后注浆改为适时注浆,为锚杆锚固作用的发挥提供支撑平台,提高了支护效率.通过数值模拟优化,确定了最终的支护参数,并进行了现场工业性试验,观测结果表明,巷道变形得到了有效控制,取得了较好的社会经济效益.     

平煤二矿沿空留巷综合控制技术研究

 在庚20-F23070机巷开展沿空留巷之前,结合试验巷道的顶底板岩性,对巷旁支护进行了设计计算,同时确定了合理的巷内支护参数;介绍了巷旁充填工艺,确定充填材料为水灰比为1.5：1的高水速凝材料．工业性试验表明：巷旁支护体整体浇筑效果好,接顶效果好;在高强度锚杆、锚索支护下,巷内顶板的维护情况也较好;留巷效果达到了预期目的,为回采工作面快速推进和高产高效低成本生产创造有利条件。     

袁店一井大断面软岩上山底鼓综合治理技术

针对大埋深大断面软岩巷道围岩变形严重,反复维修工程量大,底鼓突出的问题,结合工程实践,分析了巷道的底鼓的变形机理,并采用数值模拟方法研究巷道的变形破坏规律及影响因素。给出了大断面软岩上山底鼓治理技术方案,确定了锚注联合支护技术的设计参数。现场应用表明,采用锚索、底脚底板注浆锚杆和槽钢耦合支护底鼓控制方法,有效地控制了巷道的底鼓变形,取得了良好的围岩控制效果。     

巷道底鼓过程中能量转移规律及其控制研究

在深井煤矿巷道中,底鼓量往往占巷道顶底板移进量的一半以上.李村煤矿由于埋深较大受高地应力和回采工作面采动的影响,回采巷道底板出现严重底鼓现象,严重影响工作面正常生产.针对李村煤矿回采巷道严重底鼓现象,采用FLAC3D数值模拟软件对巷道围岩变形破坏特征及能量分布规律进行分析,并对巷道开挖后围岩能量转移特征展开了研究,分析...     

Study of mechanical principle of floor heave of roadway driving along next goaf in fully mechanized sub-level caving face

On the basis of analyzing floor strata mechanical circumstance of the roadway, the mechanical model was established. The relative displacement of roadway floor, narrow pillar floor coal mass and floor strata was calculated, the results showed that the high abutment pressure on coal mass beside the roadway was the main reason to lead to relative displacement of floor strata. And the roadway floor heave come mainly from three aspects. Firstly, the roadway floor strata is easily fractured by the stretch stress. Secondly, because the high abutment pressure is greater than the uniaxial compressive strength of floor strata, when the roadway floor strata are fractured, the coal mass floor strata at the same depth will be fractured, and broken rock will fluid into the open roadway. Thirdly, comparing with the coal mass floor, the roadway floor is relative ascending.     

全长锚注支护技术在断层破碎区的应用

为了保证8303辅运巷过断层期间顶板稳定,提高巷道过断层的掘进效率,分析了断层带围岩力学参数,提出了全长锚注支护技术,巷道在0~25d范围内围岩变形逐渐降低,在25d后顶底板、巷帮变形趋于稳定,顶板最大下沉量控制在0.24m以下,巷帮最大移近量控制在0.29m以下,与巷道完整阶段变形量相差不大,具有显著应用成效。     

高应力回采巷道底鼓机理及治理技术

赵固矿区回采巷道在高地应力和采动叠加支承压力的共同作用下,超前支承压力影响范围达到160 m,造成泥质底板和碎裂煤帮变形严重,围岩变形量大,底鼓量达到400 mm以上,导致大量巷道返修。大采高沿底掘进巷道为挠曲褶皱性底鼓;上分层沿顶板掘进巷道为挤压流动性底鼓。提出了赵固矿区回采巷道底鼓的治理策略,即“强帮、控制顶角和底脚、强化底板、适度卸压,底板采用自钻式注浆锚杆”,并给出了支护方案。自钻式注浆锚杆具有可接长、自锚固、自钻进、主动支护、可注浆和柔性支护的特点,是控制巷道底鼓的有力支护手段。矿压观测表明,采用自钻式注浆锚杆加固巷道底板,能够有效控制巷道底鼓。提出的底鼓控制方法可以为类似条件巷道围岩控制提供参考。     

复杂围岩大断面回采巷道底鼓控制研究

 底鼓是复杂围岩环境下巷道破坏的主要特征之一。采用有限差分软件FLAC3D对清水营煤矿110202工作面辅助运输巷道底鼓进行模拟,分析其位移、应力分布特征,得出其底鼓力学机理：巷道开挖后,在巷道顶板中形成拱形承载结构,上覆岩层重量通过拱形承载结构传递到巷道两帮,在两帮产生应力集中,在两帮垂直集中应力的约束下,底板受水平挤压作用形成主被动塑性区,当底板塑性区围岩压力大于围岩强度时,巷道底板发生应力失稳,产生底鼓。提出复杂围岩环境下巷道底鼓控制的“顶板—两帮—底板”系统结构支护方式,试验结果表明该支护方式取得了良好的底鼓控制效果,取得了显著的经济和社会效益。     

卸压法在巷道底鼓控制中的应用

巷道底鼓是巷道治理中一个难题,巷道所处的地质条件不同,巷道底鼓治理所选择的方法也不同。根据潞安集团常村煤矿S61#回风上山巷道所处的地质环境,分析巷道破坏的原因,采用卸压法控制巷道底鼓,保证了巷道的稳定,取得了明显效果。