高应力泥岩顶板巷道围岩失稳特征及控制分析

通过对高应力泥岩顶板回采巷道破坏特征、力学变形机制及失稳原因分析,建立了回采巷道锚杆-锚索支护区变形协调方程,提出了高应力泥岩顶板回采巷道围岩控制关键技术,确定了预留断面高强预应力锚杆-锚索协调变形支护方案,并对设计方案进行了数值计算与工业性试验。结果表明:高应力泥岩顶板巷道表现为顶板破碎严重及离层量大、两帮呈非对称收敛变形与底鼓量大的特征;高应力及泥岩顶板软弱围岩是巷道围岩产生破坏的内在原因,锚杆-锚索支护强度过低及锚杆-锚索支护区非协调变形则是巷道围岩破坏失稳的外在原因;古汉山矿13051回采巷道围岩为高应力-节理化-膨胀性复合型(HJS)软岩,为Ⅰ_(AB)Ⅱ_(AB)Ⅲ_(ABD)复合型力学变形机制,采用设计支护方案后,巷道围岩变形能利于释放,围岩压力减小,锚杆-锚索受力均匀,巷道围岩变形保持在可控范围内,预留断面高强预应力锚杆-锚索协调变形支护利于巷道围岩稳定。     

采动条件下孤岛工作面回采巷道围岩变形特征及其支护技术

为了解决采动条件下孤岛工作面回采巷道支护难题,以平煤一矿戊9-23010采煤工作面回采巷道作为研究对象,进行现场调查巷道围岩变形特征,分析围岩矿物成分及强度,探测围岩内部节理裂隙调发育情况等;运用FLAC3D模拟了非孤岛工作面开采与孤岛工作面回采期间的应力分布特征.分析认为:巷道围岩整体加固,两帮加强支护是保障孤岛工作面回采巷道均匀协调变形的关键.在以上分析研究的基础上,提出具有针对性的"锚杆+锚索+金属网+喷浆+U型钢拱支架"综合支护方案,并应用于现场,经过132 d的监测,结果表明:该支护方案有效地控制了巷道变形,支护效果明显.     

近距离煤层下煤层回采巷道支护设计

贵州某矿6#煤层和5#煤层为近距离煤层,下煤层回采巷道的支护问题一直是影响整个回采工作的重要因素,针对该矿下煤层回采巷道的支护问题,采用钻孔窥视仪对下煤层回采巷道的围岩结构进行了全断面探测,分析了巷道围岩破坏特征;在此基础上,结合FLAC3D数值模拟软件,研究了上煤层残留煤柱底板应力分布特征,分析了上煤层遗留煤柱集中应力对下煤层回采巷道围岩稳定性的影响,并根据下煤层回采巷道围岩受力和变形特征,提出了非对称支护设计方案,现场监测数据表明该非对称支护方案能够较好的控制巷道围岩变形。     

高应力“三软”煤层回采巷道围岩破坏机制及控制研究

为明确高应力"三软"煤层回采巷道围岩破坏模式和支护失效机制,以船景煤矿典型"三软"不稳定煤层1171综采工作面回采巷道为工程背景,通过室内及现场实验、现场观察监测和理论分析相结合的方法对巷道围岩变形破坏进行综合分析研究。结果表明:巷道围岩破坏模式为高应力条件下的软岩流变大变形破坏模式;支护失效机制为高应力条件下软弱围岩在流变作用下松动破坏扩展剧烈,致使锚网索联合支护结构失效,进而导致围岩-支护承载结构丧失承载力;对于高应力"三软"煤层回采巷道,锚网索联合支护具有明显的局限性。最后提出以新型全长黏结锚固、全封闭护面、顶板多拱有序承载和围岩协同加固技术为核心的优化支护方案并在现场实验应用,结果显示优化支护段巷道围岩变形得到有效控制。     

平沟煤矿020903工作面回风巷多次采动影响围岩稳定分析

采煤工作面回采巷道受采动影响矿压显现剧烈,复杂采动影响不利于回采巷道围岩稳定控制,致使支护工程问题日益凸显。本文以平沟煤矿020903工作面回风巷为研究对象,运用FLAC3D数值模拟技术,对多次采动影响下的回采巷道围岩应力环境变化、围岩变形破坏特征、承载结构进行数值模拟分析,分析得知:903回风巷处于邻近902采空区的围岩应力环境,同时存在来自903工作面回采影响,多重采场围岩应力叠加,围岩应力环境复杂变化造成巷道变形速率快、变形量大且支护较为困难,为此提出903回风巷采动巷道"锚索+锚杆+钢筋梯子梁+网"联合支护方案,实现对巷道的帮顶围岩的保护,进而充分发挥围岩本身的自承能力实现采动巷道的围岩控制。     

