小庄矿破碎围岩变形特征及加强支护研究

针对小庄矿辅助运输巷帮部破碎围岩较难支护的问题,分析原支护方案下巷道围岩变形特征,提出了巷帮差异性加强支护的方法来解决巷道严重失稳的问题,运用FLAC3D数值模拟对原支护与加强支护的围岩顶底板、两帮移近量进行对比。分析结果表明,采用加强支护后能够有效控制围岩变形,得出了巷道帮部围岩变形规律;通过工业性试验,对100 m范围内巷道围岩变形进行监测,发现加强支护与数值模拟结果较为吻合,显著提高了围岩强度和承载能力,有效控制了巷道帮部的破碎变形。     

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。     

大断面巷道掘进支护参数优化设计及应用效果研究

木瓜矿南区左翼下组辅助运输巷为大断面巷道,为了解决掘进过程中原先支护方式下巷道围岩变形速度过快以及变形量较大的问题,采用FLAC3D软件建立木瓜矿南区左翼下组煤辅助运输巷支护模型,对巷道的支护方案进行了对比研究,确立了锚杆+锚索+工字钢+金属网的支护方式,对围岩补强了支护。研究结果表明:通过采用上述支护方式,使顶板最大变形量控制在了81mm,两帮最大变形量控制在了148mm,并且在现场实测中得到验证,有效地控制了顶板及两帮的变形。     

强动压影响下巷道锚杆受力特征及支护优化研究

针对斜沟矿18503工作面回采过程中,动压巷道锚杆受力呈现左帮右帮顶板的趋势,阐述了动压巷道围岩非对称性破坏特征。基于研究结果,结合斜沟矿18503工作面围岩赋存特征,对原支护设计进行优化,并进行了工业性试验。试验结果表明:支护优化设计方案较好,充分发挥了锚杆的支护作用,有效实现了支护体与围岩共同承载、共同调节作用,抑制和减小了围岩向巷道空间内部移动,使得动压巷道围岩变形得到有效控制。     

孤岛工作面强烈动压巷道支护技术研究

针对孤岛工作面两巷受强烈动压影响矿压显现强烈、支护困难的问题,以五阳煤矿7603孤岛工作面运输巷为工程背景,运用FLAC3D模拟软件,分析了相邻7605工作面回采后运输巷围岩应力分布规律和7603工作面回采阶段不同支护方式下运输巷围岩变形规律,确定了7603孤岛工作面运输巷采用高预应力强力锚杆锚索+帮部锚索补强的组合支护方案,并进行了现场应用。研究结果表明:采用高预应力强力锚杆锚索+帮部锚索补强的组合支护方案后,巷道支护强度明显提高,巷道变形量减小,巷道稳定周期明显缩短,较好地控制了巷道变形。     

高应力软岩回采巷道支护技术研究

船景煤矿2#煤层埋深达600 m,且直接底板为铝质泥岩,遇水易膨胀,围岩层理发育,变形破坏严重,影响了矿井的正常安全。以1122运输巷为例,在巷道现场变形破坏形式的基础上,分析其破坏特征,阐述了1122运输巷围岩变形破坏机理,提出了强顶固帮及减跨补强控底的支护方式,设计采用单体支柱配合锚网索的支护技术方案。利用FLAC2D数值模拟出巷道支护前后的围岩应力状态、变形特征,并验证了支护方案的可靠性。现场矿压观测结果表明,该支护方案较好地控制了1122运输巷的变形,保证了巷道围岩的稳定性,为类似高应力软岩回采巷道支护提供了参考。     

强烈动压巷道受力不对称特性及帮强控制研究

针对五阳煤矿7603运输巷围岩工程环境,基于相邻工作面回采后围岩受力和变形的不对称性特性,提出帮整体强化支护理念,从强化弱帮、建立强力支护结构体和提高整体支护刚度3方面设计控制体系,并确定了帮强控制方案,进行了现场应用。工程实践表明,帮整体强化支护技术有效地解决了该条件下巷道维护难题,保证了巷道稳定。     

