大倾角煤层巷道围岩变形破坏机理及支护研究

大倾角煤层巷道支护通常采用单一支护体系,围岩变形破坏极为严重,为寻找出适合大倾角煤层巷道稳定的支护体系,对大倾角巷道围岩变形破坏特征进行了深入地分析。以代池坝煤矿3963运输平巷作为研究对象,借助点荷载试验、松动圈测试和数值模拟软件,对该巷道围岩力学性质、松动范围、应力分布及变形情况进行研究,得出大倾角煤层巷道围岩变形破坏机理,且工程应用取得了较好的效果,为控制大倾角煤层巷道稳定性提供了科学依据。     

大倾角煤层巷道围岩变形破坏机理及支护研究

大倾角煤层巷道支护通常采用单一支护体系,围岩变形破坏极为严重。为寻找出适合大倾角煤层巷道稳定的支护体系,对大倾角巷道围岩变形破坏特征进行了分析。以代池坝煤矿3963运输平巷为例,结合点荷载试验、松动圈测试并采用数值模拟软件,对该巷道围岩力学性质、松动范围、应力分布及变形情况进行研究,得出大倾角煤层巷道围岩变形破坏机理,且工程应用取得了较好的效果,为控制大倾角煤层巷道稳定性提供了科学依据。     

大倾角特厚复合顶板巷道支护稳定性分析

针对大倾角特厚复合顶板煤层倾角大、围岩强度低、层间黏结力弱且易离层等特点,结合永宁煤业4105工作面顺槽巷道实例,采用FLAC^3D数值模拟软件,模拟了不同断面形状与支护参数巷道围岩塑性区分布规律和围岩应力分布、变形等特征。研究结果表明,直墙拱形断面巷道可改善围岩的应力状态,减小围岩塑性区破坏范围,降低围岩的变形量,更加适合大倾角特厚复合顶板巷道的开挖支护。     

不同煤层倾角锚杆支护巷道围岩受力特征物理模拟研究

为了研究煤层倾角变化对锚杆支护回采巷道围岩力学特征的影响,结合淮南矿区大倾角煤层开采地质和技术条件,应用自制相似材料模拟旋转试验架,建立了煤层倾角为0°,30°和45°的锚杆支护回采巷道的相似材料模拟模型,系统分析了不同煤层倾角锚杆支护回采巷道围岩应力、变形和破坏特征。随煤层倾角增大,巷道围岩应力分布和变形的非对称性特征更加明显;倾角越大,巷道围岩的整体稳定性越差。研究得出顶板、高帮和底板是大倾角煤层实体煤回采巷道围岩稳定性控制的关键部位,揭示了煤层倾角变化对锚杆支护巷道围岩力学特征影响的作用机理。工程应用表明,大倾角煤层回采巷道围岩稳定性控制的关键是根据巷道围岩非对称结构特点和围岩力学特征的非对称性,采用非对称锚网索组合支护,并不断改进支护材料、优化支护参数、加强施工工艺和质量管理。     

大倾角煤层巷道变形机理与支护控制研究

针对大倾角煤层巷道围岩难以控制的现状,结合菏泽某矿区的巷道地质资料,采用FLAC软件对大倾角煤层巷道围岩应力分布和变形破坏进行研究。结果表明:与近水平煤层巷道相比,大倾角煤层巷道开挖后巷道变形表现为非对称性;对大倾角煤层巷道应加强低帮中部、高帮煤岩交界处的支护强度和重视靠近低帮侧的顶底板支护。在此基础上,设计了巷道支护控制方案,有效地控制了大倾角煤层巷道的变形破坏问题。     

大倾角煤层巷道破坏机理及控制技术研究

针对大倾角煤层巷道围岩难以控制的现状,分析了大倾角煤层巷道破坏的机理及破坏特征。利用FLAC软件分析了煤层倾角对巷道围岩应力分布、巷道变形的影响。结合某矿大倾角煤层巷道变形严重、返修率高的现状,设计了巷道支护控制方案,有效地解决了大倾角煤层巷道破坏严重的问题。     

大倾角煤层巷道变形破坏机理与支护对策研究

基于大倾角煤层巷道围岩破坏特征现场探测信息,建立了不同岩层倾角下巷道围岩变形破坏的数值计算模型,研究了大倾角煤层巷道围岩非对称变形破坏机制,得出围岩变形破坏的关键部位.在此基础上,提出大倾角煤层巷道围岩关键部位非对称耦合支护对策.结果表明:随着岩层倾角增加,巷道围岩变形破坏表现出明显的非对称性,通过对围岩变形破坏的关键...     