厚顶煤大断面综放回采巷道围岩支护方案

为解决马道头矿厚顶煤大断面综放回采巷道支护难题,调研了综放回采巷道工程情况与围岩变形破坏特征,分析了影响煤巷围岩稳定的因素。根据已有的支护理论并结合数值模拟研究了支护方案并分析了巷道围岩的稳定性。最后综合现场地质工程概况、模拟研究、理论分析及工程类比确定了厚顶煤大断面综放回采巷道的锚杆索联合控制方案,并将围岩控制方案在现场进行了实践。     

大断面厚顶煤回采巷道强帮强角支护技术研究

针对马脊梁煤矿大断面厚顶煤回采巷道顶板及两帮存在煤体随掘随落,巷道围岩变形量大,支护效率低,支护难度大的问题,采用现场调研、数值模拟分析对回采巷道围岩应力位移分布情况进行分析,提出在增强顶板锚杆、锚索协同性的基础上,应加强两帮支护的巷道支护对策,并对不同优化方案进行模拟分析对比,得出适合马脊梁煤矿大断面厚顶煤回采巷道的支护方案。     

采动影响下超前巷道围岩应力及变形控制技术研究

为进一步提高回采效率,降低工人成本支出,陈四楼矿21015工作面超前巷道采用主动支护进行围岩变形控制,通过对回采前后超前巷道围岩应力场及位移场进行计算,分析围岩变形破坏规律、不同回采程度下巷道围岩变形情况、不同工作面长度条件下巷道围岩变形规律,探明影响超前巷道围岩变形影响因素。研究表明,回采次数的增加导致超前支承压力由218 MPa增大至406 MPa,工作面前方应力增大区为27~32 m。其中,顶板位移量增大300 mm左右,两帮增大175 mm左右,随着回采推进,端部处巷道顶板位移呈现增大变化,距端部前方10 m处,4次回采顶板位移分别为699、874、869、827 mm,在端部前方15 m左右处,顶板位移基本恢复至未回采阶段,且工作面长度对水平位移影响较大,采用松动圈支护理论对超前巷道进行锚杆（索）参数计算,提出4种支护方案,并运用FLAC3D模拟不同方案下支护效果,最后通过工业性试验检验测得最佳方案有效地控制了围岩变形。     

深井高地应力破碎围岩回采巷道支护设计

以三元煤业2号煤层深井高地应力破碎围岩的地质情况为研究背景,通过理论计算分析,确定回采巷道的支护参数。在实际生产中利用本次设计的支护参数,开拓及回采巷道变形量相较之前减少70%左右,围岩控制效果良好,比原方案降低了支护成本,满足生产需求,设计参数较为合理。     

8603工作面回采巷道支护方案优化及数值模拟

针对深部软岩巷道围岩变形量大,传统支护结构失效的问题,以煤峪口矿回采巷道为研究背景,综合应用数值模拟和工程实践对原支护方案下巷道破坏特征进行分析,提出采用中空注浆锚索进行补强支护,并采用FLAC3D分析了两种支护方案下巷道围岩的收敛量以及应力分布情况,得出了优化支护方案能够有效控制巷道围岩破碎程度,并通过工程实践得到验...     

大采高小煤柱回采巷道支护设计数值模拟研究

通过优化大采高小煤柱回采巷道的支护方案,可以改善巷道围岩的应力分布,减小巷道围岩的变形,使巷道围岩保持稳定状态,实现建设高产高效矿井的目的。本文以王庄煤矿3045工作面为工程背景,通过数值模拟的研究方法选择5个因素,4个水平进行正交试验,对各支护方案进行比选研究,确定了大采高小煤柱回采巷道的合理支护方案,经现场观测取得了较好的经济技术效果。     

深井厚煤层坚硬顶板强动压巷道围岩控制技术研究与应用*

以深井厚煤层坚硬顶板强动压巷道支护为工程背景,在对矿井巷道围岩地质力学测试、初始支护巷道效果评价、回采超前应力监测结果分析的基础上,提出强动压影响留巷巷道加强支护与坚硬顶板切顶卸压技术相结合的综合围岩控制技术方案,有效控制了强动压巷道围岩的变形破坏,降低了回采期间巷道维修量,为工作面尾巷的二次复用和矿井安全高效生产提供了技术支持。     

高应力厚硬顶板巷道支护优化与应用

为解决耿村矿高应力厚顶板回采巷道变形严重与维护难的问题,采用现场调查的方法研究了巷道围岩变形特征,采用理论分析的方法分析了巷道围岩变形的原因,提出了符合该矿高应力厚顶板巷道的“高预应力锚网喷+注浆+U型钢支架”的支护方案。高预应力锚网喷维护浅部围岩稳定并调动深部围岩承载能力,注浆封闭巷道围岩裂隙并增强巷道围岩整体稳定性,U型钢支架提高支护的承载能力。实践表明,优化方案对高应力厚顶板巷道围岩控制效果良好,保证了巷道的正常使用。     