深部松软破碎煤巷高强锚网支护技术研究与应用

为了保证在深部条件下的松软破碎煤巷围岩的稳定以及生产安全,以某矿221212运输巷实际条件为工程背景,实测了顶底板的地质情况,提出高强度锚网支护方案,利用悬吊理论,计算锚杆和锚索的长度、倾角、张力等支护的基本参数。现场实践和观测表明,在240 d内,前80 d顶板和左帮的变形量较小,底板和右帮变形量较大,顶板和左帮移近量为50 mm,底板变形量为180 mm,右帮变形量为130 mm,80 d后变形速率逐步趋于稳定,围岩受力逐渐平衡,巷道围岩趋于稳定,巷道支护效果良好,为类似巷道的支护设计提供了参考和借鉴。     

大断面高巷帮破碎围岩巷道支护技术研究

针对长平煤矿Ⅲ43142巷大断面高巷帮围岩破碎特点,在地质力学参数测试基础上,分析了高巷帮巷道围岩变形破坏机理,并针对其特点确定了以W钢护板为两帮支护组合构件的锚杆索联合支护方案。该方案实施于井下并进行矿压监测,监测结果表明该方案可以有效控制围岩变形,为类似条件的大断面高巷帮破碎围岩巷道支护提供了参考。     

采动影响下松软围岩巷道补强支护机理及控制技术研究

为解决5-202工作面回采期间运输巷围岩变形量大的问题,通过对采动影响的补强支护机理进行具体分析,结合运输巷在原有支护方式下巷道围岩的变形情况,提出桁架锚索+单体锚索+单体支柱的补强支护方案,并在方案使用过程中进行矿压监测。监测结果表明:补强方案实施后,巷道围岩变形量得到了有效控制,保证了巷道的正常使用。     

泥岩顶底板回采巷道变形特征及支护技术

为解决木瓜煤矿泥岩顶底板回采巷道变形大的难题,在分析失稳原因的基础上,确定采用桁架锚索支护系统。研究表明,锚索桁架与顶板为线接触,可以显著改变巷道顶板围岩的受力状态,提高围岩的自承能力。结合工程类比和数值分析的方法确定了具体的支护参数,在10-1021巷应用取得了较好的控制效果。     

近断层大断面巷道变形分析与控制

为了解决近断层大断面巷道的支护难题,针对山西晋城赵庄矿近断层大断面巷道53121巷在掘进期间发生顶板剧烈下沉、两帮非对称变形和支护结构失效的现象,通过现场调研和数值模拟,分析近断层大断面巷道变形破坏的特征和原因。结果表明,断层面剪切滑移破坏、围岩松软破碎、支护结构针对性差是造成大断面巷道变形破坏的原因。利用非对称支护原理,提出该巷道围岩的控制技术,即顶板采用全锚索支护方式控制大断面巷道顶板下沉,两帮采用锚杆+锚索非对称支护技术控制大断面巷道两帮非对称变形,促使支护结构均匀承载,从而控制巷道围岩变形。工程实践表明,采用新支护方案后,围岩变形得到有效控制,巷道稳定性大幅提高。     

马脊梁矿巷道支护优化方法研究与实践

同煤集团马脊梁煤矿的巷道锚杆支护设计一般采用工程类比法,设计思路保守,既不能保证有效的支护强度,又影响掘进支护的效率。为了加强支护效果,根据马脊梁矿的地质条件和矿压特点,提出了优化方案,用数值模拟的方法进行了理论验证。实践证明该方案能够降低围岩变形程度,提高稳定性。     

大断面煤巷变形破坏规律及控制技术

采用理论分析、FLAC3D数值计算和工程实践等方法,研究分析巷道宽度对巷道围岩变形、塑性区及应力分布的影响规律,提出了巷道临界宽度判定指标：巷道顶板拉破坏深度为1.5 m,顶板拉破坏深度大于1.5 m的巷道维护困难。并提出了超过临界宽度的巷道支护技术为：及时支护、高强高预紧力锚杆、锚索支护和高初撑力的临时支护。研究成果成功应用于王庄煤矿6207综放工作面运输巷。     