大倾角煤层回采巷道相似模拟研究

根据相似理论及巷道围岩所处的地质条件,建立大倾角煤层回采巷道的相似材料模拟,对大倾角回采巷道采用锚网支护进行了相似模拟研究,通过测量巷道围岩应力分布及位移变形量,得出大倾角回采巷道的变形规律及破坏特征,并在试验的基础上对围岩的变形原因进行探讨。     

大倾角软岩顶板中厚煤层回采巷道支护技术

潘津煤矿2201工作面轨道顺槽650m范围内,煤层倾角为16~35°,650~1280m的煤层倾角为41~46°。由于650~1280m范围煤层倾角较大,施工过程中巷道出现顶板破碎现象,肩角支护困难,围岩变形量大,巷道高帮侧超高造成后期工作面回采超前支护困难等一系列支护问题。在对围岩赋存及变形破坏特征分析研究的基础上,得出原巷道设计断面形状不合理,支护方式不科学是支护失效的两个主要原因,为此提出采用预留肩角处顶煤矩形断面,配合锚网索+钢筋梯联合支护方案。工程实践表明,该方案的实施取得良好的支护效果。     

倾斜大断面煤层巷道耦合控制对策研究

以倾斜大断面煤层巷道围岩破坏特征现场观测信息为基础,对其变形破坏关键部位进行研究,得出巷道变形破坏的关键部位为巷道断面与岩层倾斜方向的钝角部位和巷道的底角。在此基础上,提出了倾斜大断面煤层巷道围岩关键部位非对称耦合控制对策,并对巷道非对称耦合支护效果进行了数值模拟研究。结果表明:采用该控制对策可以有效实现支护体与围岩之间的协调变形,保证巷道围岩的稳定。     

大倾角煤层回采巷道锚杆支护的数值模拟分析

大倾角煤层回采巷道围岩变形与破坏有其独特性,存在非对称变形与巷道围岩受载不均匀性。论文应用FLAC2D对大倾角煤层回采巷道在不同参数条件下的锚杆支护进行了数值分析,得出了不同支护参数下巷道围岩矿压显现规律,为大倾角煤层回采巷道进行锚杆支护设计提供了理论依据。     

大倾角煤层斜梯形巷道变形破坏特征及支护技术研究

为了研究大倾角煤层斜梯形巷道变形破坏特征,以新疆焦煤集团2130煤矿为工程背景,采用数值模拟和现场监测相结合的研究方法,对大倾角斜梯形巷道变形破坏特征进行了研究。结果表明:大倾角斜梯形巷道顶板应力、位移分布具有明显的非对称性特征;受采动的影响,斜梯形巷道变形呈"顶板下挫,底板隆起"的破坏形式;斜梯形巷道围岩塑性区主要以拉伸破坏为主,剪切破坏为辅。通过分析及工程实践,提出了"高强度锚杆、锚索"联合支护方式,对易变形破坏的顶板、高帮及肩角关键部位要重点突破,加强控制。该研究有效控制了斜梯形巷道的变形破坏,可为类似地质条件下巷道围岩控制提供借鉴。     

倾斜煤层沿空掘巷柔性锚杆控制技术研究

倾斜煤层沿空巷道围岩应力状态复杂,围岩控制难度增加。通过理论分析、数值模拟与工程实践相结合的研究方法,对不同倾角下巷道的围岩应力状态、破坏特征及控制技术进行研究。结果表明:随着煤层倾角的增大,巷道两侧侧向支承应力集中峰值不断增大,应力集中区逐渐扩大,且偏载效应明显;提出采用柔性锚杆高预紧长锚固的支护方式,增大巷道的有效承载圈层,确定了不同煤层倾角的2种支护方案。现场矿压观测表明,巷道顶板最大下沉量为22mm,两帮最大收敛变形量为31 mm,沿空巷道围岩结构稳定,整体变形量小,能够为相似条件下的沿空掘巷提供参考。     

巷道断面形态对急倾斜煤层巷道稳定性的影响分析

针对急倾斜煤层巷道受地质条件、围岩应力分布、破坏规律等因素影响呈现非对称性特征,造成巷道支护困难、变形规律复杂等问题,通过对现场巷道支护条件、破坏类型进行分析,提出巷道发生破坏造成多次返修的主要原因并不是巷道支护选型的问题,进而研究了巷道断面类型选择对巷道破坏的影响。对异形断面、拱形断面、斜边+弧形断面等3种巷道断面类型,进行了数值模拟分析,对形成巷道断面后围岩的应力分布、破坏情况进行分析,并对比其差异,得出斜边+弧形断面在急倾斜煤层巷道支护过程中,有其独特的承载作用,可有效缓解巷道应力的非对称性对巷道的破坏影响。     

