地下倾斜巷道U型钢支架支护数值模拟

针对某工程巷道为地下倾斜及有软岩夹层的特点,用ANSYS有限元软件建立模型,分析U型钢支架支护机理.     

上层煤柱下综放沿空回采巷道矿压规律研究

为揭示上层残留煤柱下综放沿空回采巷道矿压显现规律,有效控制围岩变形,根据阳泉一矿8902综放面地质与开采条件,结合现场沿空回采巷道矿压观测结果,应用FLAC3D数值模拟计算分析回采巷道塑性区发育及应力分布情况.研究表明,综放回采巷道在上层残留煤柱影响与本层煤回采引起的应力重新分布耦合作用下,回风巷两帮及顶底移近量高达1985,1877mm,局部断面不足2m2,严重制约了工作面安全高效生产,采取合理布置回采巷道及减小区段煤柱宽度等措施可有效维护巷道.     

地应力对锚杆支护的沿空巷道的影响

在数值模拟的基础上,研究了地应力大小及方向对沿空巷道表面位移、深部位移、锚杆布置及护巷煤柱尺寸等的影响,同时对研究结果在现场的应用情况进行了分析．从地应力影响的角度研究了窄煤柱护巷巷道采用锚杆支护的可行性．研究结果表明：地应力（尤其是最大水平主应力）的大小及方向是影响锚杆支护巷道围岩稳定性的关键因素之一,最大水平主应力与巷道轴线的夹角愈小愈有利于巷道围岩的稳定．研究结果不仅为确定合理的护巷煤柱尺寸,而且为科学、合理设计回采巷道锚杆的支护参数提供了依据     

深井综放沿空掘巷合理支护形式研究

为了给深井综放沿空掘巷的支护选型和参数设计提供指导与依据,首先从结构力学的角度对目前综放沿空掘巷常用的工字钢棚和锚网梁(索)2种支护形式的作用机理进行了分析,然后通过实验室物理模拟试验研究了上述2种支护形式的作用效果,并且从关键承载层与次生承载层的相互关系分析了锚索的支护作用.结果显示,锚网梁(索)支护能很好地适应深井综放沿空掘巷的变形特点与维护要求,是理想的支护形式;顶板锚索的作用主要是将锚杆锚固形成的次生承载层与深部关键承载层连接起来,大大增强围岩稳定性.     

倾斜特厚煤层综放沿空掘巷围岩稳定性研究

为探究倾斜特厚煤层综放沿空掘巷围岩控制的合理方案,以陈家沟矿为工程背景,采用理论分析、数值模拟和现场实践相结合的方法开展研究.通过建立内应力场的载荷传递模型,推导了倾斜煤层开采的"内应力场"表达式.数值计算结果表明:受关键块破断回转的影响,厚煤层沿空巷道煤柱的变形破坏主要发生在中上部区域;与水平煤层不同,倾斜煤层沿空掘...     

窄煤柱沿空掘巷巷道围岩变形影响因素及非对称支护技术研究

为确定窄煤柱沿空掘巷巷道围岩变形影响因素和围岩控制方案,以晋能控股集团煤业集团有限公司隆博煤业有限公司8507工作面回风巷为工程背景,基于正交试验和FLAC3D数值模拟试验对沿空掘巷巷道围岩变形影响因素、不同条件下巷道围岩变形特征、4～10 m不同宽度煤柱的塑形区破坏范围、巷道围岩应力分布和顶板位移特征进行研究.结果表明:在煤柱宽度、煤体内聚力、煤体内摩擦角、直接顶厚度和顶板强度5种影响因素中,煤柱宽度对巷道围岩变形影响最显著;随煤柱宽度增加,巷道围岩塑性区破坏和变形主要表现在窄煤柱帮、顶板、底板和实体煤侧等部位,塑性区范围变化较小;合理的煤柱留设宽度为8m;巷道围岩变形为非对称性变形,煤柱侧巷道顶板和帮部变形显著大于工作面开采侧的.根据窄煤柱沿空掘巷巷道围岩变形特征,提出"顶板和两帮锚网索+钢带、窄煤柱帮贴帮槽钢梁+注浆加固补强"的非对称支护方案.现场工业性试验结果表明,煤柱留设宽度和支护方案合理,巷道变形后能够满足工作面开采需要.研究结果可为类似地质条件下窄煤柱沿空掘巷巷道围岩控制提供参考依据.     

综放沿空小断面留巷技术研究

随着开采强度的增加，综放工作面的瓦斯超限问题日益突出．以王庄煤矿5201综放面为例，提出采用综放沿空小断面留巷技术，布置J型通风系统，治理综放工作面瓦斯超限．由关键块的分析和数值模拟结果，确定了综放沿空小断面留巷的断面形状，给出了斜梁的合理支护设计．矿压观测结果表明，留巷小断面变形以及留巷煤帮深部位移有较好的收敛性，能够满足工作面抽放瓦斯的需要．     

松软厚煤层开切眼锚网索支护技术研究及其应用

针对松软厚煤层综放面开切眼断面大和围岩变形破坏强烈等特征,建立开切眼原始围岩结构计算模型,模拟计算各种不同的锚网索支护方案,优化支护参数,选定安全经济的支护方案.现场工业性试验表明,锚网索支护方案I满足工程要求.     