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。     

综放沿空巷道不对称支护技术研究

为研究不对称支护对综放沿空巷道围岩的影响,以高良煤矿3205综放面附近的一条沿空巷道工程为背景,在传统对称支护方案设计基础上,对煤柱侧锚杆和锚网进行加强设计,得到了不对称支护方案;采用FLAC^3D数值模拟分析对称和不对称支护条件下沿空巷道周边围岩的应力、变形。分析结果表明,非对称支护方案对围岩应力分布影响不大,但能够有效改善沿空巷道周边围岩的位移。     

Surrounding rock deformation regularity of roadway under extremely complicated geological conditions in deep mine and its control

By combining the practices of deep mine mining in Changguang Mine field and using the Universal Distinct Element Code 3.0 (UDEC3.0) numerical computing method, the distribution characteristics of deformation field and stress field as well as the surrounding rock deformation regularity of soft rock roadway are analyzed under extremely complicated geolog-ical conditions, a technical principle of bolting to control the surrounding rock of roadway is put forward. And also using a dynamic control for surrounding rocks designing method, the supporting parameters and implement plan are rationally determined. The experimental tests have obtained a good controlling result of surrounding rock.     

深部煤巷偏应力场分布特征及围岩控制研究

针对受多重采动影响的深部巷道变形量大、支护困难等围岩控制问题，以赵庄煤矿33092巷为研究对象，通过现场调研、理论分析、数值模拟等方式分析了受重复采动影响的深部煤巷围岩变形破坏形态，获得了深部巷道围岩偏应力分布特征及塑性区演化规律。研究结果表明：33092巷围岩偏应力S1和塑性区都呈倾斜的“8”字型分布，属于明显的非对称式破坏，现场巷道破坏形式与理论分析、数值模拟结果基本一致|基于偏应力和塑性区的非对称分布形态，提出了33092巷的非对称支护改进方案并在现场进行工业试验，试验结果表明该方案能维持巷道围岩的稳定性，保证巷道服务期内的安全使用。     

石炭井二矿倾斜煤层巷道支护技术研究

针对倾斜煤层巷道围岩应力分布复杂多变、常规支护方案效果欠佳的问题,结合石炭井二矿具体工程背景,采用理论分析、数值模拟以及现场监测的手段,对倾斜煤层直角梯形巷道支护技术进行了系统研究。研究结果表明:倾斜煤层直角梯形巷道顶底板竖向应力向低帮侧偏斜,水平应力在巷道尖角处集中,在顶板两侧尖角处表现得尤为突出。根据这种特征提出了具有针对性的非对称支护方案,并进行了数值模拟分析,支护后围岩应力非对称分布特征得到明显改善,变形量大大减小。现场实施监测表明该方案能有效控制倾斜煤层直角梯形巷道的非对称变形破坏,根据巷道围岩应力非对称分布规律提出针对性的支护方案对倾斜煤层巷道围岩稳定性控制具有重要作用。     

复杂应力下巷道底鼓控制关键技术研究

针对回坡底煤矿1021软岩巷道底板变形失稳问题,旨在研究其底鼓变形机理,并提出合理的底鼓控制方案。采用了理论分析、现场监测、数值模拟、井下应用等研究手段,详细研究了巷道底板围岩非对称受力分布状态、底鼓非对称变形分布状态及底鼓控制技术。研究结果表明:1021巷道处于上部采空区遗留煤柱底板破坏范围内,距离煤柱远的一侧位移速度更快;底板围岩受力非对称性,导致非对称性变形,巷道底板近煤柱侧水平变形量为近胶带侧1.2倍,近胶带侧底板垂直变形量为近煤柱侧的1.5倍;靠近煤柱侧采用卸压法改善应力环境,近胶带侧采用加固法控制围岩变形,因此提出了卸压孔和加固孔相结合的底鼓控制方案,并确定了相关孔位的具体技术参数。将该方案应用于井下巷道现场,防治段底板变形量与未防治段相比大幅减小,20 d后变形趋于稳定,底鼓控制效果显著。