切顶卸压沿空留巷顶板破坏机理及控制技术

为解决采煤工作面切顶卸压沿空留巷顶板变形破坏等问题,根据柠条塔煤矿S1201工作面实行切顶卸压沿空留巷过程中矿山压力显现规律,建立顶板切缝力学模型,对该矿厚煤层切顶卸压巷道裂隙发育机理及影响因素进行了研究,提出了将巷道划分超前支护区、动压影响区和成巷稳定区以及裂隙发育判据条件。研究结果表明:裂隙发育主要集中在动压影响区;从控制基本顶动压、顶板支护强度和采空区帮侧向压力等方面考虑,采取了增大临时支护距离、加强主动支护强度和优化顶板切缝参数的针对性控制措施,根据现场监测结果巷道中部顶底板移近量由320 mm减至200 mm,且裂隙区内裂隙不再扩展,顶板稳定性控制效果良好。     

裂隙带顶板巷道围岩破坏机理及稳定性控制

针对上行开采过程中顶板巷道支护困难的问题,采用UDEC离散元数值模拟软件对上行开采过程中采场采动裂隙、塑性区以及巷道围岩裂隙、塑性区发育进行了系统的研究和分析,研究结果表明:采动作用下顶板巷道围岩破坏以巷道顶、底板破坏最为明显,靠工作面侧的巷帮破坏次之。采场采动裂隙、塑性区发育与巷道围岩裂隙、塑性区发育在工作面的推进过程中不断相互吸引和促进,最终贯通。同时,当采动作用达到一定程度时,采动裂隙会以顶板巷道顶板为起点向上发育,而巷道肩角处塑性区向上产生畸形发展,其发育方向与采场覆岩断裂角一致,其发育高度远远大于未受采动影响的巷道塑性区发育高度。基于分析结果,提出了上行开采裂隙带顶板巷道支护策略,并以山脚树矿上行开采为工程背景对其顶板巷道原有的支护形式进行了改进,改进后的支护能够有效保证巷道围岩稳定。以上研究成果可为上行开采工程中顶板巷道的支护提供设计参考,丰富采动巷道围岩稳定性控制理论成果。     

高地压巷道动力显现区域围岩稳定性的钻孔窥视分析及对策

针对高地压作用下小庄煤矿40204运输巷在工作面超前区域的动力显现问题,采用钻孔电视成像仪对该区域内8个巷道断面进行了钻孔窥视探测,研究裂隙在顶板、煤柱帮和实体煤帮内的发育程度及分布规律,进而分析该区域巷道围岩的稳定性。根据研究结果,采取加强支护及煤体卸压措施,降低围岩局部应力集中,保持支护结构完整。研究表明,工作面超前60m范围内围岩裂隙较为发育,支护损伤较大,稳定性较低。在工作面超前区域内,区段煤柱帮的裂隙比实体煤帮更为发育,稳定性相对较低;工作面超前区域顶板离层较为严重,需要加强顶板支护强度,以保障巷道顶板的稳定性。依据钻孔窥视结果,采用锚索配合槽钢补强支护及煤体爆破卸压措施;经过钻屑法检验,上述措施有效降低了巷道冲击危险性。     

复合顶板动压巷道变形破坏机理与锚杆支护技术

薛虎沟煤矿为解决复合顶板巷道围岩控制和支护困难,通过理论分析、数值模拟并结合工程实践,对复合顶板巷道变形破坏机理及相应的锚杆支护技术进行了分析及应用。结果表明复合顶板动压巷道围岩变形破坏主要是锚杆支护的主动支护作用效果差,特别是复合顶板岩层节理裂隙发育程度高,会使巷道顶板的稳定性大幅降低;结合矿井实际地质条件,采用锚杆、锚索联合支护技术,提升了锚杆、锚索的预紧力,增强了联合支护的支护强度,提高了联合支护的主动支护效应,可有效控制复合顶板动压巷道围岩的变形破坏。     

破碎顶板巷道“锚网索+深浅孔注浆”支护研究

针对破碎顶板巷道顶板围岩强度低、节理裂隙发育程度高,巷道更易于变形等问题,采取"锚网索+深浅孔注浆"联合支护法控制破碎顶板巷道。81011工作面回风巷支护试验表明,"锚网索+深浅孔注浆"可在提高围岩整体强度的基础上对围岩进行有效控制。     

深埋复合顶板煤巷破坏特征及跨界锚注分级连续化支护技术

为解决深埋复合顶板巷道围岩大变形的问题,以新安煤矿3205工作面材料巷为工程背景,采用现场分析与UDEC数值模拟相结合的手段,分析了复合顶板巷道变形破坏特征及其影响因素,基于巷道顶板厚层锚固原理,提出了跨界锚注分级连续化支护技术方案,通过现场监测和模拟结果验证了新方案的可行性。研究表明：初期支护强度对巷道的维控至关重要,优化后的支护方案有效控制了巷道围岩变形,顶板及两帮变形量分别降低了64%和63%;并且大幅抑制了围岩裂隙发育,最大裂隙深度由9.56 m降低至3.26 m;新支护方案构建了顶板厚层稳固的锚固岩梁结构,可以维持巷道长期稳定承载。     