弱黏结复合顶板回采巷道围岩变形与加固技术

针对色连二矿12205工作面回采时辅助运输巷围岩变形破坏严重的问题,从巷道围岩岩性、应力变化、水的弱化作用及原支护结构失稳4个方面分析了巷道围岩失稳的原因,提出了回采巷道加固支护方案,应用FLAC~(3D)数值模拟软件对原支护方案与加固方案进行对比分析。结果表明:工作面回采前加补顶板锚索与增打两帮走向锚索,巷道围岩中垂直应力峰值位置向巷道边缘移动了0.9 m,巷道顶底板与两帮移近量分别降低了274 mm与240 mm,巷道围岩的塑性破坏区范围最小。现场实践表明:工作面回采影响期间,辅助运输巷采用加固支护方案后,顶底板及两帮累计移近量比未加固段平均降低了约50%,该巷道加固支护方案取得预期的效果。     

呼吉尔特矿区深井强动压巷道支护技术研究与应用

以呼吉尔特矿区母杜柴登煤矿强动压影响巷道为工程背景,考虑到矿井回采巷道初期支护强度低、抗动压扰动能力差、巷道服务年限长支护材料锈蚀严重等问题,在对矿井巷道围岩地质力学测试、初始支护矿压显现与效果评价、回采超前应力监测结果分析的基础上,提出强动压影响巷道加强支护技术方案,有效控制了强动压影响巷道围岩的变形破坏,显著提高了回采动压影响二次复用巷道的安全程度,为工作面安全高效回采提供技术保障。     

神经网络在锚杆支护方案优选及变形预测中的应用

根据综放回采巷道的特征,确定其锚杆支护形式优选需要考虑的因素为：围岩强度、煤层强度、巷道埋藏深度、围岩节理裂隙发育程度、采动影响、顶煤厚度、护巷煤柱宽度、巷道断面面积,这些因素和支护形式、支护参数一起对巷道围岩变形产生影响.根据巷道支护方案和围岩变形与其影响因素为非线性关系的特点,建立了综放回采巷道支护方案优选和围岩变形预测的神经网络模型,为支护设计和生产管理提供科学依据.     

大埋深高应力回采巷道支护技术研究

本文以曙光煤矿1228工作面大埋深高应力回采巷道为研究对象,对巷道围岩地质力学参数进行了评估,分析出巷道原有支护方案存锚杆锚索同排布置、锚杆锚索预紧力小及托盘形状及承载能力不足的问题,因而导致了巷道围岩的大变形,基于此提出了改进支护方案,工业性试验结果表明,该方案可有效控制巷道围岩变形,效果良好。     

大埋深梯形巷道围岩应力分布规律及支护优化

梯形巷道围岩的应力分布呈现非对称分布的特征,容易发生应力集中,引发巷道失稳破坏。以陈蛮庄煤矿3410工作面为背景,针对巷道变形量较大且破坏严重的情况,运用巷道围岩松动圈理论,分析了梯形巷道顶板应力分布特征,推导并计算了围岩塑性区最大半径,进而对现有回采巷道支护方式进行力学分析,验算当前支护下的支护强度。运用FLAC3D数值模拟研究揭示了当前支护条件下的围岩应力分布及变形规律,面对巷道底板底鼓、顶板蠕变、高帮局部滑移现象,基于原有支护提出补强支护的方案：在高帮中部偏上位置布置一根锚索,原有支护的锚索向下移动1 600 mm;在低帮增加锚索补强支护,且原有的锚杆、锚索更换为高强锚杆锚索,提高巷道围岩的承载能力。通过数值模拟验证了优化后的支护布置对围岩的控制效果显著,能够满足生产需要,有效控制了巷道围岩的变形与破坏。     

极近距离煤层回采巷道合理布置与支护技术

为解决申南凹煤矿极近距离煤层回采巷道布置与支护难题,采用理论分析得出:回采巷道应以内错式的布置方式为主,错距在4.88m以上。通过数值模拟分析围岩应力变化规律,塑性破坏情况以及围岩变形情况,得出回采巷道的错距为7m,并根据模拟结果提出支护设计方案,为煤矿其他类似地质条件工作面巷道布置及支护提供借鉴。     

潘二矿11123工作面回采巷道支护参数优化设计研究

针对回采巷道受采动应力影响支护效果差、变形难以控制的问题,依托潘二矿11123工作面回采巷道为工程背景,进行回采巷道支护设计参数优化研究。首先采用工程类比方法,初步选取该回采巷道支护参数,考虑不同采动应力环境下对初选支护参数的巷道围岩顶、底板变形量进行模拟研究,得出高应力环境下巷道围岩变形量大的结论;其次,选用全长锚固对初始支护参数进行优化,结合模拟研究选取最佳支护参数,并提出巷道受超前应力影响下的顶板管理技术;将优化后支护设计参数运用于11123工作面上巷道施工中,矿压监测结果反馈支护效果良好。研究为类似地层条件下回采巷道支护参数设计提供技术参考。