缓倾斜煤层直角梯形巷道支护技术

缓倾斜煤层巷道在倾角和多种地质条件共同作用下变形破坏的形式较为复杂,给巷道围岩的稳定性控制带来很大的问题,巷道开挖后的变形破坏呈现非对称特征,缺乏针对性强的支护措施。为了安全经济地开采缓倾斜煤层,以宁煤集团石炭井二矿区实际工程为例,采用数值模拟、室内相似模型试验以及现场监测的方法对缓倾斜煤层巷道围岩分布规律及支护技术进行研究,结果表明:缓倾斜煤层巷道围岩应力分布呈现非对称特征,低帮的应力集中大小以及范围明显大于高帮,且低帮应力集中区到巷道帮侧的距离大于高帮。倾角越大,两帮的应力集中差异越明显,低帮应力集中区到两帮的距离大小值比高帮越大。巷道高帮顶角以及低帮底角呈现为压应力区,其他两边角表现为明显的拉应力区。在非对称应力作用下,巷道围岩呈现非对称变形破坏特征。根据缓倾斜煤层巷道应力-变形非对称特征,提出了支护设计的原理,对巷道围岩进行了支护方案设计。在巷道支护后,巷道围岩竖向、水平非对称应力分布特征得到明显改善,其竖向应力明显向巷道中部转移,各边角处应力集中差异明显减小,顶板最大沉降量由支护前的217 mm降低到65.3 mm,巷道两帮收敛由支护前的194.5 mm降低到74.4 mm。...     

大倾角工作面巷道断面形式优化数值模拟

针对大倾角工作面梯形巷道顶板破碎、较高侧煤帮变形破坏严重的现象,以陈蛮庄煤矿3402工作面轨道巷为工程背景,结合现场实际和UDEC2D数值模拟,对比分析了巷道矩形开挖和梯形开挖时围岩破坏特征,并根据矩形巷道顶板三角煤的破坏特征提出了五边形巷道断面形式。对3种断面形式下巷道横截面积、断面支护长度以及围岩稳定性进行了对比研究。研究表明:对于大倾角工作面,五边形巷道断面形式相比于矩形巷道有效提升了回采工程的活动空间,合理摒弃了位于顶板的不易支护的部分三角煤;相比于梯形巷道合理降低了巷道支护成本,提升了直接顶板的稳定性。因此,五边形工作面巷道更有利于大倾角工作面的安全高效生产。     

大倾角松软厚煤层巷道优化设计及数值分析

以大远煤业有限公司杜家村煤矿2号开采煤层1201回采平巷的工程条件为背景,分析了大倾角松软厚煤层在不同断面形状和支护方式下稳定性问题。采用工程类比法及FLAC3D数值分析软件,对三种方案在不同的巷道断面、支护方式下,巷道围岩的位移变形情况、应力分布情况等进行了模拟分析比较,研究结果表明,在同样采用锚网索+钢带的联合支护形式下,直墙圆拱形巷道形状的垂直和水平变形量比其他两个方案分别低78%和23%,且应力分布较均匀,更加适合大倾角松软煤层巷道的开挖支护。论文研究结果可为工程设计和实际应用提供依据。     

深部锚杆支护煤巷断面形状的试验研究

针对深部大倾角锚杆支护煤层巷道采用梯形断面难以控制围岩变形的问题，通过对巷道断面形状进行探索研究，逐步将巷道断面形状改变为斜切圆弧形断面，并采用锚、网、带支护形式，有效地控制了巷道变形，提高了掘进速度，取得了较好的支护效果。     

大倾角煤层回采巷道的矿山压力研究

针对石台矿Ⅲ313工作面回采巷道在工作面回采过程中围岩变形破坏的具体情况,采用数值计算、现场实测等研究手段,研究了大倾角工作面回采巷道围岩在工作面超前支承压力的作用下变形破坏的规律性和复杂性。结果表明,倾角增大不仅使回采巷道内围岩应力分布表现出与倾斜、缓倾斜煤层不同的特征,而且上下平巷矿压显现也不尽相同,其主要表现为运输平巷的集中应力大于回风平巷,给出了运输平巷和回风平巷超前支护的范围和巷道支护的关键位置。     

大倾角煤层巷道围岩破裂结构特征探测

有效进行巷道围岩控制的一个重要前提是要明确支护对象,准确、定量地评价巷道围岩工程地质条件和围岩地质结构特征.为此,本文以山西吕梁庞庞塔煤矿大倾角煤层巷道工程地质条件为背景,提出了采用钻孔窥视仪对巷道围岩结构进行全断面探测,实现了巷道围岩结构与破裂范围的精确空间定位.本文的研究为进行大倾角煤层巷道支护形式与支护参数的选择提供了可靠的工程地质依据.