含软弱夹层的石灰岩顶板回采巷道支护技术研究

以晋能集团同富新煤业有限公司502辅助运输顺槽为工程背景,根据巷道顶板节理裂隙发育程度和软弱夹层的不同位置对巷道顶板的分类结果,采用数值模拟方法,分析了不同类别的顶板在不同巷道支护方式下的位移变化规律,确定了合理的巷道支护方式,改变工字钢金属支架支护为锚杆锚索支护方式,能够保证巷道围岩的稳定。     

综放大断面巷道沿空掘进支护设计研究

以某矿23105工作面皮带巷为例,采用地质力学测试、围岩强度测试、钻孔窥视等方法,研究了综放大断面巷道沿空掘进过程中围岩强度结构。结果表明:23105工作面皮带巷围岩为中等应力值区域,原岩应力属于中低水平;巷道顶煤强度较高,有利于锚索锚固,而帮部煤层强度整体低于顶煤强度;巷道顶板除浅部局部裂隙较发育外,整体完整性较好,裂隙发育程度低,有利于锚索的锚固。提出强顶强帮的支护思路,采用高预紧力强力树脂锚固锚索锚杆联合支护的方式。经过现场工业试验可知,顶板最大下沉量为90 mm,帮部最大移近量为45 mm,支护效果良好,可满足工作面采掘的需要。     

复合顶板软弱煤层巷道破坏及支护应用

复合顶板软岩巷道强度比较低,节理裂隙发育,随着工作面的推进顶板极易破坏冒落,影响煤炭高效开采。利用力学模型分析复合顶板的破坏机理以及影响顶板稳定性的因素,得出软弱岩层巷道顶板肩角处和梁中间处容易发生破坏。举出工程实例,结合围岩破坏机理提出支护措施,并用实践分析支护效果。     

近距离煤层采空区下裂隙发育顶板巷道支护技术研究

针对近距离煤层采空区下裂隙发育顶板巷道变形难以控制的问题,以巷道位置选择、裂隙发育顶板结构分析为出发点,采用小孔径围岩结构窥视、数值计算的方式研究了上、下部煤层顶板岩层结构和应力分布特征。研究结果表明,同向内错布置可避开上部煤层残留煤柱集中应力传递和扩散对下部煤层的影响,解放了下部煤层开采部署;近距离煤层层间距小,夹层裂隙发育,必须严格控制岩层的进一步扩容变形,控制裂隙扩展。针对近距离煤层采空区下裂隙发育顶板提出了采用高预应力全长锚固锚杆支护系统,下部煤层巷道变形得到了有效控制,取得了良好的效果。     

深井大断面软弱厚煤顶开切眼巷道围岩稳定性及控制

针对深井大断面软弱厚煤顶切眼巷道存在的支护难题,以郭屯矿3301大采高工作面开切眼为工程背景,采用数值模拟、理论分析与现场实测相结合的方法,研究巷道围岩变形破坏规律及相应的控制技术,研究结果表明:①切眼巷道围岩依次划分为裂隙贯区、裂隙发育区、微裂隙区,随着切眼宽度增加,裂隙区位增大特征明显,当巷道宽度为12 m时,裂隙贯通区最大高度为2.6 m,两帮裂隙贯通区为1.1 m,顶板裂隙贯通区高度为1.5 m;②大断面、高采掘应力与煤体低强度是深井大断面厚煤顶切眼巷道稳定性主要影响因素,三者相互作用、相互影响,导致顶板和两帮裂隙快速发育进而发生塑性破坏,产生显著表面变形;③结合实际地质生产条件,提出了"高强锚杆支护+大直径锚索支护+单体柱加固"为核心的控制技术,并阐述了其控制机理,现场工业试验验证了支护方案的合理性。     

钻孔摄像技术在巷道围岩控制中的应用

利用TYGD10型岩层钻孔探测仪,对巷道围岩进行静态和动态观测。对摄像结果进行处理分析,直观地反映了巷道围岩构成以及裂隙发育和分布情况,并找出了巷道顶板裂隙水出水位置。结合巷道支护方案,对不同时期掘进巷道围岩进行钻孔探测,分析不同测站裂隙分布及发育情况,不仅对巷道支护效果进行了检测,同时得出了巷道围岩裂隙发展发育规律。     