沿空掘巷卸压支护技术研究

根据凤凰山煤矿现场实际情况 ,在矿压观测的基础上 ,分析了沿空巷围岩变形及支架载荷特征 ,结合卸压支护的维护原则 ,阐述了围岩蠕变卸压支护方式的原理 ,成功地在2 32 2工作面回风巷进行沿空掘巷卸压支护 ,实现了该巷道在服务期限内无维修 ,节约了维护费用 ,减少了优质煤炭资源的损失 ,提高了煤炭资源回采率和矿井的经济效益 .该种支护方式工艺简单、费用低、便于推广 .     

沿空掘巷卸压支护技术研究

根据凤凰山煤矿现场实际情况,在矿压观测的基础上,分析了沿空巷围岩变形及支架载荷特征,结合卸压支护的维护原则,阐述了围岩蠕变卸压支护方式的原理,成功地在2322工作面回风巷进行沿空掘巷卸压支护,实现了该巷道在服务期限内无维修,节约了维护费用,减少了优质煤炭资源的损失,提高了煤炭资源回采率和矿井的经济效益．该种支护方式工艺简单、费用低、便于推广．     

联合支护形式及其在软岩巷道的应用

本文认为对于处在松软岩层中的巷道或硐室宜采用不同形式的联合支护。文章分析了联合支护结构中各支护体的作用,认为一次支护必须用锚喷,二次支护可根据巷道的类别、服务年限、岩石性质、矿山地质条件、地压特性等采用不同的支撑形式组成联合支护,这种加固与支撑围岩的联合支护形式是软岩巷道的合理支护形式。     

淮南矿区某煤矿巷道支护效果数值模拟

结合淮南矿区的生产实际,将有限差分法软件(FLAC3D)引入到巷道稳定性计算中,对巷道不同厚度混凝土支护、不同根数的喷锚支护进行数值模拟计算,探讨围岩变形机理与支护效果.计算结果表明:随着喷射混凝土厚度的增加,巷道围岩变形呈负指数曲线规律下降,应力集中现象明显减弱;喷锚支护随着锚杆数量的增加,应力集中分布区域及最大位移明显减小.     

深部开采软岩巷道耦合支护数值模拟研究

通过对深部开采软岩巷道的变形破坏机理的研究发现，巷道变形破坏主要是由于支护体力学特性与围岩力学特性在强度、刚度以及结构上出现不耦合所造成的；且变形首先从关键部位开始，进而导致整个支护系统的失稳．因此，要保证深部软岩巷道围岩的稳定性．必须实现支护体与围岩的耦合．数值模拟研究表明，当锚杆与围岩在刚度上实现耦合时，能最大限度地发挥锚杆对围岩的加固作用；当锚网与围岩在强度上实现耦合时，将会使围岩的应力场和位移场趋于均匀化；当锚索与围岩在结构上耦合时，可以充分利用深部围岩强度来实现对浅部围岩的支护．实践证明，软岩巷道耦合支护可以有效解决深部开采软岩巷道支护问题。     

超长"孤岛"综放面大煤柱护巷的数值模拟

基于兖矿集团兴隆庄4324超长“孤岛”综放工作面开采条件，采用离散元数值计算程序UDEC3．0，模拟研究了不同宽度煤柱护巷条件下巷道围岩的应力分布和变形特征，分析了不同宽度煤柱的承载状况和应力峰值区的位置．研究表明，采用20m大煤柱维护巷道，可以改善巷道围岩应力环境；煤柱的承载能力适应超长“孤岛”综放工作面顶板的活动规律；围岩变形量小；能够保障巷道的整体稳定性和有效断面．通过现场实测，讨论了大煤柱维护巷道的矿压显现规律和对巷道的良好维护效果．     

三软综放沿空锚网索支护巷道回采期间围岩变形特征

针对三软综放沿空巷道围岩大变形、难支护的特点,提出采用锚网索支护新技术,通过对试验巷道数值模拟以及表面位移、围岩深部位移和围岩应力的现场监测,分析了试验巷道矿压显现活动规律,掌握了试验巷道在锚网索支护下的围岩变形规律,这为锚网索支护在三软煤层巷道的推广应用和支护参数设计提供了科学依据.     

复杂条件煤巷掘进顶板控制数值模拟及应用

为了解决刘庄煤矿大断面煤巷复合破碎顶板稳定性难于控制,制约快速掘进,影响安全施工和巷道维护这一重大工程问题,运用FLAC3D数值模拟分析,对巷道断面和支护进行优化设计,提出人造拱形断面及滞后迎头一段距离的弱化支护技术,实现了最高月掘进1 510m的好成绩,为煤巷快速掘进顶板控制提供了保障。