煤矿松散煤层破碎顶板巷道支护技术研究

安阳煤矿1512工作面胶带巷沿5号煤层顶板掘进,煤层松散顶板破碎,巷道支护难度大。通过现场原位测试地应力大小和方向、顶帮煤岩体强度和节理裂隙发育情况、顶底板岩石矿物成分分析等手段,揭示巷道变形机理为煤层强度低且松散,顶板砂质泥岩完整性差,顶底板岩石黏土矿物含量高遇水易软化和膨胀,加之锚杆锚索预紧力低且护表构件面积小,锚杆锚索预紧力不能实现有效扩散,巷道初始支护强度低,以上因素综合影响致使巷道产生较大变形。针对性提出以提高锚杆锚索预紧力并增加支护构件护表面积为技术核心,设计了巷道支护方案,进行了现场试验,矿压监测结果显示,高预紧力锚杆锚索+喷浆支护的协同控制技术方案,基本解决了安阳煤矿松散煤层破碎顶板巷道支护难题。     

破碎顶板巷道注浆联合锚索支护技术应用实践

针对厚松软破碎顶板强度低、节理裂隙发育、遇水强度弱化及变形难以控制等问题,采用现场监测与数值模拟等方法,对厚松软破碎顶板进行改进支护,提出"分区注浆+锚杆、锚索、金属网支护"的联合支护方案,数值模拟结果表明,围岩塑性区面积显著减小,锚杆、锚索发挥承载作用,淋水区域的巷道顶板下沉量仅为107mm,围岩松动破碎范围大大减小。     

复合顶板巷道变形破坏特征与锚杆支护技术

为解决辛置煤矿复合顶板巷道支护困难,通过理论分析、数值模拟并结合工程实践,对复合顶板巷道变形破坏机理及相应的锚杆支护技术进行了研究。结果表明：复合顶板的变形破坏主要因锚杆的主动支护作用较差,加之复合顶板各岩层的节理裂隙发育,使复合顶板的初期离层量和变形量较大,顶板的稳定性持续恶化,最终导致复合顶板的大变形以至破坏。因此应提高锚杆（索）的预紧力,增强支护系统护表功能并加强锚索支护强度,以充分发挥锚杆（索）的主动支护作用。     

上提面风氧化巷道支护技术

1202(3)为祁南煤矿上提综采工作面,回风巷部分区段处于风氧化带区域内,该段区域顶板岩层裂隙发育,岩体孔隙率高,围岩强度衰减速度快,自稳性能与承载能力差.通过巷帮锚索强化和巷道顶板两侧走向锚索转移顶板压力,提高了巷帮的承载能力,减小了巷帮所受压力.在淋水区段除采用锚索网主动强化支护外,还套架微拱形U型钢梯形棚加强支护,实现了风氧化巷道安全支护,满足了安全生产的需要,为类似巷道提供了技术经验.     

特厚煤层托顶煤掘进巷道支护技术研究

新村煤矿在特厚煤层工作面巷道托顶煤掘进期间,针对顶煤支护困难,支护效果差这一问题,结合现场工程地质条件,通过数值模拟及实验测试等方式对顶煤支护困难的原因进行分析,发现支护效果受顶煤强度、裂隙发育情况、顶板的稳定性以及支护面积影响.经研究,采用加强锚杆和锚索的预紧力,增加顶板支护面积的方式提高预应力的扩散效果,使顶煤更具...     

铜坑矿92~#矿体裂隙矿岩巷道支护研究

铜坑矿92#矿体矿岩节理裂隙发育,导致采场巷道易发生顶板掉块、离层冒落。锚网支护易出现锚网破裂、锚杆失效等现象。对矿岩地质结构特征及物理力学性质进行了调研与测定,总结了导致采场巷道顶板发生各种破坏类型的影响因素。结合矿山巷道支护实践经验,设计推荐锚网喷联合支护方式对采场巷道顶板进行支护,并通过具有代表性的巷道顶板支护的工业试验证明了锚网喷联合支护效果理想,最后得出锚网喷联合支护方式适用于裂隙矿岩巷道的支护。     

复合顶板应力集中区巷道围岩控制技术研究

为解决三交河矿临空、多层薄煤岩层复合顶板巷道11-1052巷支护难题,探测了顶板煤岩层的厚度和裂隙发育情况,模拟分析了临近工作面采空后巷道围岩的应力集中情况,提出了把厚度小、强度低的复合顶板加固为厚度大、抗变形能力强的类刚性结构顶板的巷道围岩控制技术。井下试验结果表明,巷道围岩变形量小,锚杆锚索受力稳定,解决了该巷道围岩控制难题。     

软煤层易泥化底板巷道高强锚杆支护技术及应用

针对晋平煤矿10#煤两帮煤体软弱、底板含有铝土质泥岩强度低且遇水泥化和顶板存在纵向裂隙的情况,采用理论分析和工程类比的方法,提出了两帮强度强化、保持顶板完整性、阻止顶板离层和底板控水的综合支护原则,并据此给出了巷道支护参数,确定巷道采用高强锚杆、锚索联合支护技术。井下实践表明,巷道变形于掘进20 d后趋于平稳,且以两帮变形和底鼓为主,但巷道变形量总体很小,围岩控制效果良好。